理学山东建筑大学大学物理下复习资料内有考试原题学习教案

1、会计学1理学山东建筑理学山东建筑(jinzh)大学大学物理下复习大学大学物理下复习资料内有考试原题资料内有考试原题第一页，共62页。复习复习(fx)复习复习(fx)2 2气体处于平衡态时，分子气体处于平衡态时，分子(fnz)的任何一个自由度的平均动能都等于的任何一个自由度的平均动能都等于，这一结论叫做能量按自由度均分定理或能量均分定理，这一结论叫做能量按自由度均分定理或能量均分定理12kT三、能量均分定理三、能量均分定理 某种刚性气体分子的平动自由度为某种刚性气体分子的平动自由度为 ， t分子的平均平动动能为分子的平均平动动能为 kt2tkT ，转动的自由度为，转动的自由度为 ，分子的平均转动

2、动能为，分子的平均转动动能为 rkr2rkT , ,分子总的自由度为分子总的自由度为itr ，分子平均总动能为，分子平均总动能为 . k()2trkT 双原子气体分子，平动自由度为双原子气体分子，平动自由度为 3t ，分子的平均平动动能为，分子的平均平动动能为 kt32kT ，分子总的自由度为，分子总的自由度为 k52kT 5i , ,分子平均总动能分子平均总动能为为 . ., ,转动的自由度为转动的自由度为 kr22kTkT 2r ，分子的平均转动动能为，分子的平均转动动能为 第1页/共62页第二页，共62页。复习复习(fx)复习复习(fx)3 3刚性刚性(n xn)分子的自由度分子的自由度

3、四、麦克斯韦速率分布曲线四、麦克斯韦速率分布曲线 最概然速率最概然速率最概然速率是反映速率分布特征的物理量最概然速率是反映速率分布特征的物理量 p.kTRTmM01 411 41v第2页/共62页第三页，共62页。复习复习(fx)复习复习(fx)4 4（1 1）对同一种气体，温度升高，最概然速率）对同一种气体，温度升高，最概然速率vpvp增大，在速率分布曲线上的最大值向增大，在速率分布曲线上的最大值向v v增加的方向增加的方向(fngxing)(fngxing)移动，曲线变平坦移动，曲线变平坦. .(2)(2)在同一温度下，分子质量（或气体的摩尔质量）越大，在同一温度下，分子质量（或气体的摩尔

4、质量）越大，vp越小越小. . C解：解：-203231.33 3.44 10 m1.38 10280 nkTp pnkT 2311.38 10J Kk 118.31 J molKR（波尔兹曼常量（波尔兹曼常量 ， 氮气的摩尔质量氮气的摩尔质量 31mol28 10kg molM，普试气体常量，普试气体常量 ）1. 1. (09-10-1(09-10-1试卷试卷) )容器中有容器中有1mol氮气，压强为氮气，压强为1.33Pa,温度为温度为7 , ,则则 （1 1）1m3中氮气的分子数为中氮气的分子数为_；（2 2）容器中氮气的密度为容器中氮气的密度为_；（3 3） 1m3中氮气的总平动动能为

5、中氮气的总平动动能为_；203.44 10 531.6 10 kg m1.99J第3页/共62页第四页，共62页。mV .353328 101.6 10 kg m1 75 10 RTMmRTpV RTVp kt32NNkT 20233= 3.44 101.38 102801.99J2 2.2.如图示两条如图示两条 曲线分别表示氢气和氧气在同一温度下的麦克斯韦速率分布曲线，曲线分别表示氢气和氧气在同一温度下的麦克斯韦速率分布曲线， 从图上数据求出两气体最概然速率从图上数据求出两气体最概然速率. .( )f vv)(vf1sm /v2000opkTm 02v()()0202HOmm 解解:)(O)

6、(H2p2pvv 复习复习(fx)复习复习(fx)5 5第4页/共62页第五页，共62页。-12pm.s 000 2)(H vpp()()()()202202HO324OH2mm vv-12pm.s 500)(O v作业作业(zuy)：1，4，5，9，10，11，13复习复习(fx)复习复习(fx)6 6第5页/共62页第六页，共62页。第十章第十章 热力学基础热力学基础(jch)(jch)理想气体理想气体(l xin q t)等值、绝热过程中的公式等值、绝热过程中的公式过程过程特征特征过程方程过程方程吸收的热量吸收的热量Q对外做功对外做功W内能的增量内能的增量E等体等体等压等压等温等温绝热绝

7、热常量常量(chngling)(chngling) V常量常量p 常量常量T aQ 0pCT VCT pVC pVC VTC 1pTC 1,V mmCTM ,V mmCTM 0,V mmCTM ,V mmCTM 0,p mmCTM lnpmRTMp120lnVmRTMV21lnpmRTMp12lnVmRTMV21,V mmCTM 或或或或p V 或或mR M PVPV 001或或热力学第一定律热力学第一定律 QEW , ,对理想气体物态方程对理想气体物态方程 RTMmpV 复习复习复习复习7 7第6页/共62页第七页，共62页。（1 1）计算）计算(j sun)(j sun)热机的效率有两个公

