物理学

出版社:祝之光 高等教育出版社 (2012-12出版)
ISBN:9787040365146

章节摘录

版权页:   插图:   第十一章波动光学 17世纪以前,人们对光的研究仅限于几何光学方面,至17世纪中叶,随着第一架望远镜和显微镜的诞生以及光的反射定律和折射定律的建立,几何光学的体系基本形成,人们开始进一步探讨光的本性,并在17世纪后期逐渐形成两派不同的学说,一派是以牛顿为代表的微粒说,认为光是按惯性定律沿直线飞行的微粒流;另一派是惠更斯的波动说,认为光是一种在特殊介质中传播的机械波,微粒说能解释光的直线传播定律及反射、折射定律等,但在研究光的折射现象时,得出了光在水中的速度大于空气中速度的错误结论;波动说也能解释折射、反射定律,并且还解释了方解石的双折射现象,但根据波动理论,则认为光在水中的速度小于空气中的速度,限于当时的科学技术条件,无法用实验检验这两种说法,只是由于牛顿的崇高威望使微粒说占了统治地位。 1801年英国物理学家杨(T.Young,1773—1829)最先用实验显示了光的干涉现象,在历史上第一次测定了光的波长,并用干涉原理成功地解释了白光下薄膜彩色的形成,为波动说奠定了实验基础,然而,由于微粒说的绝对优势,杨氏的工作不被人重视和接受,波动说仍处于被压抑的地位。 1815年法国物理学家菲涅耳(A.J.Fresnel,1788—1827)用杨氏干涉原理补充了惠更斯原理,由此成功地解释了光的衍射和光的直线传播现象,有力地证明了光的波动理论,至此,波动说取得了胜利,确立了应有的地位。 1808年以后,马吕斯(E.L.Malus,1775—1812)、杨氏、菲涅耳和阿拉果(D.Arago,1786—1853)等人系统研究了光的偏振现象,确认光是横波。1850年傅科(J.L.Foucauh,1819—1868)又从实验证明光在水中的速度小于空气中的速度,这样,波动说最后以无可辩驳的事实彻底否定了微粒说,在19世纪中叶形成了波动光学的体系。 然而,此时的波动说仍是以光的机械波理论为基础的,在寻找光赖以传播的弹性介质“以太”时,这个理论遇到了无法克服的困难,1865年麦克斯韦在电磁理论的研究中,指出光也是一种电磁波,这个预言被以后的一系列实验所证实,这样,旧波动说才摆脱了机械论而得到根本的改造,人们对光的本性的认识因此产生了一个新的飞跃,从此,波动光学就在电磁理论的基础上进一步发展完善起来。

书籍目录

绪论——物理世界 0—1微观宏观宇观 0—2基本作用 0—3物理的定量研究 0—4物理学不断进步 0—5写给学生的几句话 第一章质点运动时间空间 1—1质点运动的描述之一 1—2质点运动的描述之二 1—3经典时空观及其局限性 * 1—4相对论时空观念 讨论参考题之一 第二章力动量能量 2—1牛顿运动定律 2—2动量定理和动量守恒定律 2—3功动能定理 2—4功能原理机械能转化和守恒定律 * 2—5质量—速率关系质量—能量关系 阅读材料之一广义相对论简介 第三章刚体的定轴转动 3—1刚体定轴转动的动能定理和转动定律 3—2定轴转动的角动量定理和角动量守恒定律 讨论参考题之二 第四章气体动理论 4—1宏观与微观统计规律 4—2理想气体的压强与温度 4—3能量均分定理理想气体的内能 4—4麦克斯韦速率分布律*玻耳兹曼能量分布律 阅读材料之二我们的宇宙(一)——大爆炸宇宙模型 第五章热力学基础 5—1热力学第一定律及应用 5—2循环过程卡诺循环 5—3热力学第二定律 讨论参考题之三 阅读材料之三我们的宇宙(二)——恒星的演化 阅读材料之四能量的退化 第六章静电场 6—1电场强度 6—2高斯定理 6—3电势 6—4静电场中的导体和电介质 6—5电容电场的能量 讨论参考题之四 第七章恒定磁场 7—1磁感应强度磁场的高斯定理 7—2安培定律 7—3毕奥—萨伐尔定律 7—4安培环路定理 7—5介质中的磁场 第八章电磁感应电磁场 8—1电磁感应的基本定律 8—2动生电动势*涡旋电场 8—3自感*互感磁场的能量 * 8—4位移电流麦克斯韦方程组 讨论参考题之五 第九章振动学基础 9—1简谐振动的规律 9—2简谐振动的描述 9—3简谐振动的合成 阅读材料之五混沌 第十章波动学基础 10—1波动的基本概念 1O—2平面简谐波波函数 10—3波的能量 10—4波的叠加 * 10—5多普勒效应 讨论参考题之六 第十一章波动光学 11—1光的相干性光程 11—2分波面干涉 11—3分振幅干涉 11—4光的衍射 11—5衍射光栅 11—6光的偏振 讨论参考题之七 阅读材料之六激光 阅读材料之七光通信 第十二章波和粒子 12—1量子论的出现 12—2物质波不确定关系 * 12—3波函数薛定谔方程及简单应用 讨论参考题之八 阅读材料之八从电子显微镜到扫描隧穿显微镜 阅读材料之九纳米科技 阅读材料之十对称性与守恒定律 附录1矢量 附录2国际单位制(SI) 附录3常用物理常量 附录4常用数学公式 习题答案 参考文献

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