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模块4机械振动和机械波2

第11章 机械振动2

11.1简谐振动2

11.1.1简谐振动的特征及其表达式3

11.1.2振幅周期和频率相位4

11.2简谐振动的旋转矢量表示法7

11.3几种常见的简谐振动9

11.3.1单摆9

11.3.2复摆10

11.4简谐振动的能量11

11.5简谐振动的合成13

11.5.1两个同方向同频率简谐振动的合成13

11.5.2两个同方向不同频率简谐振动的合成拍15

11.5.3两个相互垂直的同频率的简谐振动的合成16

11.5.4多个同方向、不同频率简谐振动的合成17

11.6阻尼振动受迫振动共振18

11.6.1阻尼振动18

11.6.2受迫振动20

11.6.3共振21

11.7电磁振荡22

11.7.1振荡电路无阻尼自由电磁振荡22

11.7.2无阻尼电磁振荡的振荡方程23

11.7.3无阻尼自由电磁振荡的能量24

11.8非线性系统的振动和混沌25

11.8.1非线性系统的振动25

11.8.2混沌26

11.9习题27

第12章 机械波33

12.1机械波的一般概念33

12.1.1机械波产生的条件33

12.1.2横波和纵波34

12.1.3波面波前波线34

12.2平面简谐波的波函数37

12.2.1平面简谐波的波函数37

12.2.2波函数的物理含义39

12.3波的能量能流密度41

12.3.1波的能量41

12.3.2能流能流密度43

12.4惠更斯原理波的衍射反射和折射44

12.4.1惠更斯原理44

12.4.2波的衍射44

12.4.3波的反射和折射45

12.5波的叠加原理波的干涉46

12.6驻波48

12.6.1驻波方程48

12.6.2半波损失50

12.6.3驻波的能量51

12.6.4振动的简正模式51

12.7多普勒效应53

12.8声波56

12.8.1声波56

12.8.2超声波58

12.8.3次声波58

12.9平面电磁波59

12.9.1电磁波的产生与传播59

12.9.2平面电磁波的性质61

12.9.3电磁波的能量61

12.9.4电磁波谱62

12.10习题63

模块5波动光学70

第13章 光的干涉70

13.1光源单色性光程相干光70

13.1.1光源70

13.1.2光源单色性71

13.1.3光程与光程差71

13.1.4光的相干现象73

13.2双缝干涉75

13.2.1杨氏双缝干涉实验75

13.2.2干涉条纹的分布76

13.3薄膜干涉77

13.3.1等倾干涉77

13.3.2等厚干涉81

13.4迈克尔孙干涉仪85

13.4.1迈克尔孙干涉仪85

13.4.2迈克尔孙一莫雷实验86

13.5分波面干涉装置87

13.5.1菲涅尔双面镜88

13.5.2菲涅尔双棱镜88

13.5.3劳埃德镜88

13.5.4比耶对切透镜89

13.6时间相干条纹可见度89

13.6.1时间相干性90

13.6.2条纹的可见度90

13.7习题92

第14章 光的衍射95

14.1惠更斯一菲涅尔原理95

14.1.1光的衍射现象95

14.1.2惠更斯一菲涅尔原理96

14.1.3菲涅尔衍射和夫琅禾费衍射96

14.2单缝衍射97

14.2.1单缝夫琅禾费衍射97

14.2.2单峰衍射的条纹空间分布97

14.2.3单缝衍射的光强计算100

14.3圆孔衍射102

14.3.1圆孔衍射102

14.3.2光学仪器的分辨能力102

14.4光栅衍射104

14.5 X射线衍射108

14.6习题109

第15章 光的偏振111

15.1自然光偏振光111

15.2偏振片马吕斯定律112

15.2.1偏振片112

15.2.2马吕斯定律113

15.3反射光和折射光的偏振规律114

15.4双折射115

15.4.1双折射现象115

15.4.2光轴主平面115

15.4.3双折射现象的解释116

15.4.4尼科耳棱镜117

15.5椭圆偏振光和圆偏振光118

15.5.1椭圆偏振光和圆偏振光118

15.5.2四分之一波片119

15.5.3偏振光的干涉120

15.6旋光现象121

15.7习题122

模块6近代物理126

第16章 相对论基础126

16.1狭义相对论的基本原理洛伦兹变换式126

16.1.1迈克尔孙一莫雷实验126

16.1.2狭义相对论的基本原理127

16.1.3洛伦兹变化式128

16.2相对论速度变换式129

16.3狭义相对论的时空观131

16.3.1关于“同时”的相对性131

16.3.2时间延缓132

16.3.3长度收缩132

16.3.4相对性与绝对性133

16.4狭义相对论动力学基础133

16.4.1相对论力学的基本方程133

16.4.2质量和能量的关系134

16.4.3动量和能量的关系135

16.5广义相对论简介136

16.6习题138

第17章 量子物理141

17.1黑体辐射普朗克的量子假设141

17.1.1黑体黑体辐射142

17.1.2黑体辐射的实验定律143

17.1.3普朗克量子假设普朗克黑体辐射公式143

17.2光电效应爱因斯坦光子理论145

17.2.1光电效应的实验规律145

17.2.2爱因斯坦光子理论146

17.2.3光的波-粒二象性147

17.2.4光电效应的应用147

17.3康普顿效应148

17.4氢原子光谱玻尔的氢原子理论150

17.4.1近代关于氢原子光谱的研究150

17.4.2玻尔的氢原子理论及其缺陷151

17.5德布罗意波实物粒子的波-粒二象性153

17.5.1德布罗意波153

17.5.2德布罗意波的实验证明154

17.6不确定度关系155

17.7波函数薛定谔方程157

17.7.1波函数157

17.7.2薛定谔方程159

17.8一维无限深势阱问题160

17.8.1一维无限深势阱160

17.8.2一维势垒隧道效应163

17.9量子力学中的氢原子问题163

17.9.1氢原子的薛定谔方程163

17.9.2量子化和量子数164

17.9.3基态氢原子的电子分布概率165

17.10电子的自旋多电子原子中的电子分布166

17.10.1电子的自旋166

17.10.2多电子原子中的电子分布167

17.11习题168

附录171

复习题答案174

参考文献180