8、式热机的效率有两个公式WQ 吸吸1QQ 放吸或或（2 2）判断）判断(pndun)(pndun)吸热和放热的方法：吸热和放热的方法：W是净功是净功；Q放放是循环过程放出的总热量；是循环过程放出的总热量；Q吸吸是循环过程吸收的总热量；是循环过程吸收的总热量；三者都取绝对值三者都取绝对值. .复习复习(fx)复习复习8 8第7页/共62页第八页，共62页。等体过程等体过程(guchng)：,2121()()VV mV mmVQCTTCppMRpVo1p2p1p2p等压过程：等压过程：,2121()()pp mp mmpQCTTCVVMR1V2V2V1V等温过程：等温过程：1221lnlnVVRTM

9、mppRTMmQT 1p2p1()V2()V2p1p2()V1()V复习复习(fx)复习复习(fx)9 9第8页/共62页第九页，共62页。141V4V231p2pPVo12Q34Q41Q23Q 1. 1 mol 氦气经过如图所示的循环过程，其中氦气经过如图所示的循环过程，其中 , 求求12、23、34、41各过程中气体吸收各过程中气体吸收(xshu)的热量和热机的效率的热量和热机的效率 .212pp 412VV 解解 :TT 212TT 314VQCTT 12,m21()pQCTT 23,m32()VQCTT 34,m43(), ,由理想气体由理想气体(l xin q t)物态方程得物态方程

10、得pQCTT41,m14(), ,QQQQQQ 3441122311放吸过程过程(guchng)12：过程过程23：ppTT 1212, ,pp 212VV 412已知已知, ,VVTT 3223, ,VVTT 1423, ,复习复习复习复习1010第9页/共62页第十页，共62页。过程过程(guchng)34：ppTT 3434, ,ppTT 2134TT 412, ,141V4V231p2pPVo12Q34Q41Q23QVQCT 12,m 1pQCT 23,m 12mVQCT 34,12, , ,VpRTCTCT 1,m1,m12p VRT 111pQCT 41,m1VpCTCT ,m1,

11、m12QQQ 1223吸吸WppVV 2141()()0015.4 WQ 吸吸RiiRR 2222氦气是单原子分子气体氦气是单原子分子气体i 3pp 212VV 412复习复习(fx)复习复习(fx)11112211221115.4%213222iiRRiiRR 法二：法二：第10页/共62页第十一页，共62页。复习复习(fx)复习复习(fx)12122. (09-10-12. (09-10-1试卷试卷) )一定量的理想气体一定量的理想气体(l xin q t)(l xin q t)经历如图所示的循环过程，经历如图所示的循环过程，ABAB和和CDCD是等压过程，是等压过程， BC BC和和DA

12、DA是绝热过程是绝热过程. .已知：已知：TC=300K, TB=400K.TC=300K, TB=400K.试求：试求：（1 1）这循环是不是卡诺循环？为什么？）这循环是不是卡诺循环？为什么？（2 2）此循环的效率）此循环的效率. .ABCDVpOABQCDQ思路：思路：1QQ 放吸WQ 吸吸或或用哪一个简单？用哪一个简单？解：解：,()ABp mBAQCTT ,()CDp mCDQCTT 11CDBAQTTQTT 放吸 第11页/共62页第十二页，共62页。复习复习(fx)复习复习(fx)131311BBCCpTpT 11AADDpTpT ADBCTTTT CCDBBATTTTTT %11

13、125CDCBABQTTTQTTT 放吸 作业作业(zuy)：10，12，13，14，15第12页/共62页第十三页，共62页。第十一章第十一章 简谐运简谐运动动(jin xi yn (jin xi yn dn)dn)一、判断一、判断(pndun)物体做简谐振动的四条判据物体做简谐振动的四条判据Fkx 2ax 22ddxxt 20 xAt cos()二、两个同方向同频率简谐运动二、两个同方向同频率简谐运动(jin xi yn dn)(jin xi yn dn)的合成的合成合振幅合振幅合振动的初相位合振动的初相位11221122sinsintgcoscosAAAA 221212212cos()A

14、AAA A复习复习复习复习1414第13页/共62页第十四页，共62页。1.1.（例（例11-211-2）如图）如图11-411-4所示，轻弹簧的一端固定，另一端系一轻绳，轻绳绕过滑轮连接一质量为所示，轻弹簧的一端固定，另一端系一轻绳，轻绳绕过滑轮连接一质量为m m的物体，绳在轮上不打滑的物体，绳在轮上不打滑. .已知弹簧的劲度系数为已知弹簧的劲度系数为k k，滑轮的半径，滑轮的半径(bnjng)(bnjng)为为R R、转动惯量为、转动惯量为 J. J.使物体略偏离平衡位置后放手使其振动，试证明物体使物体略偏离平衡位置后放手使其振动，试证明物体m m作简谐运动，并求其周期作简谐运动，并求其周

