University Fundamental Physics（Vol 2）

　　PART 3 ELECTROMAGNETISM
　　CHAPTER 11 ELECTROSTATIC FIELD2
　　11.1 Electric Charges2
　　11.2 Electric Field and Electric Field Intensity3
　　11.3 Coulomb’s Law and Calculating Electrostatic Field4
　　11.4 Electric Field Lines and Electric Flux9
　　11.5 Gauss’ Law12
　　11.6 Finding Electrostatic Field Distribution by Gauss’ Law14
　　SUMMARY18
　　QUESTIONS19
　　PROBLEMS19
　　CHAPTER 12 ELECTRIC POTENTIAL21
　　12.1 Conservative Property of Electrostatic Field21
　　12.2 Electric Potential Difference and Electric Potential23
　　12.3 Principle of Superposition of Electric Potential25
　　12.4 Finding Field from Potential29
　　12.5 Electrostatic Energy of Electric Charge in External Electric Field30
　　12.6 Energy of Electrostatic Field31
　　SUMMARY32
　　QUESTIONS33
　　PROBLEMS33
　　CHAPTER 13 ELECTROSTATIC FIELD WITH CONDUCTORS OR DIELECTRICS PRESENT35
　　13.1 Conditions for Electrostatic Equilibrium of a Conductor35
　　13.2 Charge Distribution on a Conductor in Electrostatic Equilibrium State36
　　13.3 Finding Electrostatic Field When Conductors are Present37
　　13.4 Capacitors and Capacitance39
　　13.5 Effect on Dielectrics by Electric Field43
　　13.6 Polarization of Dielectrics44
　　13.7 Electric Displacement Vector D and Its Gauss’ Law47
　　13.8 Energy Stored in a Capacitor47
　　SUMMARY50
　　QUESTIONS50
　　PROBLEMS51
　　CHAPTER 14 ELECTRIC CURRENT AND MAGNETIC FIELD53
　　14.1 Electric Current and Current Density53
　　14.2 A Classical Microscopic View of Electric Current55
　　14.3 Ohm’s Law57
　　14.4 Magnetic Force and Motion of Electric Charge58
　　14.5 Magnetic Field and Magnetic Induction59
　　14.6 Biot-Savart Law61
　　14.7 Ampere Circuital Theorem67
　　14.8 Finding Distribution of the Magnetic Field with Ampere Circuital Theorem70
　　14.9 Magnetic Field Associated with Varying Electric Field72
　　SUMMARY76
　　QUESTIONS77
　　PROBLEMS78
　　CHAPTER 15 MAGNETIC FORCE80
　　15.1 Motion of Charged Particles in a Magnetic Field80
　　15.2 Hall Effect82
　　15.3 Force on Current-carrying Wires in a Magnetic Field84
　　15.4 Torque on a Current-carrying Coil in a Magnetic Field85
　　15.5 Interaction between Parallel Currents88
　　SUMMARY90
　　QUESTIONS90
　　PROBLEMS91
　　CHAPTER 16 MAGNETIC PROPERTIES OF MATERIALS94
　　16.1 Effect on Magnetic Field by Materials94
　　16.2 Magnetization95
　　16.3 Vector H and Its Circuital Theorem97
　　16.4 Magnetic Shielding99
　　SUMMARY99
　　QUESTIONS100
　　PROBLEMS101
　　CHAPTER 17 ELECTROMAGNETIC INDUCTION AND ELECTROMAGNETIC WAVE102
　　17.1 Faraday’s Law of Electromagnetic Induction102
　　17.2 Motional Emf106
　　17.3 Induced Emf and Induced Electric Field110
　　17.4 Mutual Induction112
　　17.5 Self-induction113
　　17.6 Energy Stored in Magnetic Field115
　　17.7 Maxwell’s Equations116
　　17.8 Electromagnetic Waves （EM Waves）117
　　17.9 Energy in EM Waves118
　　SUMMARY120
　　QUESTIONS121
　　PROBLEMS123
　　PART 4 WAVE AND OPTICS
　　CHAPTER 18 VIBRATION128
　　18.1 Description of Simple Harmonic Motion （SHM）128
　　18.2 SHM and Uniform Circular Motion130
　　18.3 Dynamical Equation of SHM133
　　18.4 Energy of SHM135
　　18.5 Damped Vibration136
　　18.6 Forced Vibration Resonance137
　　18.7 Combination of One\|dimensional SHM’s of Same Frequency138
　　18.8 Combination of One\|dimensional SHM’s of Different Frequencies140
　　SUMMARY141
　　QUESTIONS142
　　PROBLEMS142
　　CHAPTER 19 WAVES144
　　19.1 Travelling Waves144
　　19.2 Formation of a Simple Harmonic Wave146
　　19.3 Wave Function of the SHW Wavelength147
　　19.4 Elastic deformations of Materials152
　　19.5 Wave Speed in Elastic Media155
　　19.6 Energy of Waves157
　　19.7 Huygens’ Principle and the Reflection and Refraction of Waves161
