《普通高等教育“十二五”規(guī)劃教材·光電信息科學(xué)與工程類專業(yè)規(guī)劃教材：光電信息物理基礎(chǔ)（第2版）》主要有三部分內(nèi)容。一是電磁理論：包括矢量分析、電磁現(xiàn)象的普遍規(guī)律及基本方程、電磁場(chǎng)的波動(dòng)性、電磁波的輻射、平面電磁波在絕緣介質(zhì)和導(dǎo)電介質(zhì)中的傳播，以及電磁波的反射折射問題等；二是量子理論：包括熱輻射、光量子、波粒二象性、氫原子光譜及玻爾理論、波函數(shù)與薛定諤方程、力學(xué)量與算符、微擾理論、光的吸收和發(fā)射等；三是固體光電基礎(chǔ)：包括晶體結(jié)構(gòu)與晶體結(jié)合、晶格振動(dòng)、能帶論基礎(chǔ)及固體的導(dǎo)電性、本征半導(dǎo)體和雜質(zhì)半導(dǎo)體、半導(dǎo)體中的載流子及其運(yùn)動(dòng)、PN結(jié)、半導(dǎo)體中的光學(xué)與光電現(xiàn)象等。
過去很長(zhǎng)時(shí)間，光學(xué)和電子學(xué)都曾作為物理學(xué)的一個(gè)分支，隨著物理學(xué)的發(fā)展而不斷完善。如今，光學(xué)工程和電子科學(xué)與技術(shù)都已成為獨(dú)立的學(xué)科，但它們與物理學(xué)間的深刻聯(lián)系不可分割。對(duì)于光學(xué)類、電子類專業(yè)的學(xué)生來說，沒有扎實(shí)的基礎(chǔ)物理知識(shí)，要想在專業(yè)領(lǐng)域有一番作為是很困難的。
電磁理論和量子理論是物理學(xué)的核心內(nèi)容，也是光學(xué)和電子學(xué)的重要理論基礎(chǔ)，而集成電路、光通信、光電信息等許多應(yīng)用領(lǐng)域的飛速發(fā)展離不開以二極管、半導(dǎo)體激光器等為代表的固體器件，所以學(xué)習(xí)電磁理論和量子理論，以及固體物理與半導(dǎo)體物理知識(shí)，對(duì)于光學(xué)類、電子類專業(yè)學(xué)生來說是十分重要的。然而，電磁理論、量子理論、固體物理和半導(dǎo)體物理等內(nèi)容很多，目前多數(shù)高校分幾門課程開設(shè)，所需學(xué)時(shí)很多。我們課程內(nèi)容改革的思路是，突出理論主線，在知識(shí)敘述保持連貫的前提下，盡量簡(jiǎn)化內(nèi)容。教材編寫力求內(nèi)容精簡(jiǎn)、重點(diǎn)突出、概念清晰、通俗易懂。
本書共分三篇9章。
第一篇為電磁理論，第1章介紹矢量分析及場(chǎng)論，包括場(chǎng)、梯度、散度、旋度、正交曲線坐標(biāo)系、δ函數(shù)；第2章介紹電磁現(xiàn)象的描述及基本方程，包括靜電場(chǎng)、穩(wěn)恒磁場(chǎng)、時(shí)變電磁場(chǎng)、麥克斯韋方程組、電磁場(chǎng)的邊值關(guān)系、電磁場(chǎng)的能量和能流；第3章介紹電磁場(chǎng)的波動(dòng)性，包括電磁場(chǎng)的波動(dòng)方程、單色電磁波、非單色波與介質(zhì)色散、電磁場(chǎng)的動(dòng)量、電磁波的輻射；第4章介紹平面電磁波的傳播，包括絕緣介質(zhì)與導(dǎo)電介質(zhì)中的單色平面波及反射和折射問題、全反射及消逝波與導(dǎo)引波等。
第二篇為量子理論，第5章介紹量子理論的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，包括黑體輻射、光電效應(yīng)、康普頓散射、氫原子光譜、電子衍射等著名實(shí)驗(yàn)及理論解釋；第6章簡(jiǎn)單介紹量子力學(xué)的理論體系，包括波函數(shù)與薛定諤方程、力學(xué)量與算符、微擾理論、光的吸收和發(fā)射等。
第三篇為固體光電基礎(chǔ)，第7章簡(jiǎn)單介紹固體物理知識(shí)，包括晶體結(jié)構(gòu)與晶體結(jié)合、晶格振動(dòng)、能帶論基礎(chǔ)及固體的導(dǎo)電性；第8章簡(jiǎn)單介紹半導(dǎo)體物理知識(shí)，包括本征半導(dǎo)體和雜質(zhì)半導(dǎo)體、半導(dǎo)體中的載流子及其運(yùn)動(dòng)、連續(xù)性方程、PN結(jié)；第9章介紹半導(dǎo)體中的光學(xué)與光電現(xiàn)象，包括固體光學(xué)常數(shù)及測(cè)量方法、光吸收、光電導(dǎo)、光伏效應(yīng)、半導(dǎo)體發(fā)光等。