15、期 T. T.解：解：选择物体和滑轮选择物体和滑轮(huln)为研究对象为研究对象受力分析受力分析(fnx)查运动查运动平动的物体用牛顿第二定律列方程，转动的物体用转动定律列方程平动的物体用牛顿第二定律列方程，转动的物体用转动定律列方程, , 设设弹簧沿伸长弹簧沿伸长x建坐标建坐标1mgFma12() FFRJ 取物体取物体m 平衡位置为坐标原点平衡位置为坐标原点O，向下为正方向，此时弹簧的伸长量，向下为正方向，此时弹簧的伸长量x01F 2F Ox1F gmaxkJR复习复习复习复习1515第14页/共62页第十五页，共62页。kxmg0Fk xx20()aR 联立式联立式(l sh)可得可得

16、2()xkxtmJ/R22d0d 振动振动(zhndng)(zhndng)物体的运动是简谐运动物体的运动是简谐运动. . ()kmJ/R 22所以所以(suy)，()kmJ/R 21F 2F Ox1F gmaxkJR第十一章第十一章 振动振动11.1 11.1 简谐运动简谐运动1616振动周期为振动周期为 ()mJ/Rk22T 2 第15页/共62页第十六页，共62页。作业作业(zuy)作业作业(zuy)1717Ox1TmgaxkJR 1T2T1mgTma12T RT RJ kxmg0Fk xx20()aR 2.2.（作业（作业(zuy) 8(zuy) 8）解解: :联立式联立式可得可得22k

17、RaxmRJ 或或2222d0dxkRxtmRJ 第16页/共62页第十七页，共62页。作业作业(zuy)作业作业(zuy)1818振动振动(zhndng)(zhndng)物体的运动是简谐运动物体的运动是简谐运动. . 222kRmRJ 所以，所以，()kmJ/R 23. 3. (09-10-1(09-10-1试卷试卷) )两个同方向同频率的简谐运动，其振动表达式分别为：两个同方向同频率的简谐运动，其振动表达式分别为：216 10cos(5)2xt 222 10cos(5 )2xt 它们的和振动的振幅为它们的和振动的振幅为_,_,初相为初相为_._.221212212cos()AAAA A24

18、 102 第17页/共62页第十八页，共62页。tan 22112211coscossinsin AAAA 22226 10sin2 10sin()226 10cos2 10cos()22 222222(6 10 )(2 10 )2 6 102 10cos()22 44436 104 1024 10cos 24 10 m 2 作业作业(zuy)：3,6,7,8,9,10,11作业作业(zuy)作业作业(zuy)1919xO 1A 2A 证明简谐运动和求振动方程证明简谐运动和求振动方程2 第18页/共62页第十九页，共62页。cos ()xyAtu沿沿x轴传播轴传播(chunb)的平面简谐波的波

19、动表达式可写为的平面简谐波的波动表达式可写为波沿波沿x x轴正方向轴正方向(fngxing)(fngxing)传播取传播取“-”“-”号；波沿号；波沿x x轴负方向轴负方向(fngxing)(fngxing)传播取传播取“+”.“+”.利用利用 和和 可得波动表达式的几种不同形式：可得波动表达式的几种不同形式：2/T /uT ( , )cos 2()txy x tAT ( , )cosy x tAtkx 2 k角波数角波数一、平面一、平面(pngmin)(pngmin)简谐波的波函数简谐波的波函数若已知距坐标原点若已知距坐标原点O振动表达式振动表达式( )cos()OytAt复习复习复习复习2

20、020第十二章第十二章 波动波动第19页/共62页第二十页，共62页。若已知距坐标若已知距坐标(zubio)(zubio)原点原点O O为为xoxo的的Q Q点振动表达式点振动表达式0( )cos()xytAt 沿沿x x 轴传播的平面轴传播的平面(pngmin)(pngmin)简谐波的波动表达式简谐波的波动表达式0( , )cos()xxy x tAtu 二、驻波二、驻波(zh b)(zh b)(2cos1 xTtAy )(2cos2 xTtAy 两波的合成波两波的合成波 设频率相同设频率相同, , 振幅相同的右行波和左行波（取初相位均为零振幅相同的右行波和左行波（取初相位均为零), ),

