费曼物理学讲义 第2卷（新千年版）

第１章电磁学1

§１１电力1

§１２电场和磁场3

§１３矢量场的特征4

§１４电磁学定律6

§１５场是什么10

§１６科学技术中的电磁学12

第２章矢量场的微分运算13

§２１对物理学的理解13

§２２标量场和矢量场——T与h

14

§２３场的微商——梯度16

§２４算符 19

§２５ 的运算20

§２６热流的微分方程21

§２７矢量场的二阶微商22

§２８陷阱25

第３章矢量积分运算27

§３１矢量积分；ψ的线积分27

§３２矢量场的通量29

§３３来自小立方体的通量；

高斯定理31

§３４热传导；扩散方程33

§３５矢量场的环流35

§３６围绕一正方形的环流；

斯托克斯定理36

§３７无旋度场与无散度场38

§３８总结39

第４章静电学41

§４１静电41

§４２库仑定律；叠加原理42

§４３电势44

§４４E＝－46

§４５E的通量48

§４６高斯定理；E的散度51

§４７带电球体的场52

§４８场线；等势面52

第５章高斯定律的应用55

§５１静电学就是高斯定律加……

55

§５２静电场中的平衡55

§５３有导体时的平衡56

§５４原子的稳定性57

§５５线电荷的场57

§５６面电荷；平行板58

§５７带电球体；球壳60

§５８点电荷的场是否精确

为１/r２60

§５９孤立导体的场63

§５１０导体空腔内的场64

第６章在各种情况下的电场66

§６１静电势的方程组66

§６２电偶极子67

§６３矢量方程述评69

§６４偶极子势的梯度表示70

§６５任意电荷分布的偶极子近似

72

§６６带电导体的场74

§６７镜像法74

§６８导电平面附近的点电荷75

§６９导电球体附近的点电荷77

§６１０电容器与平行极板78

§６１１高（电）压击穿80

§６１２场致发射显微镜81

第７章在各种情况下的电场（续）83

§７１求静电场的各种方法83

§７２二维场；复变函数84

§７３等离子体振荡88

§７４电解质内的胶态粒子90

§７５栅极的静电场93

目录第８章静电能95

§８１电荷的静电能；均匀带电球

95

§８２电容器的能量；作用于带电

导体上的力96

§８３离子晶体的静电能99

§８４核内的静电能101

§８５静电场中的能量104

§８６点电荷的能量107

第９章大气中的电学109

§９１大气的电势梯度109

§９２大气中的电流110

§９３大气电流的来源112

§９４雷暴雨113

§９５电荷分离的机制116

§９６闪电119

第１０章电介质122

§１０１介电常量122

§１０２极化矢量P124

§１０３极化电荷124

§１０４有电介质时的静电方程组

127

§１０５有电介质时的场和力129

第１１章在电介质内部132

§１１１分子偶极子132

§１１２电子极化强度132

§１１３极性分子；取向极化135

§１１４电介质空腔里的电场137

§１１５液体的介电常量；克劳

修斯莫索提方程139

§１１６固态电介质140

§１１７铁电现象；ＢａＴｉＯ３141

第１２章静电模拟145

§１２１相同的方程组具有相同

的解145

§１２２热流；无限大平面边界附近的

点源146

§１２３绷紧的薄膜149

§１２４中子扩散；均匀媒质中的

均匀球形源151

§１２５无旋流体的流动；从球旁

经过的流动154

§１２６照度；对平面的均匀照明

156

§１２７自然界的“基本统一性”157

第１３章静磁学159

§１３１磁场159

§１３２电流；电荷守恒159

§１３３作用于电流上的磁力161

§１３４恒定电流的磁场；安培定律

162

§１３５直导线与螺线管的磁场；

原子电流163

§１３６磁场与电场的相对性165

§１３７电流与电荷的变换170

§１３８叠加原理；右手定则171

第１４章在各种不同情况下的磁场

173

§１４１矢势173

§１４２已知电流的矢势176

§１４３直导线177

§１４４长螺线管178

§１４５一个小电流回路的场；磁偶

极子180

§１４６电路的矢势182

§１４７毕奥萨伐尔定律182

第１５章矢势184

§１５１作用于一电流回路上的力；

偶极子能量184

§１５２机械能与电能186

§１５３恒定电流的能量189

§１５４B与A的对比190

§１５５矢势与量子力学192

§１５６对静态是对的而对动态

将是错的198

第１６章感生电流201

§１６１电动机与发电机201

§１６２变压器与电感204

§１６３作用于感生电流上的力206

§１６４电工技术210

第１７章感应定律213

§１７１感应的物理过程213

§１７２“通量法则”的一些例外215

§１７３感生电场使粒子加速；电子

感应加速器216

§１７４一个佯谬218

§１７５交流发电机219

§１７６互感222

§１７７自感224

§１７８电感与磁能225

第１８章麦克斯韦方程组230

§１８１麦克斯韦方程组230

§１８２新的项是如何起作用的232

§１８３全部经典物理学234

§１８４行移场235

§１８５光速238

§１８６求解麦克斯韦方程组；势和

波动方程239

第１９章最小作用量原理243

§19１专题演讲(完全按演讲记录付

印)243

§19２演讲后补充的一段笔记258

第２０章麦克斯韦方程组在自由空间

中的解259

§２０１自由空间中的波；平面波

259

§２０２三维波266

§２０３科学的想象268

§２０４球面波270

第２１章有电流和电荷时麦克斯韦

方程组的解275

§２１１光与电磁波275

