本书为“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材。 本书根据教育部世行贷款教学改革项目的成果和教育部高等学校大学物理课程教学指导委员会最新编制的《理工科类大学物理课程教学基本要求》编写而成。全套书共两卷, 本书为第二卷, 主要内容有相对论基础、量子物理、激光、固体物理基础和原子核物理。 本书的一大特色是, 在叙述基本概念和基本物理规律的同时，强调物理思想与研究方法的学习。此外为了满足学生“自主学习，积极思考，敢于提问”的要求，在叙述上力求接近学生、概念准确, 并以大量实例使内容更加生动、有趣。每章的“物理学方法简述”一节进一步介绍相关物理学的思想方法, 学生通过学习、归纳、总结和应用这些思想方法, 达到既掌握知识，又提高能力的教学目的。 本书为高等院校理工科非物理专业大学物理基础课教材，也可作为高校物理教师、学生和相关技术人员的参考书。

高等院校教师

目录
CONTENTS
前言
第五部分相对论基础
第十六章狭义相对论
第一节伽利略相对性原理伽利略变换
一、伽利略相对性原理
二、伽利略变换
三、经典力学的绝对时空观（伽利略-牛顿时空观）
第二节狭义相对论的基本原理
一、电磁学向伽利略-牛顿相对性原理提出的挑战
二、狭义相对论基本原理的内容
第三节洛伦兹变换
一、洛伦兹变换的内容
*二、洛伦兹坐标变换的推导
三、相对论速度变换公式
第四节狭义相对论的时空观
一、同时的相对性
二、时间延缓效应
三、长度收缩效应
第五节相对论质量、动量和能量
一、相对论质量
二、相对论动力学方程
三、相对论动能
四、相对论质量与能量的关系
五、相对论动量与能量的关系
六、应用拓展——世界第一颗原子弹的诞生
第六节物理学思想与方法简述
一、时间的测量
二、时间的本质
三、经典时空观的困难
四、狭义相对论中的时间
练习与思考
*第十七章广义相对论简介
第一节惯性质量与引力质量
第二节广义相对论的基本假设
一、爱因斯坦升降机的理想实验
二、直线加速参考系中的惯性力
三、等效原理
四、局域惯性系
五、广义相对性原理
第三节广义相对论的检验
一、行星近日点的进动
二、光线在引力场中的偏折
三、雷达回波延迟
四、应用拓展——引力波
第四节有引力场的空间与时间
第五节物理学思想与方法简述
一、牛顿引力理论
二、爱因斯坦引力理论
第六部分量 子 物 理
第十八章光(辐射)的波粒二象性
第一节热辐射普朗克的量子假设
一、热辐射的基本概念
二、基尔霍夫辐射定律
三、绝对黑体
四、绝对黑体的热辐射实验定律
五、经典理论的困难和普朗克的能量子假设
六、应用拓展——红外技术的军事应用
第二节光电效应
一、光电效应的实验规律
二、光电效应与光的波动学的剧烈冲突
三、爱因斯坦光量子论及其对光电效应的解释
*四、多光子光电效应
*五、内光电效应
第三节康普顿效应
一、实验规律
二、X射线实验结果的解释
三、康普顿散射的历史回顾
第四节光的波粒二象性
一、爱因斯坦光量子关系式
二、单光子双缝干涉实验分析
三、光子的不确定性关系
四、应用拓展——量子保密通信
第五节物理学思想与方法简述
一、光的本性的历史争论
二、对光的波粒二象性的认识
练习与思考
第十九章电子的波粒二象性
第一节德布罗意假设
*第二节德布罗意波的实验证明
一、戴维孙-革末电子衍射实验
二、应用拓展——电子显微镜
第三节不确定性关系
一、电子的单缝衍射
二、不确定性关系的讨论
第四节波函数及其统计诠释
一、德布罗意平面波波函数
二、波函数的统计诠释
三、统计诠释对波函数提出的要求
四、应用拓展——量子计算机
第五节物理学思想与方法简述
量子物理体系的建立
练习与思考
第二十章薛定谔方程
第一节自由粒子的薛定谔方程
一、方程的形式
二、方程的讨论
第二节力场中粒子的薛定谔方程
一、方程的形式
*二、算符与方程
第三节定态薛定谔方程
一、分离变量法
二、定态的基本特征
第四节一维无限深势阱中的粒子
一、一维无限深势阱模型
二、薛定谔方程及其解
三、结果讨论——解的物理意义
*第五节势垒与隧道效应
一、薛定谔方程
二、方程解的讨论
三、应用拓展——隧道效应的应用
第六节物理学思想与方法简述
经验归纳与探索演绎
练习与思考
第二十一章氢原子中的电子
第一节氢原子的玻尔模型
一、提出玻尔模型的历史背景
二、玻尔氢原子结构模型要点
第二节用薛定谔方程解氢原子问题
一、玻尔模型的缺陷
二、氢原子中电子的薛定谔方程
第三节量子数的物理解释
一、主量子数和能量量子化
二、角量子数和角动量量子化
三、磁量子数和角动量空间量子化
四、电子自旋和自旋磁量子数
五、应用拓展——自旋电子器件