21、其波动表达式分别为其波动表达式分别为: :1222(2cos)cosyyyAxtT 复习复习复习复习2121第20页/共62页第二十一页，共62页。0Suu vv三、多普勒效应三、多普勒效应(xioyng)(xioyng)公式公式观察者向着波源运动时观察者向着波源运动时v0v0取正号；观察者远离取正号；观察者远离(yun l)(yun l)波源运动时波源运动时v0v0取负号；取负号；波源向着观察者运动波源向着观察者运动(yndng)(yndng)时时vsvs取负号；波源远离观察者运动取负号；波源远离观察者运动(yndng)(yndng)时时vsvs取正号取正号. .四、平面电磁波的特性四、平面

22、电磁波的特性)(cos0uxtEE )(cos0uxtHH (1) (1) 电磁波是横波，电磁波是横波， 三者互相垂直，构成右手螺旋关系三者互相垂直，构成右手螺旋关系. .E H u 、 、uEH(2) (2) 和和 都作周期性变化，且频率相同，相位相同都作周期性变化，且频率相同，相位相同. . EHHE (3)(3) 和和 数值成比例数值成比例 EH1208.85 10F/m 704 10N/A 复习复习复习复习2222第21页/共62页第二十二页，共62页。复习复习(fx)复习复习(fx)2323(m)y(m)xO20/2A160A800t 2t 1.(09-10-11.(09-10-1试

23、卷试卷) )图示一平面图示一平面(pngmin)(pngmin)余弦波在余弦波在t=0st=0s和和t=2st=2s时刻的波形图时刻的波形图. .已知波速为已知波速为u,u,求（求（1 1）坐标原点处介质质点的振动方程；（）坐标原点处介质质点的振动方程；（2 2）该波的波动表达式）该波的波动表达式. .解解: : （1 1）波由右向左传播）波由右向左传播设设O 点的点的振动表达式振动表达式为为 cos()oyAtyO2 A4 4t 1s8 由旋转矢量法得由旋转矢量法得2 cos(-)82oyAt 第22页/共62页第二十三页，共62页。2.(2.(例例12-3) 12-3) 一平面简谐波以一平

24、面简谐波以200ms-1200ms-1的波速沿的波速沿x x轴正方向传播，已知坐标原点轴正方向传播，已知坐标原点O O处质点的振动处质点的振动(zhndng)(zhndng)周期为周期为0.01s0.01s， 振幅为振幅为0.02m0.02m，在，在t=0t=0时刻，其正好经过平衡位置且向负方向运动。求：时刻，其正好经过平衡位置且向负方向运动。求：(1) (1) 以以O O为坐标原点的波动表达式；为坐标原点的波动表达式； (2) (2) 距原点距原点2m2m处的质点的振动处的质点的振动(zhndng)(zhndng)表达式；表达式；(3) (3) 若以若以 2m 2m 处为坐标原点，写出波动表

25、达式。处为坐标原点，写出波动表达式。分析分析(fnx):(fnx): 振动表达式振动表达式o( )cos()ytAt A由已知求出由已知求出( , )cos ()xy x tAtu波动表达式波动表达式( , )cos2()txy x tAT 2010m/s2u cos()8102xyAt复习复习(fx)复习复习2424第23页/共62页第二十四页，共62页。( )cos()oytAt 由已知由已知得得 =2 /T = 200 rad/s，因为因为(yn wi)u=200m/s设原点处质点设原点处质点(zhdin)的振动表达式为的振动表达式为解解: (1): (1)2 由旋转由旋转(xunzhu

26、n)矢量法得矢量法得A = 0.02m原点处的振动表达式为原点处的振动表达式为( )0.02cos(200) m 2oy tt 该波波动表达式该波波动表达式0.02cos200() m2002xt ( , )cos () xy x tAtu yO2 A复习复习复习复习2525第24页/共62页第二十五页，共62页。 (2) (2) 将将 x=2m x=2m 代入波动表达式代入波动表达式 得该质点得该质点(zhdin)(zhdin)的振动表达式的振动表达式3( )0.02cos(200)m2y tt (3) (3) 利用利用 x =2m x =2m 处的振动表达式可得以处的振动表达式可得以(dy

27、)2m (dy)2m 处为坐处为坐标原点的波动表达式为标原点的波动表达式为3( , )0.02cos200() m2002xy x tt 复习复习(fx)复习复习2626第25页/共62页第二十六页，共62页。3.(3.(例例12-5) 12-5) 已知沿已知沿x x轴正向传播的平面波在轴正向传播的平面波在 的波形的波形 ，周期，周期(zhuq)T=3s.(zhuq)T=3s.求出求出O O点处质点的振动表达式和该波的波动表达式点处质点的振动表达式和该波的波动表达式. .1s4t x/cm-510 y/cmO30u 解：设解：设O O 点的振动点的振动(zhndng)(zhndng)表达式为表

