《物理学》第五版-下册总结

1、1 简谐运动简谐运动makxF2ax )cos(tAx2,mTk弹簧振子周期弹簧振子周期2T 周期周期21T 频率频率glT2单摆的周期单摆的周期mk /22 旋转矢量法分析振动旋转矢量法分析振动第九章第九章 振动总结振动总结)(sin21212222ktAmmEv)(cos2121222ptkAkxE线性回复力是保守力，作简谐运动的系统机械能守恒线性回复力是保守力，作简谐运动的系统机械能守恒22pk21AkAEEE3 简谐运动的能量简谐运动的能量11A1xx04 两个同方向同频率简谐运动的合成两个同方向同频率简谐运动的合成21xxx22112211coscossinsintanAAAA)co

2、s(212212221AAAAA)cos(tAx)cos(111tAx)cos(222tAxAx2x2A2两个同方向同频率两个同方向同频率简谐运动合成后仍简谐运动合成后仍为简谐运动为简谐运动 产生条件：产生条件：1）波源；）波源；2）弹性介质）弹性介质. 机械波：机械振动在弹性介质中的传播机械波：机械振动在弹性介质中的传播.性质：波是运动状态的传播性质：波是运动状态的传播横波与纵波横波与纵波 1 基本概念基本概念 2 平面简谐波的波函数平面简谐波的波函数)(2cos)(cosxTtAuxtAy波函数波函数 周期、频率、波速、振幅、相位周期、频率、波速、振幅、相位第十章第十章 波动波动 3 了解

3、惠更斯原理、分析波的折射和反射了解惠更斯原理、分析波的折射和反射 相干条件相干条件 :1）频率相同；）频率相同； 2）振动方向平行）振动方向平行； 3）相位相同或相位差恒定）相位相同或相位差恒定.4 波的干涉波的干涉)2cos(1111rtAyp)2cos(2222rtAyp12pppyyy20,1, 2,kkk 或，(21) (1 2)0,1,2,kkk 或，21AAA振动始终加强振动始终加强21AAA振动始终减弱振动始终减弱1）平均能量密度）平均能量密度: 2）能量密度）能量密度:5 波的能量波的能量22() sin (/ )Atx u 3）动能、势能）动能、势能:1ddd2kpWWV4）

4、平均能流密度）平均能流密度:5）平均能流）平均能流:Pu S21()2A Iu6 驻波的产生条件驻波的产生条件 振幅、频率、传播速度都相同的两列相干波，在同一直振幅、频率、传播速度都相同的两列相干波，在同一直线上沿相反方向传播时叠加而形成的一种特殊的干涉现象线上沿相反方向传播时叠加而形成的一种特殊的干涉现象.sovvuu 8 多普勒效应多普勒效应7 半波损失半波损失 当波从波疏介质垂直入射到波密介质当波从波疏介质垂直入射到波密介质,被反射到波疏介质被反射到波疏介质时形成波节时形成波节. 入射波与反射波在此处的相位时时相反入射波与反射波在此处的相位时时相反, 即反即反射波在分界处产生射波在分界处

5、产生 的相位跃变，相当于出现了半个波长的的相位跃变，相当于出现了半个波长的波程差，称半波损失波程差，称半波损失.1 相干光产生的条件相干光产生的条件: 时间相干性、空间相干性时间相干性、空间相干性2 杨氏双缝干涉杨氏双缝干涉2) 12(k 减弱减弱kdxdr 加强加强,2, 1 ,0k2)12(kdd 暗纹暗纹kdd x 明纹明纹,2,1 ,0k3 光程光程 光在真空中的速度光在真空中的速度001c 光在介质中的速度光在介质中的速度1u1) 光程光程: 媒质折射率与光的几何路程之积媒质折射率与光的几何路程之积 =nr第十一章第十一章 波动光学总结波动光学总结,2,1 ,0,kk,2, 1 ,0

6、2,kk 干涉加强干涉加强 6 单缝衍射单缝衍射-夫琅禾费单缝衍射夫琅禾费单缝衍射kkb22sin干涉相消（干涉相消（）2) 12(sinkb干涉加强（干涉加强（） 4 其他干涉现象：分波阵面干涉、分振幅干涉其他干涉现象：分波阵面干涉、分振幅干涉 5 惠更斯惠更斯-菲涅耳原理：子波、叠加菲涅耳原理：子波、叠加 例：薄膜干涉、劈尖干涉例：薄膜干涉、劈尖干涉7光的偏振和双折射现象光的偏振和双折射现象理解自然光与偏振光的区别理解自然光与偏振光的区别; ;理解布儒斯特定律和马吕斯定律理解布儒斯特定律和马吕斯定律; ;了解线偏振光的获得方法和检验方法了解线偏振光的获得方法和检验方法 ; ;了解双折射现象

7、了解双折射现象 。 第十二章第十二章 气体动理论总结气体动理论总结1 物质的微观模型物质的微观模型: 分子的热运动、分子间力分子的热运动、分子间力23kPnnkT分子内能分子内能 = =平动平动转动转动+振动振动+kTi22 理想气体假设：理想气体假设： 质点分子、质点分子、 无分子间作用力无分子间作用力3 理想气体压强公式：理想气体压强公式：4 理想气体温度公式：理想气体温度公式：5 能量均分原理能量均分原理 6 理想气体的内能：理想气体的内能：RTiMMEmol232kk T222/3224)(vekTmvfkTmv233molkTRTvmM22pmolkTRTvmM88molkTRTvm

