大物-期末复习资料

1、2期末答疑时间：时间：2016.1.8.2016.1.8.上午上午10:00-11:3010:00-11:30下午下午13:30-17:0013:30-17:00地点：地点：1 1教教422/423422/4233有限长均匀带电直线段非延长线上有限长均匀带电直线段非延长线上一点的电场强度与电势的计算一点的电场强度与电势的计算, ,均均匀带电圆盘的电场强度与电势的计匀带电圆盘的电场强度与电势的计算算, ,电势梯度电势梯度, ,电介质表面极化面电电介质表面极化面电荷的计算荷的计算, ,有限长载流直导线和有有限长载流直导线和有限长载流直螺线管的磁感应强度的限长载流直螺线管的磁感应强度的计算计算, ,

2、霍尔效应的定量计算霍尔效应的定量计算, ,感生电感生电场的计算场的计算, ,互感互感, ,位移电流的计算位移电流的计算. .大学物理大学物理非考查内容非考查内容42.波动光学：等倾干涉的斜入射情形，牛顿波动光学：等倾干涉的斜入射情形，牛顿环的计算，圆孔的夫琅禾费衍射，光学仪器环的计算，圆孔的夫琅禾费衍射，光学仪器分辨本领的计算，光栅的分辨本领，分辨本领的计算，光栅的分辨本领，X射线射线衍射的计算，光的双折射衍射的计算，光的双折射.3.量子物理：热辐射的计算，玻尔模型的定量子物理：热辐射的计算，玻尔模型的定量计算，薛定谔方程的求解，隧道效应的计量计算，薛定谔方程的求解，隧道效应的计算算 56.1

3、 电荷的性质电荷的性质两个基本的实验定律两个基本的实验定律库仑定律库仑定律020214rrqqF( 0=8.85 10-12 C2 m2)电力叠加原理电力叠加原理iFF7电场强度电场强度定义：定义：0/qFE场强叠加原理：场强叠加原理：iEE电场线电场线电通量：电通量：SeSdE高斯定律：高斯定律：0内qSdES8场强计算方法场强计算方法高对称电荷分布：高对称电荷分布：高斯定律高斯定律一般电荷分布：一般电荷分布：点电荷场强场强叠加原理点电荷场强场强叠加原理均匀带电直线段均匀带电直线段均匀带电圆环均匀带电圆环.均匀带电球面：均匀带电球面：)(4)(0020RrrrQRrE.9均匀带电球体：均匀带

4、电球体：)(4)(302000RrrrQRrrrE无限长均匀带电直线：无限长均匀带电直线：002rrE10无限大均匀带电平面：无限大均匀带电平面：002nE无限长均匀带电圆柱面：无限长均匀带电圆柱面：)(2)(000RrrrRrE11电势电势电势差：电势差：BABAE dl 选择选择C 0则有则有CAAE dl 电势：电势：静电场的环路定理：静电场的环路定理：0LldE电势叠加原理电势叠加原理i .2 12电势计算方法电势计算方法已知场强分布已知场强分布线积分线积分已知各部分电荷产生的电势已知各部分电荷产生的电势叠加叠加典型电场的电势典型电场的电势点电荷点电荷 ( (=0)=0)rqV0413

5、均匀带电球面均匀带电球面 (V(V=0)=0)Q(rR)R(r)Q(rR)r 0044等势面与电场线垂直等势面与电场线垂直* *电势梯度：电势梯度：E 14电势能电势能电场力是保守力电场力是保守力电场力的功：电场力的功：ababAq() 电势能：电势能：Wq 15.3 导体静电平衡条件导体静电平衡条件静电平衡下导体的性质静电平衡下导体的性质实心导体实心导体表面表内EE0Q Q仅分布于表面仅分布于表面, ,整个导体是等势体整个导体是等势体表E016空腔导体空腔导体(腔内无腔内无q)空腔导体空腔导体(腔内有腔内有q)整个导体包括空腔在内整个导体包括空腔在内, 是一个等势体是一个等势体Q Q分布于外

6、表面分布于外表面腔表有腔表有-q导体的实体部分仍是等导体的实体部分仍是等势体势体q17导体接地导体接地(0)(0)其远离另一带电体的一端不带电其远离另一带电体的一端不带电接地前：接地前：.q1q2q3q4Q Q0 0q1=q4q2=-q3q=0=0Q Q -Q-Q接地后：接地后：平行板平行板18任意形状导体任意形状导体qq =0=0q 若是内球接若是内球接地地, ,则内球电则内球电荷通常不为荷通常不为零零. .Q Q-Q-Q Q Q =0=0导体球壳导体球壳19静电屏蔽及其物理本质静电屏蔽及其物理本质20电介质的极化电介质的极化极化强度：极化强度：EVppi0* *束缚面电荷密度：束缚面电荷密