28、达式为 cos()oyAt由题意由题意(t y)(t y)可知可知0.05 m2oAy m1.0 A3sT oy(m)且有且有v 0.32 t t221334 ? 23 则则2 1s4t 复习复习复习复习2727第26页/共62页第二十七页，共62页。20.1cos( )m32oyt所以所以(suy)O(suy)O点处质点的振动表达式为点处质点的振动表达式为 uT 2,0.1cosm30.22xy x tt所以所以(suy)波动表达式为波动表达式为x/cm-510 y/cmO30u由图可知由图可知(k zh)：0.6m 则则0.2m/s 复习复习复习复习2828第27页/共62页第二十八页，共

29、62页。-12500s 4.(4.(作业作业(zuy)15)(zuy)15)解：解：500m/su 2.0m , ,( )cos()oytAt 设原点处质点设原点处质点(zhdin)的振动表达式为的振动表达式为4 , ,( )0.1cos(500)4oytt 原点处质点原点处质点(zhdin)的振动表达式为的振动表达式为oy(m)0.1mA 250Hz , ,(1)(1)(m)y(m)xO-A2/ 2AP1.0u复习复习复习复习2929第28页/共62页第二十九页，共62页。( )0.1cos 500()m5004xy tt ) )根据上式直接根据上式直接(zhji)写出波动表达式为写出波动表

30、达式为 (2)(2)50sin 500()m/s5004yxtt ) )v2.52.550sin 500()5004ytt ) )v350sin 500m/s4ytt 复习复习(fx)复习复习(fx)3030第29页/共62页第三十页，共62页。5.(5.(例例12-6) 12-6) 有一波长为有一波长为2m2m的平面简谐波沿的平面简谐波沿x x 轴负向传播轴负向传播(chunb)(chunb)，图为，图为x =1mx =1m处质点的振动曲线。求此平面简谐波的波动表达式处质点的振动曲线。求此平面简谐波的波动表达式. . 解：设解：设x =1m处质点处质点(zhdin)的振的振动表达式为动表达式

31、为 ( )cos()y tAt 由振动曲线由振动曲线(qxin)(qxin)可知可知0.02mA 0.2sT oy(m)/myO0.1/st0.020.21210rad sT （）2 由旋转矢量可得由旋转矢量可得x =1m处质点处质点的的振动表达式振动表达式为为 ( )0.02cos(10)2y tt110m suT 根据上式直接写出波动表达式为根据上式直接写出波动表达式为 1( )0.02cos 10()m102xy tt ) )0.02cos 10()m102xt ) )复习复习复习复习3131第30页/共62页第三十一页，共62页。 216.0 10cos(40 ) (SI)2yxt 2

32、26.0 10cos(40 ) (SI)2yxt 6.6.(09-10-1(09-10-1试卷试卷) )（作业作业7 7） 两列波在一根很长的弦线上传播，其波动方程为两列波在一根很长的弦线上传播，其波动方程为 则合成波的驻波方程为则合成波的驻波方程为_；在在x = 0至至x = 10.0 m内波节的位置是内波节的位置是_；波腹的位置是波腹的位置是_ 22(2cos)cosyAxtT 2216.0 10cos(40 )6.0 10cos2m240.1xtyxt 2226.0 10cos(40 )6.0 10cos2m240.1xtyxt 复习复习(fx)复习复习(fx)3232第31页/共62页

33、第三十二页，共62页。2112.0 10cos( )cos202yxt 24xk 腹腹 4) 12 ( kx节节210 xk腹腹4m x =1 m，3 m，5 m，7 m，9 m x = 0 m，2 m，4 m，6 m，8 m，10 m 2110 x k+节节复习复习(fx)复习复习(fx)3333第32页/共62页第三十三页，共62页。223.00 10 mA 22(2cos)cosyAxtT 7.7.（作业（作业(zuy)17(zuy)17）解：）解：21.50 10 mA 21.6 251.25m1.64 21s500275T 2550T (1)(1)1.25343.75m1275uT

34、(2)(2)1.250.625m22kx (3)(3) 22.53.00 10 cos 1.6sin550tyxt v复习复习(fx)复习复习(fx)3434第33页/共62页第三十四页，共62页。8.8.（例题（例题12-12 12-12 ）沿）沿x x轴传播的平面电磁波，电场强度轴传播的平面电磁波，电场强度(qingd)(qingd)的波动方程为的波动方程为0cos2()zxEEt 000/cos2()xxHEt 磁场强度磁场强度(cchng qingd)的波动方程为的波动方程为A、000/cos2()yxHEt B、000/cos2()yxHEt D、000/cos2()zxHEt C、

35、000/cos2()yxHEt D、000/cos2()yxHEt C、复习复习(fx)复习复习3535第34页/共62页第三十五页，共62页。9.(09-10-19.(09-10-1试卷试卷) )在真空中沿在真空中沿z z轴正方向轴正方向(fngxing)(fngxing)传播的平面电磁波的磁场强度波的表达式为电场强度的波动方程为传播的平面电磁波的磁场强度波的表达式为电场强度的波动方程为 则它的电场强度波的表达式为则它的电场强度波的表达式为_._.2.00cos()(SI)xzHtc 30000/7.54 10 V/mEH F/m1085. 8120 N/A10470 , , z y x O

