大学物理下册总复习课件

三

能分析杨氏双缝干涉和薄膜等厚干涉的光程差和干涉条纹的位置.

四了解迈克耳孙干涉仪的工作原理.波动光学教学基本要求三能分析杨氏双缝干涉和薄膜等厚干涉的光程差1

二理解用波带法来分析单缝的夫琅禾费衍射条纹分布规律的方法，会分析缝宽、位置及波长对衍射条纹分布的影响.

光的衍射一理解惠更斯－菲涅耳原理及它对光的衍射现象的定性解释.并理解与惠更斯原理的区别波动光学教学基本要求二理解用波带法来分析单缝的夫琅禾费衍射条纹2

三理解光栅衍射公式,

会确定光栅衍射谱线的位置，会分析光栅常数及波长对光栅衍射谱线分布的影响.

四了解衍射对光学仪器分辨率的影响.

五了解x

射线的衍射现象和布拉格公式的物理意义.波动光学教学基本要求三理解光栅衍射公式,会确定光栅衍射谱线的位3光的偏振

一

理解自然光与偏振光的区别.二理解布儒斯特定律和马吕斯定律.三了解双折射现象.四了解线偏振光的获得方法和检验方法.

END波动光学教学基本要求光的偏振一理解自然光与偏振光的区别.END波动光42、相邻明（暗）条纹的间距

1、明、暗条纹的位置

暗纹

明纹波动光学总结一、杨氏双缝干涉实验2、相邻明（暗）条纹的间距1、明、暗条纹的位置暗纹明5二、薄膜干涉：减弱加强加强减弱

折射率单调变化

若则二、薄膜干涉：减弱加强加强减弱折射率单调变化61、劈尖干涉明暗三、劈尖干涉牛顿环n

(1)相邻明（暗）纹间距

(2)

细丝直径b1、劈尖干涉明暗三、劈尖干涉牛顿环n(1)相邻明（暗7明暗三牛顿环Rr明暗明暗三牛顿环Rr明暗8(暗纹中心)(其余明纹中心)

个半波带

个半波带中央明纹中心四、单缝衍射：中央其余

暗纹

明纹(暗纹中心)(其余明纹中心)个半波带91、光栅衍射主极大（主明纹)#3、光栅衍射暗纹#4、缺级五、光栅衍射#2、屏上出现主明纹的最高级次#缺级：1、光栅衍射主极大10

部分偏振光:

入射为自然光+线偏振光叠加自然光入射偏振片偏振片线偏振光入射六、光的偏振——马吕斯定律

布儒斯特定律反射光为偏振光振动方向垂直入射面;折射光仍为部分偏振光.反射线与折射线垂直部分偏振光:入射为自然光+线偏振光叠加自然光入射偏11热学教学基本要求

一

了解气体分子热运动的图像.理解平衡态、平衡过程、理想气体等概念.

二

理解理想气体的压强公式和温度公式，能从宏观和微观两方面理解压强和温度的统计意义.热学教学基本要求一了解气体分子热运动的12

三了解自由度概念，理解能量均分定理，会计算理想气体的内能.

四

了解麦克斯韦速率分布律、速率分布函数和速率分布曲线的物理意义.会计算气体分子热运动的三种统计速度.

五

了解气体分子平均碰撞次数和平均自由程的概念和公式.热学教学基本要求三了解自由度概念，理解能量均分定理13二、基本内容1、理想气体压强公式或2、理想气体温度公式3、能量按自由度均分定理理想气体内能任一自由度平均能量二、基本内容1、理想气体压强公式或2、理想气体温144、麦克斯韦速率分布

（1）分布函数（2）分布函数物理意义及分布曲线的物理意义。(３)三种统计速率22232)2(4)(vekTmNdvdNvfkTmv-==pp8mT或Tmvpvv2、、OT1vp1v4、麦克斯韦速率分布（1）分布函数（2）分布函数物理155、平均碰撞次数和平均自由程5、平均碰撞次数和平均自由程16

一

掌握内能、功和热量等概念.理解准静态过程.

二

掌握热力学第一定律，理解理想气体的摩尔定体热容、摩尔定压热容，能分析计算理想气体在等体、等压、等温和绝热过程中的功、热量和内能的改变量.

