基础物理II - 电磁学、光学和量子力学

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目录 目录 中文版序 译者的话 前言 第1章静电学Ⅰ1 1.1回顾F=ma1 1.2走进电学3 1.3库仑定律6 1.4电荷的性质7 1.5库仑定律的验证9 1.6引力与电力之比11 1.7库仑定律对连续带电体的应用12 第2章电场14 2.1重要内容回顾14 2.2离题说说核力15 2.3电场E16 2.4场的图示18 2.5偶极子的场24 2.6对场的响应27 第3章高斯定理Ⅰ30 3.1无限长带电直线的场30 3.2无限大带电平面的场34 3.3球形电荷分布：高斯定理37 3.4关于面积元矢量dA的插言38 3.5图说高斯定理42 第4章高斯定理Ⅱ：应用47 4.1高斯定理的应用47 4.2球壳内部的场50 4.3无限长带电直线的场，再解52 4.4无限大带电平面的场，再解53 4.5导体54 第5章库仑势59 5.1保守力与势能60 5.2静电场是保守的吗？64 5.3图解场的线积分不依赖于路径66 5.4偶极子的电场和电势68 第6章导体与电容器71 6.1利用E计算V更简单的例子72 6.2V的图示73 6.3等势75 6.4镜像法76 6.5电容器82 6.6储存于电容器中的能量84 6.7电荷系的能量84 第7章电路与电流87 7.1电场的能量87 7.2电路与电导率88 7.3电路92 7.4电池与电动势E95 7.5有电源的RC回路98 7.6串联和并联电路101 第8章磁学Ⅰ104 8.1显示磁现象的实验104 8.2洛伦兹力举例回旋加速器107 8.3载流导线受到的磁力110 8.4磁矩113 8.5直流电机114 第9章磁学Ⅱ： 毕奥萨伐尔定律116 9.1毕奥萨伐尔定律的应用：圆电流的磁场117 9.2条形磁铁的微观描述119 9.3无限长载流直导线的磁场121 9.4安培环路定理123 9.5麦克斯韦方程组（静态）127 第10章安培环路定理Ⅱ、法拉第定律和楞次定律128 10.1无限长载流直导线的磁场，再解128 10.2通电螺线管的磁场131 10.3法拉第定律和楞次定律134 10.4法拉第定律的选学内容142 第11章法拉第定律进阶147 11.1电子感应加速器147 11.2发电机150 11.3电感153 11.4互感154 11.5自感156 11.6磁场的能量158 第12章AC电路160 12.1回顾电感器160 12.2LC电路164 12.3LCR电路167 12.4欧姆定律的复数形式173 第13章LCR电路和位移电流176 13.1LCR结果的分析177 13.2复数的威力182 13.3位移电流185 第14章电磁波188 14.1波动方程190 14.2真空中特定条件下的麦克斯韦方程组193 14.3波196 14.4波动方程的正弦解198 14.5电磁波的能量202 14.6电磁波的起源203 14.7麦克斯韦方程组——一般情况（选学）204 14.8从微观到宏观（选学）209 第15章电磁学和相对论214 15.1从库仑定律和相对论推出磁学214 15.2电动力学的相对论不变性217 15.3洛伦兹变换回顾218 15.4标量场和矢量场221 15.5微分算符223 15.6洛伦兹标量和矢量225 15.7四维电流密度J226 15.8四维势A228 15.9四维矢量A的波动方程231 15.10电磁张量F234 第16章光学Ⅰ：几何光学回顾240 16.1几何光学（光线光学）240 16.2c的简史241 16.3几何光学的若干亮点243 16.4从费马原理推导反射定律244 16.5从费马原理推导斯涅尔定律246 16.6从费马原理推导曲面上的反射247 16.7椭圆面镜和费马原理249 16.8抛物面镜251 第17章光学Ⅱ：更多的反射镜和透镜253 17.1抛物面镜的球形近似253 17.2成像：几何光学254 17.3由费马原理成像256 17.4复杂情况259 17.5从费马原理求解透镜262 17.6最小作用量原理263 17.7眼睛265 第18章光的波动理论268 18.1波的干涉270 18.2应用实数进行波的叠加272 18.3应用复数进行波的叠加273 18.4干涉分析275 18.5衍射光栅279 18.6单缝衍射281 18.7理解反射和晶体衍射282 18.8光入射到油膜上283 第19章量子力学：主要实验287 19.1光的双缝实验287 19.2麦克斯韦所遇到的问题288 19.3关于光子的题外话291 19.4物质波293 19.5光子与电子296 19.6海森伯不确定关系298 19.7让问题变清晰302 19.8波函数ψ306 19.9波函数塌缩308 19.10总结308 第20章波函数及其诠释311 20.1经典力学与量子力学中的概率313 20.2了解ψ317 20.3统计学概念：平均值和不确定性320 第21章量子化与测量323 21.1动量态324 21.2动量的单值性和量子化325 21.3测量假设：动量329 21.4通过计算求得A(p)337 21.5傅里叶定理341 21.6测量假设：一般情况345 21.7多个变量345 第22章能量定态347 22.1环上的自由粒子350 22.2势箱问题355 22.3势箱中的能量测量365 第23章散射和动力学367 23.1量子散射367 23.2隧穿效应372 23.3量子动力学373 23.4直积解的特性377 23.5时间演化的通解379 第24章总结与展望385 24.1假设：第一步385 24.2改进假设387 24.3假设：最终形式394 24.4多粒子情形：玻色子与费米子395 24.5能量-时间的不确定关系402 24.6下一步？407

R. Shankar，耶鲁大学物理学“约翰·伦道夫·霍夫曼”教授，美国艺术与科学院院士，2009年美国物理学会利林菲尔德奖得主，除本书外另著有《Principles of Quantum Mechanics》及《Basic Training in Mathematics》。Shankar教授主讲的《基础物理》因其幽默、诙谐的授课风格和清晰并富有逻辑的讲解受到全世界数百万师生的好评。

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