大学物理下册知识要点PPT精选文档

1、1一一. .场强的计算场强的计算（一）根据场强叠加原理求场强（一）根据场强叠加原理求场强（1 1）根据带电体的形状选择坐标系；）根据带电体的形状选择坐标系；1.点电荷的电场点电荷的电场020041rrqqFEkkkrrqE02041k2.2.点电荷系点电荷系的电场的电场 3.3.连续分布带电体连续分布带电体020d41drrqE（2 2）0204drrqE（3 3）静电场总结静电场总结二二. .高斯定理高斯定理niisqSdE101高斯定理说明静电场高斯定理说明静电场是是有源场有源场。2三三. .几种典型带电体的电场几种典型带电体的电场均匀带电球面均匀带电球面ERr 0RrrQ204均匀带电无

2、限长直线均匀带电无限长直线rE02 方向垂直于带电直线方向垂直于带电直线“无限大无限大”均匀带电平面均匀带电平面02E方向垂直于带电平面方向垂直于带电平面0ldEL四四. . 环路定理环路定理 l环路定理说明环路定理说明静电力是静电力是保守力，静电场是保守场。保守力，静电场是保守场。均匀带电球体均匀带电球体ERrRQr304RrrQ2043四四. .电势的计算电势的计算2. 2. 场强积分法场强积分法( (由定义求由定义求) )0dpplEu1.1.利用电势叠加原理利用电势叠加原理Qrdq04iiirq04pU点电荷系点电荷系连续分布的带电体连续分布的带电体(1) (1) 首先确定首先确定 分

3、布分布; ;E(2) (2) 选零势点和便于计算的积选零势点和便于计算的积分路径分路径(3) (3) 由电势定义计算由电势定义计算点电荷点电荷q q在静电场中自在静电场中自A A点沿点沿任意路径移至任意路径移至B过程中静电力过程中静电力做的功：做的功：3.3.静电力做的功静电力做的功)(dABABAABUUqlEq五五.1.1.导体的静电平衡条件导体的静电平衡条件0内E表面E 导体表面导体表面2.2.静电平衡导体上的电荷分布静电平衡导体上的电荷分布0E导体表面场强垂直于导导体表面场强垂直于导体表面，其表面上任意体表面，其表面上任意点场强数值是点场强数值是4)cos(cos4210aIBaIB2

4、0RIB20载流直导线的磁场载流直导线的磁场“无限长无限长”载流直导线载流直导线载流圆线圈圆心处载流圆线圈圆心处恒定磁场总结恒定磁场总结200d4drrlIB内iLIlB0d电流的正负：与积分回路绕电流的正负：与积分回路绕行方向行方向L L成右手螺旋关系的成右手螺旋关系的电流取正值，反之则取负值电流取正值，反之则取负值三三.安培力安培力BlIF ddsinddlBIF 大小：大小：方向：方向： 由右手螺旋法则确定由右手螺旋法则确定任意形状载流导线在外磁场中任意形状载流导线在外磁场中受到的安培力受到的安培力 sinIBlF 对于有限曲面对于有限曲面SBmd对于闭合曲面对于闭合曲面SmSBd二二.

5、 .磁通量磁通量5四四. .洛仑兹力洛仑兹力BqFmv 带电粒子在磁场中的运动带电粒子在磁场中的运动qBmRv半径半径周期周期qBmRT22v 一般情况一般情况 cos/vvsinvv带电粒子作螺旋运动带电粒子作螺旋运动qBmqBmRsinvvqBmThcos2/vv6电磁感应总结一一. .法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律感应电动势的大小与通过导体感应电动势的大小与通过导体回路的磁通量的变化率成正比回路的磁通量的变化率成正比tdd二二.动生电动势的求解动生电动势的求解lBid)(va.a.在运动导体上选取线元在运动导体上选取线元l db.b.写出写出l dBvdi)(再积分，即再积分，即l