第四节氢原子的概率幅函数与概率密度函数
一、低量子数的氢原子概率幅函数
二、电子概率径向分布函数
三、电子概率角度分布函数
第五节物理学思想与方法简述
半经典半量子方法
练习与思考
第七部分激光
第二十二章激光原理
第一节激光概述
一、激光的诞生和展望
二、激光器的分类
第二节原子的能级、分布和跃迁
一、原子在能级上的分布
二、原子能级跃迁
第三节光的吸收与辐射
一、自发辐射
二、受激吸收
三、受激辐射
第四节爱因斯坦辐射理论
一、自发辐射系数A21
二、受激吸收系数B12
三、受激辐射系数B21
四、爱因斯坦系数A21、B12和B21之间的关系
第五节产生激光的基本物理条件
一、两对基本矛盾
二、解决矛盾的方法
第六节激光器的工作原理
一、工作物质粒子数反转的实现
二、谐振腔的振荡阈值条件
三、谐振腔的选频
第七节氦氖激光器
一、氦氖激光器的结构图
二、氦氖激光器的工作原理
第八节物理学思想与方法简述
一、学科交叉与综合
二、激光产生与发展的启示
练习与思考
第八部分固体物理基础
第二十三章晶体结构与结合力
第一节晶体结构及其描述
一、晶体的性质
*二、晶体结构的实验研究
三、空间点阵
第二节布拉维格子
一、7种晶系
二、14种布拉维胞(空间格子)
第三节晶体的结合力
一、影响晶体结合力的若干因素
二、晶体中粒子的结合力
三、应用拓展——光子晶体
第四节晶体的结合能
一、定义
二、经验原子对势
第五节离子晶体的结合能
一、离子晶体的点阵结构
二、离子晶体结合能的表示
三、离子晶体内势能的计算
第六节物理学思想与方法简述
一、价键理论的阶段性发展
二、对称性方法
练习与思考
第二十四章晶格振动
第一节晶体的热学性质
一、晶体的摩尔热容
二、固体的热传导
三、热膨胀
第二节一维晶格振动
一、一维无限长弹簧振子链模型
二、原子振动的运动学描述
三、原子振动的动力学描述
四、耦合振动方程的解
第三节格波
一、格波的物理意义
二、q的取值范围
三、玻恩-冯·卡门边界条件
四、格波与原子振动
第四节物理学思想与方法简述
一、数学方法
二、研究晶格振动的近似假设
练习与思考
第二十五章物质的电磁性质
第一节电介质及其极化
一、分子（原子）的电结构
二、电介质极化的微观机理
三、极化面电荷
四、电极化强度
*第二节电介质的特殊效应
一、压电效应
二、铁电体
第三节磁介质及其磁化
一、物质磁性的起源
二、磁介质磁化的微观机理
三、磁化面电流
四、磁化强度矢量
五、磁场强度矢量
六、磁介质的磁化规律
第四节磁性材料
一、磁性材料的分类
二、铁磁性材料的磁化规律
三、铁磁性材料的磁化机理
四、应用拓展——潜艇的磁隐身
第五节物理学思想与方法简述
探索宏观性能的微观机理的方法
练习与思考
第二十六章能带论基础
第一节固体能带的形成
一、固体中的价电子行为
二、电子能带的形成
*第二节固体中电子的波函数
一、近似处理方法
二、晶体中电子的波函数——布洛赫函数
第三节固体的能带结构
一、满带、导带和空带
二、导体、绝缘体及半导体的能带
三、应用拓展——超导体的主要特性及应用
*第四节固体能带论基础
一、克朗尼格-朋奈模型
二、求解周期场中定态薛定谔方程的基本思路
三、数学处理与结果讨论
第五节物理学思想与方法简述
能带论的建立与研究方法
练习与思考
第二十七章半导体
第一节本征半导体
一、元素半导体
二、化合物半导体
第二节掺杂半导体
一、施主型杂质与N型半导体
二、受主型杂质与P型半导体
第三节杂质能级的计算
一、类氢模型
二、类氢施主杂质能级的计算
*三、晶体中电子有效质量的物理意义
第四节PN结
一、PN结的空间电荷区
二、内建电场(自建电场)
三、接触势垒
四、PN结的整流效应
五、应用拓展——半导体器件
第五节物理学思想与方法简述
半导体结构、性能与应用研究
练习与思考
第九部分原子核物理
第二十八章原子核
第一节原子核的基本特征及其组成
一、原子核的电荷和电荷数
二、原子核的质量和质量数
三、原子核的形状、大小与密度
四、核力的基本性质
第二节原子核的结合能
一、质量亏损
二、核结合能
三、比结合能
第三节原子核的衰变与放射性
一、α衰变
二、β衰变
三、γ衰变
第四节放射性衰变的一般规律
一、指数衰变规律
二、放射性衰变中的几个重要物理量
第五节原子核反应
一、实验
二、原子核反应的一般表示式
三、原子核反应的类型
四、原子核反应遵守的守恒定律
第六节重核的裂变及应用
一、获取原子能的物理基础
二、原子核裂变
三、链式反应和反应堆
第七节轻核聚变
一、基本的聚变反应过程
二、受控热核反应
三、应用拓展——和平利用核能
第八节物理学思想与方法简述
原子核的可分与不可分
练习与思考
参考文献