36、 uyExH37.54 10cos()yzEtc 解：解：37.54 10cos()(SI)yzEtc 复习复习(fx)复习复习(fx)3636第35页/共62页第三十六页，共62页。 z y x O uxEyH1cos(2)3t 0000/0.796HE yH 0.796F/m1085. 8120 N/A10470 , ,8.8.（作业（作业(zuy)10(zuy)10）5.(09-10-15.(09-10-1试卷试卷) )一列火车以一列火车以20m/s20m/s的速度行驶，若机车汽笛的频率为的速度行驶，若机车汽笛的频率为600Hz,600Hz,一静止一静止(jngzh)(jngzh)观测者

37、在机车前和机车后所听到的声音频率分别为观测者在机车前和机车后所听到的声音频率分别为_和和_(_(设空气中的声速为设空气中的声速为340m/s).340m/s).解：解：s600Hz ，已知已知00 v1s20m s ，vS uu v当火车当火车(huch)驶近观察者时，观察者听到的频率为驶近观察者时，观察者听到的频率为340600637.5Hz 34020 复习复习复习复习3737第36页/共62页第三十七页，共62页。S uu v当火车当火车(huch)远离观察者时，观察者听到的频率为远离观察者时，观察者听到的频率为340600566.7Hz 34020 复习复习(fx)复习复习(fx)38

38、38作业作业: : 1,2,6,7,8,9,10,11-15,171,2,6,7,8,9,10,11-15,17第37页/共62页第三十八页，共62页。第十三章第十三章 波动波动(bdng)(bdng)光学光学一、一、 双缝干涉双缝干涉(gnsh)(gnsh)明纹中心明纹中心(zhngxn)(zhngxn)位置位置暗纹中心位置暗纹中心位置2)12( kdD), 2 , 1 , 0( k), 2 , 1 , 0( k k xrdD 2) 12( k可得可得干涉加强干涉加强 干涉减弱干涉减弱 dDk 1kkDxxxd 条纹间距条纹间距二、二、 等倾干涉等倾干涉复习复习复习复习3939第38页/共6

39、2页第三十九页，共62页。光线光线(gungxin)(gungxin)垂直入射，垂直入射，1n1n2n（1）薄膜处于同一种）薄膜处于同一种(y zhn)介质中介质中121nnn或或121nnnr222n d t22n d 0i 入射角入射角222t212sindnni 222r212sin2dnni （2）薄膜处于）薄膜处于(chy)不同种介质中不同种介质中t222n d r22n d 1n3n2n123nnn a.复习复习复习复习4040第39页/共62页第四十页，共62页。r222n d t22n d t222n d r22n d r222n d t22n d 1n3n2n123nnnb.

40、123nnnc.123nnnd.复习复习(fx)复习复习(fx)4141第40页/共62页第四十一页，共62页。三、三、 劈尖劈尖22 nd明纹明纹暗纹暗纹 k),2,1( k=2)12( k),2,1,0( k任意任意(rny)(rny)两相邻暗纹两相邻暗纹( (或明纹或明纹) )的间距的间距 l l 相邻相邻(xin ln)(xin ln)两暗纹两暗纹( (或明纹或明纹) )对应的劈尖膜的厚度差对应的劈尖膜的厚度差 d dn2 kkddd 1 sinld n2 sin2nl n2 n dkd1 kdl 复习复习(fx)复习复习4242第41页/共62页第四十二页，共62页。1.（ 09-1

41、0-1试卷试卷(shjun)） 在双缝干涉实在双缝干涉实验中，光的波长为验中，光的波长为600（1nm=10-9m）,双缝间双缝间距为距为2mm，双缝与屏幕距的间距为，双缝与屏幕距的间距为300 cm，在，在屏上形成的干涉图样的明条纹间距为屏上形成的干涉图样的明条纹间距为(A) 4.5 mm (B) 0.9 mm (C) 1.2 mm (D) 3.1 mm2. 2. （ 09-10-1 09-10-1试卷试卷(shjun)(shjun)）一束波长为）一束波长为600nm 600nm （1nm=10-9m1nm=10-9m）的平行单色光垂直入射到折射率为）的平行单色光垂直入射到折射率为n=1.3