7、度：.4 现象：现象：微观机制：微观机制：介质表面出现束缚电荷介质表面出现束缚电荷取向极化、位移极化取向极化、位移极化介电强度（击穿场强）介电强度（击穿场强）21电位移：电位移：pED0E)1 (0Er0E的高斯定律：的高斯定律：D内0qSdDS典型应用：电荷及介质高对称分布典型应用：电荷及介质高对称分布 ( (球、圆柱、平面等球、圆柱、平面等) )22电容电容定义：定义：UQC 计算方法计算方法串联：串联：iCC11并联：并联：iCC设定设定QUCQUC23平行板：平行板：dSCr0孤立导体球：孤立导体球：RCr04典型结果典型结果带电电容器的能量带电电容器的能量QUCUCQW2121222

8、圆柱形电容器：圆柱形电容器：)/ln(2120RRLCr24静电场的能量静电场的能量能量密度：能量密度：2DEw 场能：场能：wdVW25.5 304rrlIdBd( 0=410-7T )304rrvqB 的定义的定义BBqvFBvqF( )26BdBiiBBor5.5.磁感应线：闭合磁感应线：闭合SmSdB0SSdB27内Il dBL0无限长直线电流：无限长直线电流：rIB20半无限长直线电流半无限长直线电流rIB40IrB28圆电流圆心处：圆电流圆心处：RIB20无限长圆柱面电流：无限长圆柱面电流：)(2)(00RrrIRrB无限大平面电流：无限大平面电流：20jB圆弧电流圆心处：圆弧电流

9、圆心处：220RIB2910.10.位移电流：位移电流：载流长直螺线管和细螺绕环：载流长直螺线管和细螺绕环：nIB0内0外BdtdIDddtDdJd11.11.普遍的安培环路定理：普遍的安培环路定理：)(0dLIIl dB30.6 1. 1. 洛仑兹力：洛仑兹力：带电粒子在均匀磁场中的运动：带电粒子在均匀磁场中的运动：一般情形一般情形Bv/BvBvqF在磁场中，载流在磁场中，载流导体上会出现横向导体上会出现横向( (与与电流方向垂直电流方向垂直) )电势差电势差. .mFeFqv+Q+Q-Q-QUHI IBb b313.3.安培力：安培力：BlIdFdL LlIdB均匀磁场中：均匀磁场中：载流

10、导线载流导线Bl IFabablBbaI I32载流线圈载流线圈0合FBpMm)(0磁矩nNISpmIS0n面积面积非均匀磁场中：非均匀磁场中：LBlIdF33.7 法拉第定律法拉第定律电动势电动势: :Ll dE非dtdmiL, , i iBn(L(L, , , , i i方向间的关系方向间的关系!)!)n34 动生电动势动生电动势BvE非Lil dBv)( 感生电动势感生电动势iEE非( (涡旋电场涡旋电场) )dtdmi35自感自感自感电动势：自感电动势：dtdILi( (i i与与I I两者正方向一致两者正方向一致) )自感线圈的磁能：自感线圈的磁能：221LIWm自感系数：自感系数：

11、ILm(长直螺线管与细螺绕环：长直螺线管与细螺绕环： 0n2V)* *互感互感36磁场的能量磁场的能量能量密度：能量密度：能量：能量：dVwWmm022Bwm(真空中真空中)麦氏方程组的积分形式及其物理意义麦氏方程组的积分形式及其物理意义37光的干涉光的干涉相干光源相干光源光程光程定义：定义： 光程差对应的相差：光程差对应的相差：L2半波损失：从光疏到光密，垂直入射或半波损失：从光疏到光密，垂直入射或掠射，反射光附加光程掠射，反射光附加光程/2 . 透镜不产生附加光程差透镜不产生附加光程差38杨氏双缝实验杨氏双缝实验光程差：光程差：DxddLsin条纹特点：条纹特点：条纹间距相等：条纹间距相等