热学教学基本要求一掌握内能、功和热量等概念.17

三

理解循环的意义和循环过程中的能量转换关系，能够计算卡诺循环和其它简单循环的效率.

四理解可逆过程和不可逆过程，了解热力学第二定律和熵增加原理.END热学教学基本要求三理解循环的意义和循环过程中的能18二、基本内容1、功、热量、内能2、热力学第一定律及其应用(过程量)(过程量)(状态量)ò=PdVA()12TTCmMV-=ED等值过程中和的计算EQD,A()12TTQ-=二、基本内容1、功、热量、内能2、热力学第一定律及其应用(过19理想气体物态方程VpRMmT热力学第一定律QAEEAQ过程过程方程2p1T常量p1T1pT2V1T常量T1T21V2VppV常量1p1V22VpV常量g11pVgp22Vg0MmTCVMmTCVMmTCV00MmTCpMmTCVMmCTQMmTCVEpVdATTT21E2E1E2iRCVCpCVRgCVCppV或MmTR或MmRT1lnV21V1p1VlnV21VMmRT1lnV21V1p1VlnV21V或11pVp22Vg1等体等压等温绝热理想气体物态方程VpRMmT热力学第一定律QAEEAQ过程过203、热循环4、热力学第二定律的两种表述（1）正循环卡诺循环（2）逆循环卡诺逆循环1211QQQA-==h3、热循环4、热力学第二定律的两种表述（1）正循环卡诺循环（21克劳修斯“热量不能自动的从低温物体传向高温物体”开尔文“其唯一效果是热全部转变为功的过程是不可能的”5、可逆过程和不可逆过程6、熵增加原理

*孤立（或绝热）系统内部所发生的过程不可逆时，其熵增加；所发生的过程可逆时，其熵不变。*对于孤立系统内的各种可能状态而言，平衡态的熵最大。*自然过程方向沿着系统微观态增大，即分子运动更加无序的方向进行。克劳修斯“热量不能自动的从低温物体传向高温物体”开尔文22

一了解热辐射的两条实验定律：斯特藩-玻耳兹曼定律和维恩位移定律，以及经典物理理论在说明热辐射的能量按频率分布曲线时所遇到的困难.

理解普朗克量子假设.近代物理教学基本要求一了解热辐射的两条实验定律：斯特藩-玻耳兹曼定律和23

三了解康普顿效应的实验规律，以及光子理论对这个效应的解释.

理解光的波粒二象性.

二了解经典物理理论在说明光电效应的实验规律时所遇到的困难.

理解爱因斯坦光量子假设，掌握爱因斯坦方程.近代物理教学基本要求三了解康普顿效应的实验规律，以及光子理论对这个效应的24

五了解德布罗意假设及电子衍射实验.了解实物粒子的波粒二象性.理解描述物质波动性的物理量（波长、频率）和描述粒子性的物理量（动量、能量）之间的关系.

四理解氢原子光谱的实验规律及玻尔氢原子理论.近代物理教学基本要求五了解德布罗意假设及电子衍射实验.了解实物粒25

七了解波函数及其统计解释.了解一维定态的薛定谔方程，以及量子力学中用薛定谔方程处理一维无限深势阱等微观物理问题的方法.六理解一维坐标动量不确定关系.END近代物理教学基本要求七了解波函数及其统计解释.了解一维定态的薛26

黑体的单色辐出度M0(T)在温度一定时随波长的变化实验规律一黑体辐射的实验定律M0(T)l2200K2000K1800K1600K2)维恩位移律Tm=bb=2.897756×10-3m·K1)斯特藩-玻耳兹曼定律M(T)=T4=5.6710-8W/m2K4m

量子力学基础小结小结黑体的单色辐出度M0(T)在温度一定时随波长的变化27二普朗克量子假说

辐射黑体中分子和原子的振动可视为线性谐振子，这些线性谐振子可以发射和吸收辐射能。这些谐振子只能处于某些分立的状态，在这些状态下，谐振子的能量不能取任意值，只能是某一最小能量的整数倍对频率为