§２１２由点源产生的球面波276

§２１３麦克斯韦方程组的通解278

§２１４振荡偶极子的场280

§２１５运动电荷的势；李纳和

维谢尔通解284

§２１６匀速运动电荷的势；洛伦

兹公式287

第２２章交流电路290

§２２１阻抗290

§２２２发电机294

§２２３理想元件网络；基尔霍夫

法则297

§２２４等效电路300

§２２５能量302

§２２６梯形网络303

§２２７滤波器305

§２２８其他电路元件308

第２３章空腔共振器312

§２３１实际电路元件312

§２３２在高频时的电容器314

§２３３共振空腔318

§２３４腔模321

§２３５空腔与共振电路323

第２４章波导326

§２４１传输线326

§２４２矩形波导329

§２４３截止频率331

§２４４导波的速率333

§２４５导波的观测334

§２４６波导管334

§２４７波导模式337

§２４８另一种看待导波的方法337

第２５章用相对论符号表示的电动力学

341

§２５１四维矢量341

§２５２标积343

§２５３四维梯度346

§２５４用四维符号表示的电动

力学349

§２５５运动电荷的四维势350

§２５６电动力学方程组的不变性

351

第２６章场的洛伦兹变换353

§２６１运动电荷的四维势353

§２６２匀速点电荷的场355

§２６３场的相对论变换358

§２６４用相对论符号表示的

运动方程364

第２７章场的能量和场的动量368

§２７１局域守恒368

§２７２能量守恒与电磁学369

§２７３电磁场中的能量密度和

能流370

§２７４场能的不确定性373

§２７５能流实例374

§２７６场的动量377

第２８章电磁质量381

§２８１点电荷场的能量381

§２８２运动电荷场的动量382

§２８３电磁质量383

§２８４电子作用于其自身上的力

384

§２８５改进麦克斯韦理论的尝试

387

§２８６核力场393

第２９章电荷在电场和磁场中的运动

395

§２９１在匀强电场或匀强磁场中

的运动395

§２９２动量分析395

§２９３静电透镜397

§２９４磁透镜398

§２９５电子显微镜398

§２９６加速器中的导向场399

§２９７交变梯度聚焦法402

§２９８在交叉的电场和磁场中的

运动404

第３０章晶体的内禀几何405

§３０１晶体的内禀几何405

§３０２晶体中的化学键407

§３０３晶体生长407

§３０４晶格408

§３０５二维对称性409

§３０６三维对称性412

§３０７金属强度414

§３０８位错与晶体生长415

§３０９布拉格奈晶体模型416

第３１章张量417

§３１１极化张量417

§３１２张量分量的变换419

§３１３能量椭球420

§３１４其他张量；惯量张量423

§３１５叉积425

§３１６应力张量426

§３１７高阶张量429

§３１８电磁动量的四维张量430

第３２章稠密材料的折射率433

§３２１物质的极化433

§３２２在电介质中的麦克斯韦

方程组435

§３２３电介质中的波437

§３２４复折射率440

§３２５混合物的折射率441

§３２６金属中的波442

§３２７低频近似与高频近似；趋肤

深度与等离子体频率444

第３３章表面反射448

§３３１光的反射与折射448

§３３２稠密材料中的波449

§３３３边界条件452

§３３４反射波与透射波455

§３３５金属上的反射460

§３３６全内反射461

第３４章物质的磁性464

§３４１抗磁性和顺磁性464

§３４２磁矩与角动量466

§３４３原子磁体的进动467

§３４４抗磁性468

§３４５拉莫尔定理470

§３４６经典物理不会提供抗磁性

或顺磁性471

§３４７量子力学中的角动量472

§３４８原子的磁能474

第３５章顺磁性与磁共振476

§３５１量子化磁态476

§３５２斯特恩格拉赫实验478

§３５３拉比分子束法479

§３５４大块材料的顺磁性482

§３５５绝热退磁冷却法485

§３５６核磁共振486

第３６章铁磁性489

§３６１磁化电流489

§３６２H场494

§３６３磁化曲线495

§３６４铁芯电感497

§３６５电磁铁499

§３６６自发磁化501

第３７章磁性材料507

§３７１已知的铁磁性507

§３７２热力学性质510

§３７３磁滞回线512

§３７４铁磁材料517

§３７５特殊磁性材料518

第３８章弹性学522

§３８１胡克定律522

§３８２均匀应变523

§３８３扭转的棒；剪切波527

§３８４弯曲的梁531

§３８５弯折534

第３９章弹性材料536

§３９１应变张量536

§３９２弹性张量539

§３９３在弹性体中的运动542

§３９４非弹性行为545

§３９５计算弹性常量547

第４０章干水的流动552

§４０１流体静力学552

§４０２运动方程553

§４０３定常流——伯努利定理557

§４０４环流561

§４０５涡线563

第４１章湿水的流动566

§４１１黏性566

§４１２黏性流动569

§４１３雷诺数570

§４１４经过一圆柱体的流动572

§４１５零黏性极限575

§４１６库埃特流动576

第４２章弯曲空间579

§４２１二维弯曲空间579

§４２２三维空间的曲率584

§４２３我们的空间是弯曲的585

§４２４时空中的几何学587

§４２５引力与等效原理587

§４２６在引力场中钟的快慢588

§４２７时空的曲率591

§４２８在弯曲时空中的运动

592

§４２９爱因斯坦的引力理论594

索引596

附录602