12、：dDx ), 2 , 1 , 0k(2) 1k2(), 2 , 1 , 0k(kL(明纹明纹)(暗纹暗纹)对称分布对称分布39薄膜干涉薄膜干涉增透膜与高反膜增透膜与高反膜(n1n2n3情形情形)反射光反射光enL22增透：增透：), 2 , 1 , 0(2)12(kkL高反：高反：), 3 , 2 , 1(kkLcoatingglassairn1n2n3e40劈尖劈尖(nnn情形情形) n n ne反射光：反射光：22neL条纹特点：条纹特点： 每一条纹上各点对应的劈尖每一条纹上各点对应的劈尖厚度相等。厚度相等。尖顶处为暗纹。尖顶处为暗纹。条纹间距相等：条纹间距相等：nl241牛顿环牛顿环(

13、nnn情形情形)en nn 反射光：反射光：22neL每一条纹上各点对应的空每一条纹上各点对应的空隙厚度相等。隙厚度相等。条纹特点：条纹特点：中心处为暗纹。中心处为暗纹。条纹间距不等条纹间距不等, 从内到外从内到外, 由疏变密。由疏变密。42迈克尔孙干涉仪迈克尔孙干涉仪M 1SM2M1EM2移动或光路中插移动或光路中插入介质入介质光程差改光程差改变变条纹移动条纹移动 =2 d (M2移动移动) =2(n-1)e (光路中插光路中插入介质入介质)其其中中43光的衍射光的衍射惠更斯菲涅耳原理惠更斯菲涅耳原理单缝衍射单缝衍射 半波带方法半波带方法条纹位置条纹位置fxaasin0), 3 , 2 ,

14、1(2) 12 (kk), 3 , 2 , 1(kk(中央明纹中央明纹)(两侧明纹两侧明纹)(暗纹暗纹)条纹宽度条纹宽度 afxx22044条纹强度条纹强度 asin 0.0470.017 1I / I0 00.0470.017- 2 -2 3 -3 45光栅衍射光栅衍射光栅方程光栅方程), 2 , 1 , 0k(ksin)ba (谱线特点：很窄、很亮、间距较大谱线特点：很窄、很亮、间距较大谱线缺级：谱线缺级：kabak(k取非零整数，使取非零整数，使k为整为整数数), 2 , 1 , 0k(k)sin(sind正入射正入射斜入射斜入射46光的偏振光的偏振五种偏振类型五种偏振类型马吕斯定律马吕

15、斯定律布儒斯特定律布儒斯特定律12nntgiP r = 90 I0 I = I0cos2 n1n2iP r47波粒二象性波粒二象性普朗克量子假设普朗克量子假设光电效应光电效应谐振子能量谐振子能量: (0,1,2,)(6.62610-34Js)光电效应方程光电效应方程:Ahmvm221红限频率红限频率:Ah0遏止电压遏止电压:221mamveU 光的波粒二象性光的波粒二象性:chmhphE,48德布罗意波德布罗意波与实物粒子相联系的波与实物粒子相联系的波hmc2mvh49量子力学基础量子力学基础波函数波函数统计解释统计解释2 概率密度概率密度 (前提：前提： 是归一的是归一的)概率计算概率计算应

16、满足：单值、连续、有限、归一应满足：单值、连续、有限、归一不确定关系：不确定关系：2xpx 方程方程50EUdxdm)2(222方程的解方程的解一维无限深势阱一维无限深势阱特点：特点：粒子在各处出现的概率不同粒子在各处出现的概率不同能级分立能级分立 0势垒势垒隧道效应隧道效应*一维定态一维定态方程方程51氢原子氢原子), 3 , 2 , 1()(6 .132neVnEn)1( , 2 , 1 , 0) 1(nlllL), 2, 1, 0(lmmLllz)(21sszmmS52氢原子光谱氢原子光谱谱线系谱线系 /cEEhlh 1系系 (紫外区紫外区)2系系 (可见光区可见光区)3系系 (红外区红外区)模型模型定态假设、频率条件、量子化条件定态假设、频率条件、量子化条件),3 ,2 , 1n()eV(n6 .13E2n 53原子的壳层结构原子的壳层结构电子态的描述电子态的描述 n、l、两个基本原理两个基本原理不相容原理不相容原理能量最小原理能量最小原理壳层的填充壳层的填充电子：电子： E (0.7l )54激光与固体激光与固体激光激光固体的能带固体的能带何谓激光何谓激光激光的特性激光的特性自发辐射与受激辐射自发辐射与受激辐射粒子数反转粒子数反转激