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第四篇 波动学1

第一章 振动和波1

1.1 简谐机械振动2

一、简谐振动2

二、简谐振动的特征量2

三、简谐振动的振动曲线与旋转矢量表示法3

1.2 简谐振动的微分方程和简谐机械振动的动力学条件8

1.3 简谐振动的能量12

1.4 机械波15

一、机械波的产生15

二、波的分类16

三、描述波的物理量17

1.5 平面简谐波方程21

1.6 波的能量27

1.7 多普勒效应31

内容提要34

思考题37

习题41

第二章 电磁振荡和电磁波51

2.1 电磁振荡51

2.2 电磁波的基本性质55

一、电磁波55

二、电磁波的基本性质55

2.3 平面简谐电磁波57

一、平面简谐电磁波方程57

二、电磁波的能量58

内容提要59

思考题60

习题61

第三章 波的叠加62

3.1 振动的合成62

一、同方向简谐振动的合成62

二、相互垂直方向简谐振动的合成67

三、振动的分解68

3.2 波的叠加原理70

一、波的叠加原理70

二、惠更斯原理71

三、惠更斯-菲涅耳原理76

3.3 波的干涉76

一、驻波的特征81

3.4 驻波81

二、驻波的能量83

三、反射波的半波损失84

内容提要86

思考题88

习题90

第四章 光的干涉96

4.1 光的相干性96

一、普通光的发光特性96

二、光的相干性97

三、相干光的获得97

4.2 相位差和光程差99

一、光程和光程差99

二、相干长度和相干时间101

三、光反射时的相位跃变和半波损失102

四、薄透镜的等光程性102

4.3 双缝干涉104

一、双缝干涉的实验装置104

二、干涉极值的一般公式和双缝干涉中明、暗条纹的位置106

三、双缝干涉条纹的特征108

四、干涉条纹的光强分布109

4.4 薄膜干涉114

一、等厚干涉114

二、垂直入射等厚干涉条纹的特征117

三、等倾干涉118

一、劈形膜干涉122

4.5 几种常见的等厚干涉122

二、牛顿环123

三、干涉在生产和科学技术中的应用125

4.6 迈克耳逊干涉仪130

内容提要132

思考题134

习题137

第五章 光的衍射142

5.1 夫琅禾费衍射和菲涅耳衍射142

一、菲涅耳衍射142

二、夫琅禾费衍射143

5.2 单缝夫琅禾费衍射143

一、用半周期带法确定明、暗衍射条纹的位置144

二、衍射条纹的光强分布147

三、单缝衍射条纹的特征149

5.3 光栅衍射151

一、光栅方程151

二、光栅衍射条纹的特征153

三、谱线的亮度与缺级现象155

5.4 光学仪器的分辨本领159

5.5 X射线衍射162

内容提要164

思考题165

习题166

第六章 光的偏振169

6.1 自然光和偏振光169

6.2 偏振片的起偏和检偏171

一、偏振片的起偏和检偏171

二、马吕斯定律173

6.3 反射和折射时光的偏振175

6.4 光的双折射177

一、双折射现象177

二、单轴晶体的双折射177

三、惠更斯原理对双折射现象的解释179

6.5 偏振光的应用184

一、消除反射炫光和晃眼的汽车灯光184

二、测定旋光物质的浓度184

三、人为双折射及其应用185

内容提要186

思考题187

习题188

习题答案190