每章末都附有習(xí)題。由于各校安排本課程的學(xué)時(shí)及教學(xué)要求不同，書中打“*”號(hào)內(nèi)容可以不講或簡(jiǎn)單講述。
本書第一篇電磁理論由胡茂海負(fù)責(zé)編寫，第二篇量子理論由段子剛負(fù)責(zé)編寫，第三篇固體光電基礎(chǔ)由沈?yàn)槊褙?fù)責(zé)編寫，全書由沈?yàn)槊窠y(tǒng)稿，周盛華參與部分章節(jié)編寫和資料整理工作。深圳大學(xué)李景鎮(zhèn)教授對(duì)全書進(jìn)行了認(rèn)真審稿，并提出許多寶貴建議，在此深表謝意。
由于編者的水平與經(jīng)驗(yàn)有限，書中難免存在缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，殷切希望讀者批評(píng)指正。
編著者
第一篇 電磁理論
第1章 數(shù)學(xué)基礎(chǔ)
1.1 矢量代數(shù)和矢量函數(shù)
1.2 場(chǎng)、梯度、散度和旋度
1.3 矢量微分算子
1.4 正交曲線坐標(biāo)系
1.5 δ函數(shù)
習(xí)題1
第2章 電磁場(chǎng)的基本規(guī)律
2.1 靜電場(chǎng)
2.2 恒定電場(chǎng)
2.3 穩(wěn)恒磁場(chǎng)
2.4 時(shí)變電磁場(chǎng)
2.5 電磁場(chǎng)的能量和能流
習(xí)題2
第3章 電磁場(chǎng)的波動(dòng)性
3.1 電磁場(chǎng)的波動(dòng)方程
3.2 單色電磁波
3.3 相速度與群速度
3.4 介質(zhì)色散
3.5 電磁場(chǎng)的動(dòng)量
3.6 電磁波的輻射
習(xí)題3
第4章 平面電磁波傳播
4.1 絕緣介質(zhì)中的單色平面波
4.2 導(dǎo)電介質(zhì)中的單色平面波
4.3 電磁波在兩種絕緣介質(zhì)分界面上的反射和折射
4.4 全反射消逝波和導(dǎo)引波
4.5 電磁波在導(dǎo)電介質(zhì)表面上的反射和折射
習(xí)題4
第二篇 量子理論
第5章 量子理論的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)
5.1 黑體輻射與普朗克量子假說
5.2 光電效應(yīng)與光量子假說
5.3 氫原子光譜與玻爾量子化條件
5.4 德布羅意物質(zhì)波、不確定關(guān)系
習(xí)題5
第6章 量子力學(xué)初步
6.1 薛定諤方程與波函數(shù)
6.2 力學(xué)量與算符
6.3 定態(tài)薛定諤方程
6.4 軌道角動(dòng)量和氫原子的量子力學(xué)描述
6.5 定態(tài)微擾理論
6.6 光的吸收和發(fā)射
6.7 電子自旋
習(xí)題6
第三篇 固體光電基礎(chǔ)
第7章 固體物理基礎(chǔ)
7.1 晶體的特征與晶體結(jié)構(gòu)的周期性
7.2 晶列與晶面、倒格子
7.3 晶體結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性、晶系
7.4 晶體的結(jié)合
7.5 晶格振動(dòng)和聲子
7.6 自由電子理論
7.7 能帶模型
7.8 晶體的導(dǎo)電性
習(xí)題7
第8章 半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)
8.1 本征半導(dǎo)體和雜質(zhì)半導(dǎo)體
8.2 半導(dǎo)體中的載流子濃度
8.3 載流子的漂移運(yùn)動(dòng)
8.4 非平衡載流子及其運(yùn)動(dòng)
8.5 PN結(jié)
習(xí)題8
第9章 固體的光學(xué)性質(zhì)和光電現(xiàn)象
9.1 固體的光學(xué)常數(shù)
9.2 光學(xué)常數(shù)的測(cè)量
9.3 半導(dǎo)體的光吸收
9.4 半導(dǎo)體的光電導(dǎo)
9.5 半導(dǎo)體的光生伏特效應(yīng)
9.6 半導(dǎo)體發(fā)光
習(xí)題9
參考文獻(xiàn)
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