42、3n=1.33的透明薄膜上，该薄膜是放在空气中的的透明薄膜上，该薄膜是放在空气中的. .要使反射光得到最大限度的加强，薄膜最小厚度应为要使反射光得到最大限度的加强，薄膜最小厚度应为_nm._nm.r (21,2,)2ndkk 解：解：薄膜处在同一种介质薄膜处在同一种介质(jizh)中，一定有附加光程差，由明条纹条件中，一定有附加光程差，由明条纹条件1()22kdn 薄膜厚度为薄膜厚度为min1600 (1)2113nm2 1.33d 113复习复习复习复习4343第42页/共62页第四十三页，共62页。复习复习(fx)复习复习(fx)4444 3n2n1n3. (09-10-13. (09-1

43、0-1试卷试卷) ) 波长为波长为 的单色光垂直照射到折射率为的单色光垂直照射到折射率为 的劈形膜上，如图所示，图中的劈形膜上，如图所示，图中 ，观察反射光形成，观察反射光形成(xngchng)(xngchng)的干涉条纹的干涉条纹. .(1) (1) 从劈形膜从劈形膜O O处开始向右数起，第五条暗纹中心对应的薄膜厚度是多少？处开始向右数起，第五条暗纹中心对应的薄膜厚度是多少？（2 2）相邻两明纹对应的薄膜的厚度差是多少？）相邻两明纹对应的薄膜的厚度差是多少？ 2n123nnn 22(21)2n dk 22n d 暗条纹条件为暗条纹条件为O), 2 , 1 , 0( k第五条暗纹处第五条暗纹处

44、k=4，薄膜厚度为薄膜厚度为 294dn 解解：（1） ，厚度为厚度为d处两束反射光的光程差为处两束反射光的光程差为123nnn第43页/共62页第四十四页，共62页。复习复习(fx)复习复习(fx)454522n dk 明条纹明条纹(tio wn)条件为条件为), 2 , 1 , 0( k22kdn ), 2 , 1 , 0( k明条纹对应的薄膜厚度为明条纹对应的薄膜厚度为222(1)222kkdnnn 相邻两明纹对应的薄膜的厚度差为相邻两明纹对应的薄膜的厚度差为四、四、 单缝衍射单缝衍射0sin a2)12(sin ka kka 22sin中央明纹中心中央明纹中心明纹中心明纹中心暗纹中心暗

45、纹中心), 2 , 1( k),2, 1( k第44页/共62页第四十五页，共62页。中央中央(zhngyng)明纹的宽度明纹的宽度012xx其它其它(qt)明纹的宽度明纹的宽度2 fa xfa tgkkxf 暗暗暗暗tgkkxf 明明明明(21)2fka fka tgkkxf sin(0,1,2,)dkk -光栅光栅(gungshn)(gungshn)方程方程光栅多光束干涉：光栅多光束干涉：单缝衍射：单缝衍射： (1,2,3,)dkkka-缺级条件缺级条件 kdka 五、五、 光栅光栅缺级级数：缺级级数：复习复习复习复习4646第45页/共62页第四十六页，共62页。4.(09-10-14.

46、(09-10-1试卷试卷) )一束单色光垂直入射在光栅上，衍射光谱中共出现一束单色光垂直入射在光栅上，衍射光谱中共出现5 5条明纹。若已知此光栅缝宽度与不透明部分宽度相等条明纹。若已知此光栅缝宽度与不透明部分宽度相等(xingdng)(xingdng)，那么在中央明条纹一侧的两条明纹分别是第，那么在中央明条纹一侧的两条明纹分别是第_级和第级和第_级谱线级谱线. . (1,2,3,)dkkka第二级缺级，观察第二级缺级，观察(gunch)(gunch)到的是第一级和第三级谱线到的是第一级和第三级谱线2 = 2aka 解解: : 缺级级数缺级级数(j sh)(j sh)一一 三三复习复习复习复习4

47、747第46页/共62页第四十七页，共62页。复习复习(fx)复习复习(fx)48484.(09-10-14.(09-10-1试卷试卷)(1)(1)在单缝夫琅禾费衍射实验中，垂直入射的光有两种波长在单缝夫琅禾费衍射实验中，垂直入射的光有两种波长1=400nm 1=400nm ，2=760nm( ).2=760nm( ).已知单缝宽度已知单缝宽度 ，透镜焦距，透镜焦距 f=50cm. f=50cm.求两种光第一级衍射明条纹中心求两种光第一级衍射明条纹中心(zhngxn)(zhngxn)间距间距. .-91nm =10 m-2=1 10 cma 3=+1.0 10 cmdab (2) (2)若用光

48、栅常数为若用光栅常数为 的光栅代替狭缝，其他条件和上一问相同，的光栅代替狭缝，其他条件和上一问相同，求两种光第一级主极大之间的距离求两种光第一级主极大之间的距离. 解解: : （1 1）tgkkxf 明明明明sin(21)2kak 明明(21)2kxfka 明明x （红红- - 紫紫）32fa x1红红- - x1紫紫-.9430 5360 102.7mm2 1 10 第47页/共62页第四十八页，共62页。(2)(2)tgxf sinak kkxfa x （红红- - 紫紫）fa x1红红- - x1紫紫-.940 5360 101.8mm1 10 212cosII 六、马吕斯定律六、马吕斯