8、M7 麦克斯韦分子按速率分布定律（理解）麦克斯韦分子按速率分布定律（理解）8 气体分子的三种速率气体分子的三种速率d( )dNf vvN0( ) d1f vv9 气体分子的平均自由程气体分子的平均自由程10 气体的迁移现象（理解）气体的迁移现象（理解） 粘滞、传热、扩散粘滞、传热、扩散11 实际气体的范德瓦尔斯方程实际气体的范德瓦尔斯方程2()()amPVbRTVM2212 d2 dvkTZnp1 理想气体的状态方程理想气体的状态方程RTMmPV 2 热力学第一定律热力学第一定律3 气体等值过程气体等值过程等体过程等体过程等压过程等压过程等温过程等温过程绝热过程绝热过程210VVmVCQECT

9、TW 21212121()()ppmVmPmVmpCQCTTECTTWp VVR TTCCR21120ln/ln/TCpVCEQWR TVVR Tpp11,pVCVTC PTC，210VmQWECTT 第十三章第十三章 热力学总结热力学总结 dddQE WQEW 或 4 卡诺循环：两个等温过程（卡诺循环：两个等温过程（T1和和T2）+两个绝热过程两个绝热过程5 热力学第二定律：开尔文说法热力学第二定律：开尔文说法/克劳修斯说法克劳修斯说法可逆热机效率：可逆热机效率：可逆冷机效率：可逆冷机效率：1221211111QQQTTWQQQT 2221212QQTeWQQTT可逆机效率最高：可逆机效率最

10、高：121TTT8 热力学第二定律的统计意义热力学第二定律的统计意义波尔兹曼关系式波尔兹曼关系式 概率小概率小 概率大概率大 有序有序 无序无序 非平衡态非平衡态 平衡态平衡态 孤立系统的孤立系统的 熵增过程熵增过程6 热力学熵变（熵热力学熵变（熵状态量）状态量）可逆过程：可逆过程：熵增原理熵增原理(孤立系统孤立系统)：7 自发过程：自发过程：熵增，无序度增大，到达平衡态熵增，无序度增大，到达平衡态lnSkW00S 0可逆过程可逆过程 不可逆过程不可逆过程2211diQSSST第十四章第十四章 相对论总结相对论总结)tx(xv yy zz )xct(t2v 正正变变换换)tx(x v yy z

11、z )xct (t 2v 逆逆变变换换,c v211 2 洛伦兹坐标变换式洛伦兹坐标变换式A 相对性原理相对性原理B 光速不变原理光速不变原理1狭义相对论的基本原理狭义相对论的基本原理xxxucuu21vv xzzucuu21v xyyucuu21v xyyucuu21v xzzucuu21v xxxucuu 21vv正正变变换换逆逆变变换换3 洛伦兹速度变换式洛伦兹速度变换式a、同时的相对性、同时的相对性 b、长度的收缩、长度的收缩 ( (动尺变短动尺变短) )201llc、时间的延缓、时间的延缓( (动钟变慢动钟变慢) )21tt4 相对论时空效应相对论时空效应22 1txctv22021

12、m cEmc021mpmvv22202cpEE 相对论相对论能量能量相对论相对论动量动量相对论质量相对论质量201mm相对论相对论动量和能量动量和能量5 相对论时质量、能量、动量相对论时质量、能量、动量第十九章第十九章 量子物理量子物理nm/3000K0 1000 20001.00.5 )mW10/()(314TM可见光区6000K（1 1）斯特藩）斯特藩玻尔兹曼定律玻尔兹曼定律40d)()(TTMTM428KmW10670. 5（2）维恩位移定律）维恩位移定律bT mKm10898. 23b常量常量m1 黑体黑体 黑体辐射黑体辐射 黑体黑体 能完全吸收照射到它上面的各种频率的电磁能完全吸收照

13、射到它上面的各种频率的电磁辐射的物体称为黑体辐射的物体称为黑体 . .（黑体是理想模型）（黑体是理想模型）2 普朗克假设普朗克假设 普朗克黑体辐射公式（普朗克黑体辐射公式（1900 年）年）sJ106260755. 634h普朗克常量普朗克常量 ), 3 ,2, 1(nnh带电谐振子吸收或发射能量应为带电谐振子吸收或发射能量应为 3 光电效应光电效应 爱因斯坦方程爱因斯坦方程爱因斯坦方程爱因斯坦方程Wmh221v4 光的波粒二象性光的波粒二象性hE hp 描述光的描述光的粒子性粒子性 描述光的描述光的 波动性波动性hE （2 2）粒子性：）粒子性： （光电效应等）（光电效应等）（1 1）波动性

14、：）波动性： 光的干涉和衍射光的干涉和衍射德布罗意假设：实物粒子具有波粒二象性德布罗意假设：实物粒子具有波粒二象性 .5 原子模型原子模型汤姆孙发现电子汤姆孙发现电子汤姆孙提出原子的汤姆孙提出原子的“葡萄干蛋糕模型葡萄干蛋糕模型”卢瑟福的原子有核模型（行星模型）卢瑟福的原子有核模型（行星模型）6 氢原子光谱的规律性氢原子光谱的规律性 (1) (1) 玻尔的三个假设玻尔的三个假设 假设一假设一 电子在原子中，可以在一些特定的轨道上运动而不辐电子在原子中，可以在一些特定的轨道上运动而不辐射电磁波，这时原子处于稳定状态（定态），并具有一定的能量射电磁波，这时原子处于稳定状态（定态），并具有一定的能量. .fiEEh频率条件频率条件 假设二假设二 电子以速度电子以速度 在半径