6、 dBvLi)(c.c.确定电动势的方向确定电动势的方向B在导线上的投影方向。在导线上的投影方向。电源内部：低电势指向高电势电源内部：低电势指向高电势7例：长直导线通有电流例：长直导线通有电流I I，在其附近有一导线棒，在其附近有一导线棒AB,AB,长为长为L L，离长，离长直导线距离为直导线距离为d d。当它沿平行于直导线的方向以速度。当它沿平行于直导线的方向以速度 平移时，平移时，导线棒中的感应电动势多大？哪端电势高？导线棒中的感应电动势多大？哪端电势高？ xIB20解：建立如图所示坐标系，在解：建立如图所示坐标系，在ABAB上取线元上取线元dxdx，方向与，方向与X X轴轴一致。距长直导

7、线为一致。距长直导线为x x。则此处：。则此处： 方向垂直纸面向里方向垂直纸面向里 xdBvdBA)(xdxIvLdd20dLdIvln20电动势的方向由电动势的方向由B B指向指向A,A,故故A A端电势高。端电势高。 = vd dL LI IAB0 0 xvxdx8（2 2）条纹间距）条纹间距dDx dDkx212dDkx（1 1）条纹位置）条纹位置K=0，1，2，明纹中心位置明纹中心位置K=0，1，2，暗纹中心位置暗纹中心位置2.2.杨氏双缝干涉杨氏双缝干涉其中其中D D为双缝与屏之间的距离，双缝间距为为双缝与屏之间的距离，双缝间距为d dI1.1.光的相干性光的相干性cos 22121

8、IIIII2cos421II时21II ,2k14II 干涉加强干涉加强一一. .光的干涉光的干涉93.3.光乘差和相位差光乘差和相位差（1 1）光程）光程表示光在介质表示光在介质 中传播的路程相当于光在中传播的路程相当于光在 相同时间内在真空中的传播路程相同时间内在真空中的传播路程ctnrx（2 2）光程差）光程差与相位差与相位差 之间的关系之间的关系02（3 3）半波损失）半波损失4.4.波膜等厚干涉（劈尖）波膜等厚干涉（劈尖）（该干涉属分振幅法，光线垂直入射）（该干涉属分振幅法，光线垂直入射）相消干涉相长干涉,kk,kkdn2102122122222，）（22sinnl条纹间距满足条纹间

9、距满足相邻暗纹或（或明纹）相邻暗纹或（或明纹）对应的厚度差对应的厚度差212neekk光从光疏介质入射到光密介质的分界面上反射回光疏介质的过光从光疏介质入射到光密介质的分界面上反射回光疏介质的过程中，相位要发程中，相位要发 生生的突变，相当于光程增加或减少半个波长，的突变，相当于光程增加或减少半个波长，称为半波损失。称为半波损失。101.1.夫琅和费单缝衍射夫琅和费单缝衍射，3 , 2 , 1 2) 1 2(sin kka，3 ,2, 122sin kka明纹条件明纹条件暗纹条件暗纹条件中央明纹线宽度中央明纹线宽度afffx22tan2110其他其他暗暗纹位置纹位置afkxk 其他其他明明纹线

10、宽度纹线宽度afxk kdsin, 3 , 2 , 1 , 0k光栅方程光栅方程 kasinadkk缺级条件缺级条件, 3 , 2 , 1 kkdsin二二. .光的衍射光的衍射2.2.光栅衍射光栅衍射11六六. .光的偏振光的偏振1.1.马吕斯定律马吕斯定律 20cosII 0I入射线偏振光的强度入射线偏振光的强度I为通过检偏器后的透射光的强度为通过检偏器后的透射光的强度为检偏器的偏振化方向与入射线偏振光的振动方向之间的夹角为检偏器的偏振化方向与入射线偏振光的振动方向之间的夹角2.2.布儒斯特定律布儒斯特定律2112tannnnibi ib 布儒斯布儒斯特角或起偏角特角或起偏角当入射角当入射