49、定律(dngl)(dngl)七、布儒斯特定律七、布儒斯特定律(dngl)12tannniB P1自然光自然光 检偏器检偏器线偏振光线偏振光P21I?2 I 起偏器起偏器复习复习(fx)复习复习4949第48页/共62页第四十九页，共62页。（1 1）反射光和折射光互相）反射光和折射光互相(h xing)(h xing)垂直垂直. .12tannniB sincos Bi2Bi BiBi1n玻璃玻璃2n 空气空气 sinsinBi (2) (2) 根据光的可逆性，当入射光以根据光的可逆性，当入射光以 角从角从 介质入射于界面时，此介质入射于界面时，此 角即为布儒斯特角。角即为布儒斯特角。 2n2

50、n玻璃玻璃1n Bi复习复习(fx)复习复习(fx)5050第49页/共62页第五十页，共62页。 4.(09-10-1 4.(09-10-1试卷试卷) )使一光强为使一光强为I0 I0 的平面偏振的平面偏振(pin zhn)(pin zhn)光先后通过两个偏振光先后通过两个偏振(pin zhn)(pin zhn)片片P1 P1 和和 P2 . P1 P2 . P1 和和 P2 P2 的偏振的偏振(pin zhn)(pin zhn)化方向与原入射光光失量的夹角分别是化方向与原入射光光失量的夹角分别是 和和 ，则通过这两个偏振，则通过这两个偏振(pin zhn)(pin zhn)片后的光强片后的

51、光强I I 是是201cos2I 90 0（A）（B）201sin (2 )4I （C）201sin4I （D）40cosI （E）1p 2p0E222200coscos (90)cossinII 201sin (2 )4I 复习复习(fx)复习复习(fx)5151第50页/共62页第五十一页，共62页。 5.(09-10-1试卷)自然光以60的入射角照射到不知其折射率的某一透明介质表面时，反射光为线偏振光，则知折射光 （）完全线偏振光且折射角为30； （）部分偏振光且只是(zhsh)在该光由真空入射到折射率为 的介质时，折射角为30； （）部分偏振光，但须知两种介质的折射率才能确定折射角；

52、（）部分偏振光，且折射角为30 . 3复习复习(fx)复习复习(fx)5252作业作业: : 2,3,4,5,7,8,9,10-15,17-332,3,4,5,7,8,9,10-15,17-33第51页/共62页第五十二页，共62页。第十四章第十四章 量子量子(lingz)(lingz)物理物理212hmW v光电效应方程光电效应方程0U0 O0W h 截止频率截止频率一、光电效应一、光电效应(un din xio yng)2012eUm v截止电压截止电压0hWUee 截止电压和光照频率成线性关系截止电压和光照频率成线性关系复习复习(fx)复习复习5353第52页/共62页第五十三页，共62

53、页。复习复习(fx)复习复习(fx)54542222222002222coshhhmccc vxy00hec hec m ve0e 2200hvm chmc 能量守恒：能量守恒：00hheemcc v动量动量(dngling)守恒：守恒：221/20(1/)mmc v二、康普顿效应二、康普顿效应第53页/共62页第五十四页，共62页。 康普顿波长康普顿波长(bchng) (bchng) 123C02.4310m2.4310nmhm c 2002(1cos)sin2hhm cm c 康普顿公式康普顿公式(gngsh)(gngsh)3412311806.63 102.43 10m2.43 10 n

54、m9.11 103 10hm c 346.6310J sh （普朗克常量（普朗克常量 ，电子静止质量，电子静止质量 ）319.11 10kgem 复习复习(fx)复习复习5555第54页/共62页第五十五页，共62页。三、德布罗意波三、德布罗意波hhpmv 2Emchh ， 若若 则则c v0mm 021()mcm vvc，若，若 则则1.(09-10-11.(09-10-1试卷试卷) )钨的红限波长钨的红限波长(bchng)(bchng)是是230nm(1nm=10-9m)230nm(1nm=10-9m)，用波长，用波长(bchng)(bchng)为为180nm180nm的紫外光照射时，从表面逸出的电子的最大动能为的紫外光照射时，从表面逸出的电子的最大动能为_eV._eV.解解: :212hmW v光电效应方程光电效应方程0Wh ，逸出功，逸出功2012ccmhWhh v34819996.63 103 1011()1.5eV1.6 10180 10230 10 1.5复习复习(fx)复习复习(fx)5656第55页/共62页第五十六页，共62页。复习复习(fx)复习复习(fx)57571.(09-10-11.(09-10-1试卷试卷) )设康普顿效应中入射设康普顿效应中入射X X射线（伦琴射线）