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第七章 电磁学 1

（Ⅰ）回顾人类的经验 2

（A）祖先的贡献 2

（B）西洋的贡献 5

（C）电磁学和牛顿力学的大致比照 6

（Ⅱ）静电学（一）：电荷、电场、电势、Gauss定律、电容器 8

（A）摩擦生电，电荷（electric charge）是什么？ 8

（B）电荷间的相互作用，Coulomb定律 10

（C）电场强度E（r），电势V（r） 15

（D）导体（conductor），半导体（semiconductor），绝缘体（insulator） 19

（E）重看Coulomb定律，Gauss定律 20

（F）电偶极子和电偶极矩 29

（G）电容器（capacitor），电容（capacitance）和电能 30

（Ⅲ）静电学（二）：电流、电阻、电动势、电路 45

（A）电流密度（electric current density）和电流 45

（B）电阻R、电阻率ρ、导电率σ 48

（C）电动势（electromotive force），电能 53

（D）电路（circuit） 59

（Ⅳ）静电学与人体 68

（A）人体 68

（B）神经系统 69

（C）神经如何传递信号？ 70

（D）信息传递的RC电路模型 74

（E）心脏的跳动（缩胀）和脉搏 76

（V）静磁学：磁荷、磁场、Biot-Savart和Ampere定律、Hall效应 79

（A）什么叫静磁学呢（magnetostatics）？ 79

（B）天然磁铁以外的磁场 82

（C）电荷q在外磁场Bext的情况下的运动 96

（D）Hall效应 105

（E）简单地比较静电学和静磁学 108

（Ⅺ）物质的电磁性 110

（A）物质 110

（B）物质呈现的电学现象 111

（C）磁性物质呈现的磁学现象 114

（D）物质（电介质、磁性物质）对电磁场的非线性反应 119

（Ⅶ）Faraday定律 122

（A）复习及检讨 122

（B）电磁感应 124

（C）Faraday定律的内涵 127

（D）静电场Es和感应电场Eind的比较 131

（Ⅷ）自感应和互感应、电振动、交流电 134

（A）自感应（self induction）、互感应（mutual induction）、电感（inductance） 134

（B）电路内配件间的能量交换，电磁振动 139

（C）交流电 150

（D）讨论：瞬变效应，共振现象，品质因子（quality factor） 158

（Ⅸ）总结电磁学定律、Maxwell方程组、电磁波 162

（A）Ampere-Maxwell定律 162

（B）经典电磁学理论（Maxwell的电磁学理论） 169

（C）经典电磁学的本质 182

（D）心电图，脑电图或脑波图 195

（E）Maxwell在电磁学以外的重要贡献，Maxwell分子涡旋理论简介 198

本章主要内容 202

参考文献和注解 207

第八章 光学 229

（Ⅰ）回顾光学史 230

（A）光是什么？ 230

（B）中国人在人类光学史上的贡献 230

（C）西洋在人类光学史上的贡献 239

（Ⅱ）光就是电磁波 247

（A）确定光是电磁波 247

（B）电磁波和以太 248

（C）电磁场的粒子性一面 248

（Ⅲ）几何光学 249

（A）光的反射 250

（B）光的折射 250

（C）反射和折射的应用 253

（Ⅳ）物理光学 273

（A）干涉 274

（B）衍射 286

（C）非波动光学 298

本章的主要内容 308

参考文献和注解 310

第九章 狭义相对论 311

（Ⅰ）历史背景 312

（A）牛顿力学的时空以及牛顿的相互作用观念 312

（B）19世纪的物理学遇到的一些问题 313

（Ⅱ）进一步探讨Maxwell电磁学理论 315

（A）波动现象，Lorentz变换 316

（B）Minkowski空间 318

（Ⅲ）1905年狭义相对性理论如何诞生？ 320

（A）同时性 320

（B）长度（空间）和时间的相对性 321

（C）固定系和相对于它做等速运动的坐标系间的坐标和时间变换 322

（D）长度收缩（length contraction）和时间膨胀（time dilation） 324

（E）速度的转换 327

（Ⅳ）相对论性力学 328

（A）质量问题 329

（B）动量及其变换 330

（C）质量能量关系和自由粒子的总能量E 333

本章的主要内容 337

参考文献 339

附录 341

物理常数（量）表（MKSA）制 341

（G）电磁势和惯性系间的电磁场变换——MKSA制 343