的谐振子,最小能量为:n为整数，称为量子数

称为能量子二普朗克量子假说辐射黑体中分子和原子的振动可视为线28三光电效应1爱因斯坦光量子假说1）一束光是一束以光速运动的粒子流，这些粒子称为光子（光量子）2）每个光子的能量2爱因斯坦光电效应方程A为该金属材料的逸出功根据能量守恒当频率为光照射金属时，一个电子是整体吸收一个光子三光电效应1爱因斯坦光量子假说1）一束光是一束以光速运动29光子静止质量:光子的能量：4光的“波粒二象性”3光子的能量、质量与动量光子的动量：光子静止质量:光子的能量：4光的“波粒二象性”3光子的能30四康普顿效应e碰撞过程中能量守恒碰撞过程中动量守恒康普顿散射波长四康普顿效应e碰撞过程中能量守恒碰撞过程中动量守恒康31（1）定态假设：原子系统只能处在一系列具有不连续能量的状态，在这些状态上电子虽然绕核做园周运动但并不向外辐射电磁波。这些状态称为原子系统的稳定状态（简称定态）。

（2）角动量量子化条件：在这些稳定状态下电子绕核运动的轨道角动量的值，必须为h/2

的整数倍，是不连续的，即有：（3）跃迁假设：

电子从一个能量为En

稳定态跃迁

到另一能量为Ek稳定态时，要吸收或发射一个频率为的光子，有：这些定态的能量：——辐射频率公式五玻尔氢原子量子论1玻尔的三条基本假设（1）定态假设：原子系统只能处在一系列具有不连续能量的状态，322氢原子轨道半径玻尔半径3能量的计算基态能量能量是量子化的2氢原子轨道半径玻尔半径3能量的计算基态能量能量是量334氢原子光谱的理论解释4氢原子光谱的理论解释34

不仅光具有波粒二象性，一切实物粒子(如电子、原子、分子等)也都具有波粒二象性;具有确定动量P和确定能量E的实物粒子相当于频率为和波长为的波,二者之间的关系如同光子和光波的关系一样,满足：这种和实物粒子相联系的波称为德布罗意波或物质波。六德布罗意波

德布罗意公式不仅光具有波粒二象性，一切实物粒子(如电子、原351位置与动量的不确定性关系2

能量与时间的不确定性关系七不确定性关系1位置与动量的不确定性关系2能量与时间的不确定性关系七361在双缝干涉实验中，波长为550nm的单色平行光垂直入射到缝间距a＝2×10-4m的双缝上，屏到双缝的距离D＝2m．求：

(1)中央明纹两侧的两条第10级明纹中心的间距；(2)用一厚度为e＝6.6×10-5m、折射率为n＝1.58的玻璃片覆盖一缝后，零级明纹将移到原来的第几级明纹处？(1nm=10-9m)（答案：0.11m；零级明纹移到原第7级明纹处）1在双缝干涉实验中，波长为550nm的单色平行光垂直入射到37一衍射光栅，每厘米200条透光缝，每条透光缝宽为a=2×10-3cm，在光栅后放一焦距f=1m的凸透镜，现以波长为600nm(1nm=10-9m)的单色平行光垂直照射光栅，求：

(1)透光缝a的单缝衍射中央明条纹宽度为多少？

(2)在该宽度内，有几个光栅衍射主极大？（答案：0.06m；5个光栅衍射主极大）一衍射光栅，每厘米200条透光缝，每条透光缝宽为a=2×1038两个偏振片P1、P2叠在一起，其偏振化方向之间的夹角为30°．一束强度为I0的光垂直入射到偏振片上，已知该入射光由强度相同的自然光和线偏振光混合而成，现测得连续透过两个偏振片后的出射光强与I0之比为9/16，试求入射光中线偏振光的光矢量方向．（答案：与P1的偏振化方向平行）两个偏振片P1、P2叠在一起，其偏振化方向之间的夹角为30°391容器内装有氮气，温度为273k，压强为1.01*103。求：（1）气体分子的平均平动动能和转动动能各为多少？（2）容器单位体积内分子的总平动动能是多少？（3）若该气体有0.3mol,其内能是多少？1容器内装有氮气，温度为273k，压强为1.01*103。40

三

能分析杨氏双缝干涉和薄膜等厚干涉的光程差和干涉条纹的位置.

四了解迈克耳孙干涉仪的工作原理.波动光学教学基本要求三能分析杨氏双缝干涉和薄膜等厚干涉的光程差41

二理解用波带法来分析单缝的夫琅禾费衍射条纹分布规律的方法，会分析缝宽、位置及波长对衍射条纹分布的影响.

