电磁学与近代物理基础教程

本书包括电磁学课程的前期数学基础知识、电磁学基础、近代物理学基础，注重数学理论与物理概念的密切衔接，有利于读者顺利学会用高等数学思想解释物理学问题；并且重视电磁学有关规律的应用，特意介绍了一些在工程技术和日常生活中的应用；此外，对近代物理学思想进行了简单化抽象，有利于学生避开烦琐的数学推导，形象地理解有关重要概念。 本书注重理论与实践相结合，进一步深化校企合作，实施产教融合探索人才培养模式，满足应用型高校重应用、强实践、练能力的基本要求。

本书的基本内容包括电磁学课程的前期数学基础知识、电磁学基础、近代物理学基础。前期数学基础知识包括矢量运算，梯度、旋度、散度的微积分形式。电磁学基础包括静电场和稳恒磁场的基本规律，电磁场的统一性以及麦克斯韦方程组和电磁波。近代物理学基础包括相对论时空观、相对论动力学基础、光和实物粒子的波粒二象性、能量量子化和量子力学简介，包括微观粒子的测不准关系、隧道贯穿原理、氢原子光谱、多电子原子的壳层结构等。 本书注重数学理论与物理概念的密切衔接，有利于读者顺利学会用高等数学思想解释物理学问题，尤其是电磁场问题；并且重视电磁学有关规律的应用，特意介绍了一些在工程技术和日常生活中的应用；此外，对近代物理学思想进行了简单化抽象，有利于学生避开烦琐的数学推导，形象地理解有关重要概念。 本书可作为应用型高等院校理工科电子、电气、通信、交通、元器件工程类专业的物理课程教材，也可作为电子、电气相关工程技术人员的参考书。

前言 第1章绪论 11经典力学的基本规律 12经典热学的基本规律 13人们对光的本质的认识 14电磁学理论概述 15关于电磁学和近代物理基础的 学习方法 第2章矢量运算基础知识 21矢量运算 211矢量加减法 212矢量的乘法 22梯度、散度、旋度的微积分 形式 221标量场的方向导数和梯度 222矢量场的通量和散度 223矢量场的环量和旋度 23本章小结与教学要求 习题 第3章真空中的静电场 31电荷 311电荷的量子化 312电荷守恒定律 313库仑定律 32电场强度 321静电场 322电场强度 323点电荷的电场强度 324电场强度叠加原理 325电偶极子的电场强度 33电场强度通量和高斯定理 331电场线 332电场强度通量 333高斯定理 334高斯定理应用举例 34密立根测定电子电荷的实验 35静电场的环路定理和电势能 351静电场力所做的功 352静电场的环路定理 353电势能 36电势 361电势的概念 362点电荷电场的电势 363电势的叠加原理 37电场强度与电势梯度 371等势面 372电场强度与电势梯度的关系 38静电场中的电偶极子 381外电场对电偶极子的力矩和 取向作用 382电偶极子在电场中的电势能和 平衡位置 39本章小结与教学要求 习题 第4章静电场中的导体与电介质 41静电场中的导体 411静电平衡条件 412静电平衡时导体上电荷的 分布 413静电屏蔽 42静电场中的电介质 421电介质对电场的影响和相对 电容率 422电介质的极化 423电极化强度 424极化电荷与自由电荷的关系 43电位移矢量和有电介质时的高斯 定理 44电容和电容器 441孤立导体的电容 442电容器 443电容器的并联和串联 45静电场能量 451电容器的电能 452静电场的能量密度 46静电的应用 461范德格拉夫静电起电机 462静电除尘 463静电分离 47本章小结与教学要求 习题 第5章真空中的稳恒磁场 51恒定电流和电动势 511电流形成的条件 512恒定电流和恒定电场 513电流和电流密度 514欧姆定律和焦耳-楞次定律的 微分形式 515电源的电动势 52恒定磁场 521电磁起源 522磁感应强度 53毕奥-萨伐尔定律 531毕奥-萨伐尔定律的数学描述 532毕奥-萨伐尔定律的应用 533匀速运动电荷的磁场 54真空中磁场的高斯定理 541磁感应线 542磁通量 543真空中恒定磁场的高斯定理 55真空中恒定磁场的安培环路 定理 551恒定磁场的安培环路定理 552安培环路定理的应用 56磁场对运动电荷和载流导线的 作用 561洛伦兹力 562带电粒子在磁场中的运动 563电场和磁场控制带电粒子 运动的应用 564安培力 57磁力的功 571磁场对运动载流导线 做功 572磁力矩对运动载流线圈 做功 58本章小结与教学要求 习题 第6章磁介质中的稳恒磁场 61磁介质及其磁化 611磁介质及其分类 612分子磁矩和分子附加磁矩 613顺磁质和抗磁质的磁化 614磁化强度矢量与磁化电流 62磁介质中的高斯定理和安培 环路定理 621磁介质中的高斯定理 622磁介质中的安培环路定理 63铁磁质 631铁磁质的起始磁化曲线和 磁滞回线 632铁磁质的特点 633磁畴 64本章小结与教学要求 习题 第7章电磁场与麦克斯韦方程组 71电磁感应定律 711电磁感应现象 712楞次定律 713法拉第电磁感应定律 714全磁通、感应电流和感应电荷 的计算 72动生电动势 721产生动生电动势的原因 722动生电动势的计算 73感生电动势 731产生感生电动势的原因 732感生电场及感生电动势的 计算 74自感与互感 741自感现象和自感 742自感及其自感电动势的计算 743互感现象和互感 744互感及其互感电动势的 计算 745LC振荡电路 75磁场的能量 751磁能的推导 752自感线圈的磁能 76位移电流与电磁场 761位移电流的引入 762全电流定律 763电磁场 77麦克斯韦方程组和电磁波 771麦克斯韦方程组 772电磁波 773平面电磁波的性质 774平面电磁波的能量密度和能 流密度 775电磁波谱 78本章小结与教学要求 习题 第8章光和实物粒子的波粒二 象性 81光的波动性 811光的干涉 812光的衍射 82光的粒子性 821光电效应与爱因斯坦光子 假说 822康普顿效应 83实物粒子的波动性 831德布罗意的物质波假说 832德布罗意波的实验验证 84氢原子光谱与玻尔理论 841氢原子光谱 842玻尔理论的基本假设 843氢原子的能级和光谱 844玻尔理论的成功和局限 85测不准关系与隧穿原理 851微观粒子的测不准关系 852微观粒子的隧穿原理 86原子中的电子和原子的壳层 结构 861薛定谔方程求解得到的氢原子的 能级结构 862电子的自旋和施特恩-格拉赫 实验 863描述多电子原子中电子状态的 4个量子数 864泡利不相容原理 865能量最低原理 866元素周期表 87本章小结与教学要求 习题 第9章爱因斯坦时空观和相对论动力 学基础 91伽利略变换和经典力学的绝对 时空观 911伽利略变换和经典力学的 相对性原理 912经典力学的绝对时空观 92狭义相对论的基本原理和 洛伦兹变换 921狭义相对论的基本原理 922洛伦兹变换 923洛伦兹速度变换 93狭义相对论的时空观 931同时的相对性 932长度的收缩 933运动时间间隔的膨胀 934关于时间延缓和长度收缩的 实验证明 94相对论的质量、动量和能量 941相对论的质量 942相对论的动量 943质量与能量的关系 944质能公式在原子核裂变和聚变 中的应用 95动量与能量的关系 96本章小结与教学要求 习题 参考文献