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引言 1

第一章 狭义相对论基础 3

1-1 迈克尔逊-莫雷实验 3

一、神秘的以太 3

二、迈克尔逊-莫雷实验 5

三、对迈克尔逊-莫雷实验的分析 8

1-2 狭义相对论的基本假设 11

1-3 一些重要的相对论效应 13

一、同时性的定义及时钟校准问题 13

二、同时性的相对性 14

三、时间膨胀效应 18

四、长度收缩效应 19

五、多普勒效应 22

1-4 洛仑兹变换 相对论时空观及速度合成法则 27

一、洛仑兹变换式 29

二、用洛仑兹变换式来讨论相对论时空观 31

三、相对论速度合成法则 34

1-5 双生子佯谬 40

1-6 狭义相对论的动力学基础 45

一、相对论动力学的基本方程 相对论的质速关系式 46

二、质量和能量的关系式 53

三、相对论动量和能量的关系 59

习题 59

第二章 光的量子性 73

2-1 黑体辐射和普朗克假设 73

一、有关黑体辐射的一些基本概念 73

二、黑体辐射的实验研究 75

三、经典物理对于黑体辐射的解释及其困难 79

四、普朗克假设 黑体辐射的普朗克公式 80

2-2 爱因斯坦光子理论 光电效应 82

一、光电效应的实验研究 83

二、经典理论不能解释光电效应 86

三、爱因斯坦光子理论 87

四、光电效应方程 89

2-3 康普顿散射 90

一、康普顿散射的实验描述 90

二、康普顿散射的理论解释 92

三、几点重要附注 95

习题 95

第三章 卢瑟福-玻尔原子物理 103

3-1 有关原子的一般情况 卢瑟福的原子核式模型 103

一、原子的一般情况 104

二、卢瑟福的a粒子散射实验 105

三、卢瑟福原子模型 109

3-2 氢原子光谱的实验规律 112

一、氢原子光谱的实验规律(一)——巴尔末公式 112

二、氢原子光谱的实验规律(二)——广义巴尔末公式 114

3-3 玻尔的氢原子理论 115

一、经典物理学对氢原子问题的处理及其遇到的严重困难 116

二、玻尔假设 117

三、玻尔的氢原子理论 119

四、氢原子的能级和光谱 122

3-4 原子能级存在的实验证据——夫兰克-赫芝实验 124

3-5 索末菲椭圆轨道理论 角动量量子数 127

一、索末菲量子化条件及其处理 128

二、椭圆轨道情况下氢原子的能量 130

三、椭圆轨道形状与量子数n和n？的关系 131

3-6 史忒恩-盖拉赫实验 空间量子化电子自旋 133

一、电子轨道运动的磁矩 133

二、史忒恩-盖拉赫实验 空间量子化 135

三、电子自旋 电子状态的描述 138

3-7 玻尔理论的地位和局限性 139

习题 139

4-1 物质的波粒二象性 146

一、光的波粒二象性 146

第四章 量子力学初步 146

二、德布罗意假设 147

三、德布罗意假设的实验验证 149

4-2 测不准关系 153

一、由电子衍射实验估计电子位置及动量的精度 153

二、海森堡测不准关系式 154

三、测不准关系的意义 155

4-3 波函数的物理意义 157

一、自由粒子的波函数 158

二、波函数的物理意义 159

三、波函数的标准化条件 161

4-4 薛定谔方程 162

一、薜定谔方程的建立 163

二、定态薜定谔方程 165

三、连续性方程和守恒定律 166

四、经典力学和量子力学粗略比较 169

4-5 一维无限深势阱 170

一、势阱描述 170

二、薜定谔方程及其求解 171

三、用标准化条件确定A，，δ 172

四、能量量子化 173

五、用驻波法求解-维无限深势阱问题 175

4-6 一维势垒 隧道效应 176

一、势垒描述 176

二、薜定谔方程 177

三、标准化条件的应用 178

四、反射率和透射率 179

五、隧道效应 180

六、任意形状的势垒 182

4-7 泡利原理 元素周期表 183

一、泡利原理 壳层结构 184

习题 187

二、元素周期表 187

第五章 激光 197

5-1 原子的激发和辐射 激光原理 197

一、原子在各能态的分布 197

二、原子的自发辐射 199

三、受激辐射和受激吸收 202

四、激光原理 206

一、氦-氖激光器的结构 210

5-2 氦-氖激光器 210

二、氦-氖激光器的能级结构 211

三、氦-氖激光器的工作原理 212

四、光放大 214

5-3 激光应用简介 216

一、激光应用简介 216

二、一些激光器件 217

习题 217

6-1 固体的类型和结构 221

第六章 固体概论 221

一、离子键型晶体 222

二、共价键型晶体 223

三、金属键型晶体 223

6-2 金属中的自由电子气体及导电性 224

一、金属中的自由电子气体理论 224

二、金属的导电性 227

三、超导性 231

6-3 固体的能带理论 235

一、固体的能带理论 235

二、能带中电子的分布 242

三、电子在能带中的运动 绝缘体、导体和半导体 243

6-4 半导体物理及半导体器件简介 246

一、半导体物理学简介 246

二、半导体的结 251

三、半导体器件 255

习题 255