　　19.8 Superposition of Waves， and Standing Wave165
　　19.9 Sound Wave168
　　19.10 Doppler Effect170
　　SUMMARY174
　　QUESTIONS176
　　PROBLEMS177
　　CHAPTER 20 INTERFERENCE OF LIGHT179
　　20.1 Young’s Double\|slit Interference179
　　20.2 Coherent Light182
　　20.3 Optical Path184
　　20.4 Thin\|film Interference186
　　SUMMARY189
　　QUESTIONS190
　　PROBLEMS191
　　CHAPTER 21 DIFFRACTION OF LIGHT194
　　21.1 Fraunhofer Diffraction194
　　21.2 Single\|slit Fraunhofer Diffraction195
　　21.3 Resolving Power of a Optical Instrument198
　　21.4 Grating Diffraction202
　　21.5 Grating spectra205
　　SUMMARY207
　　QUESTIONS208
　　PROBLEMS209
　　CHAPTER 22 POLARIZATION OF LIGHT212
　　22.1 Natural Light and Polarized Light212
　　22.2 Polarization by Absorption214
　　22.3 Polarization by Reflection217
　　22.4 Double Refraction218
　　SUMMARY219
　　QUESTIONS220
　　PROBLEMS220
　　CHAPTER 23 GEOMETRICAL OPTICS222
　　23.1 Light Rays222
　　23.2 Reflection of Light223
　　23.3 Spherical Mirrors225
　　23.4 Refraction of Light229
　　23.5 The Focal Length of a Thin Lenses231
　　23.6 Imaging by Thin Lenses235
　　23.7 Optical Instruments239
　　SUMMARY242
　　QUESTIONS243
　　PROBLEMS244
　　PART 5 FUNDAMENTALS OF QUANTUM PHYSICS
　　CHAPTER 24 FUNDAMENTAL CONCEPTS OF QUANTUM PHYSICS249
　　24.1 The Birth of the Concept of Quantum249
　　24.2 Emergence of the Concept of Photon252
　　24.3 Compton Scattering255
　　24.4 Wave Nature of Particles256
　　24.5 Probability Wave and Probability Amplitude260
　　24.6 Uncertainty Relation263
　　24.7 Schrdinger Equation267
　　24.8 A Particle in an Infinitely Deep Square Potential Well268
　　24.9 Barrier Penetration272
　　SUMMARY277
　　QUESTIONS279
　　PROBLEMS279
　　CHAPTER 25 ELECTRONS IN ATOMS282
　　25.1 Hydrogen Atom282
　　25.2 Spin of Electron and Spin\|orbit Coupling289
　　25.3 Configuration of Electrons in Atoms297
　　25.4 Laser302
　　SUMMARY307
　　QUESTIONS309
　　PROBLEMS310
　　CHAPTER 26 ELECTRONS IN SOLIDS312
　　26.1 Energy Distribution of Free Electrons in Metals312
　　26.2 Conducting Mechanism of Metals317
　　26.3 Energy Bands，Conductors and Insulators318
　　26.4 Semiconductors322
　　26.5 PN Junction325
　　SUMMARY327
　　QUESTIONS328
　　PROBLEMS329
　　CHAPTER 27 NUCLEAR PHYSICS330
　　27.1 General Properties of Nuclei330
　　27.2 Nuclear Force333
　　27.3 Binding Energy of Nuclei336
　　27.4 Radioactivity and the Decay Law340
　　27.5 Three Kinds of Radioactive Rays344
　　27.6 Nuclear Reactions348
　　SUMMARY350
　　QUESTIONS352
　　PROBLEMS352
　　DATA LIST354
　　ANSWERS TO ALL PROBLEMS356
　　INDEX363

　　    University Fundamental Physics（Vol 2）：The content of this volume includes three parts： electromagnetism， wave and optics， and fundamentals of quantum physics. In the part of electromagnetism， the fundamental concepts and principles， as electric field， magnetic field， and electromagnetic induction， are explained explicitly. In the part of wave and optics， the basic characteristics of vibration and wave， and the basic principles of wave optics and geometric optics， are introduced. In the part of fundamentals of quantum physics， the basic concepts as wave-particle quality， probability wave， uncertainty relation and energy quantization， and the regulations about the states of electrons in atoms and solids are given. At last， a short statement about the nucleus physics including radioactivity， is introduced.
　　    Volume 2 and Volume 1 cover all the pedagogic requirements of physics course in colleges and universities and hence can be used as textbooks of physics. They can also be used as pedagogic references by high-school teachers or as self-learning materials by other readers.