11、角i ib b满足上式时，反射光为完满足上式时，反射光为完全偏振光，光矢量振动方向垂直入全偏振光，光矢量振动方向垂直入射面，且反射光线和折射光线垂直。射面，且反射光线和折射光线垂直。线偏振光线偏振光 bi 2n1nbi 2121. 1. 爱因斯坦的光子理论：爱因斯坦的光子理论： 光子能量光子能量 h 一一. . 光电效应光电效应2m21vmAhA A：逸出功：逸出功3.光电效应方程光电效应方程量子物理基础总结量子物理基础总结0221eUmmv)(00 KUhA0hchEchchm2hchcmp2.实验规律实验规律截止频率截止频率（红限频率）（红限频率）13反冲电子的动能反冲电子的动能: 入射光

12、子与散射光子能量之差入射光子与散射光子能量之差三三. .康普顿效应康普顿效应hchchhEk000单个光子与单个电子发生弹性碰撞单个光子与单个电子发生弹性碰撞2200mchcmh能量守恒能量守恒: :14 四四. .氢原子光谱氢原子光谱 玻尔的氢原子理论玻尔的氢原子理论1.谱线的波数谱线的波数)11(122nkRH氢光谱的里德伯常量氢光谱的里德伯常量 17m101373097. 1HR k = 2 (n = 3, 4, 5, ) 谱线系谱线系 巴耳末系巴耳末系 k = 1 (n = 2, 3, 4, ) 谱线系谱线系 赖曼系赖曼系 （1 1）定态假设）定态假设 原子的稳定状态（简称定态）相应的

13、原子的稳定状态（简称定态）相应的能量分别为能量分别为 。,321EEE2.2.玻尔的氢原子理论玻尔的氢原子理论（2 2）频率条件）频率条件hEEknkn玻尔辐射频率公式玻尔辐射频率公式（3 3）轨道角动量量子化条件）轨道角动量量子化条件, 3 ,2, 1,2nhnL 为量子数为量子数n15 氢原子能级公式氢原子能级公式基态能量基态能量eV6 .131E) 1( n21nEEn) 1( n能量是量子化的。能量是量子化的。激发态能量激发态能量 3. 3.氢原子轨道半径和能量的计算氢原子轨道半径和能量的计算21nrrn), 3 ,2, 1(n, 玻尔半径玻尔半径m1029.5112201mehr1n

14、16五五. .微观粒子的波粒二象性微观粒子的波粒二象性1.1.一个能量为一个能量为E E、动量为、动量为 p p 的的实物粒子实物粒子，同时也具有，同时也具有波动性，波动性，它的波长它的波长 、频率频率 和和 E E、p p的关系与光子一样的关系与光子一样：hmchE2 hmpvhmcE2mhph 德布罗意波长。德布罗意波长。德布罗意关系德布罗意关系eUme2021v0emhnm225. 11200UUemhmhv2.2.估算电子的波长估算电子的波长六六. .不确定关系不确定关系 不确定关系（测不准关系）：不确定关系（测不准关系）：粒子在同一方向上的坐标和粒子在同一方向上的坐标和动量不能同时确

15、定。动量不能同时确定。2 xpx 171. 1. 能量量子化能量量子化 能量能量2122042)8(1nEhmenEn主量子数主量子数 n = = 1 1 ，2 2 ，3 3 ，2. 角动量量子化角动量量子化 电子绕核转动的角动量的大小电子绕核转动的角动量的大小)1( llL角量子数角量子数 l = 0 ，1 ，2 ， , n-1七七. .氢原子的量子力学结论氢原子的量子力学结论3. 角动量空间量子化角动量空间量子化 角动量角动量 L 在外磁场方向在外磁场方向Z 的投影的投影lzmL 磁量子数磁量子数 ml = 0 , 1 , 2 , , l 4.4.自旋磁量子数自旋磁量子数msms = 1/21