光的衍射一理解惠更斯－菲涅耳原理及它对光的衍射现象的定性解释.并理解与惠更斯原理的区别波动光学教学基本要求二理解用波带法来分析单缝的夫琅禾费衍射条纹42

三理解光栅衍射公式,

会确定光栅衍射谱线的位置，会分析光栅常数及波长对光栅衍射谱线分布的影响.

四了解衍射对光学仪器分辨率的影响.

五了解x

射线的衍射现象和布拉格公式的物理意义.波动光学教学基本要求三理解光栅衍射公式,会确定光栅衍射谱线的位43光的偏振

一

理解自然光与偏振光的区别.二理解布儒斯特定律和马吕斯定律.三了解双折射现象.四了解线偏振光的获得方法和检验方法.

END波动光学教学基本要求光的偏振一理解自然光与偏振光的区别.END波动光442、相邻明（暗）条纹的间距

1、明、暗条纹的位置

暗纹

明纹波动光学总结一、杨氏双缝干涉实验2、相邻明（暗）条纹的间距1、明、暗条纹的位置暗纹明45二、薄膜干涉：减弱加强加强减弱

折射率单调变化

若则二、薄膜干涉：减弱加强加强减弱折射率单调变化461、劈尖干涉明暗三、劈尖干涉牛顿环n

(1)相邻明（暗）纹间距

(2)

细丝直径b1、劈尖干涉明暗三、劈尖干涉牛顿环n(1)相邻明（暗47明暗三牛顿环Rr明暗明暗三牛顿环Rr明暗48(暗纹中心)(其余明纹中心)

个半波带

个半波带中央明纹中心四、单缝衍射：中央其余

暗纹

明纹(暗纹中心)(其余明纹中心)个半波带491、光栅衍射主极大（主明纹)#3、光栅衍射暗纹#4、缺级五、光栅衍射#2、屏上出现主明纹的最高级次#缺级：1、光栅衍射主极大50

部分偏振光:

入射为自然光+线偏振光叠加自然光入射偏振片偏振片线偏振光入射六、光的偏振——马吕斯定律

布儒斯特定律反射光为偏振光振动方向垂直入射面;折射光仍为部分偏振光.反射线与折射线垂直部分偏振光:入射为自然光+线偏振光叠加自然光入射偏51热学教学基本要求

一

了解气体分子热运动的图像.理解平衡态、平衡过程、理想气体等概念.

二

理解理想气体的压强公式和温度公式，能从宏观和微观两方面理解压强和温度的统计意义.热学教学基本要求一了解气体分子热运动的52

三了解自由度概念，理解能量均分定理，会计算理想气体的内能.

四

了解麦克斯韦速率分布律、速率分布函数和速率分布曲线的物理意义.会计算气体分子热运动的三种统计速度.

五

了解气体分子平均碰撞次数和平均自由程的概念和公式.热学教学基本要求三了解自由度概念，理解能量均分定理53二、基本内容1、理想气体压强公式或2、理想气体温度公式3、能量按自由度均分定理理想气体内能任一自由度平均能量二、基本内容1、理想气体压强公式或2、理想气体温544、麦克斯韦速率分布

（1）分布函数（2）分布函数物理意义及分布曲线的物理意义。(３)三种统计速率22232)2(4)(vekTmNdvdNvfkTmv-==pp8mT或Tmvpvv2、、OT1vp1v4、麦克斯韦速率分布（1）分布函数（2）分布函数物理555、平均碰撞次数和平均自由程5、平均碰撞次数和平均自由程56

一

掌握内能、功和热量等概念.理解准静态过程.

二

掌握热力学第一定律，理解理想气体的摩尔定体热容、摩尔定压热容，能分析计算理想气体在等体、等压、等温和绝热过程中的功、热量和内能的改变量.

热学教学基本要求一掌握内能、功和热量等概念.57

三

理解循环的意义和循环过程中的能量转换关系，能够计算卡诺循环和其它简单循环的效率.

四理解可逆过程和不可逆过程，了解热力学第二定律和熵增加原理.END热学教学基本要求三理解循环的意义和循环过程中的能58二、基本内容1、功、热量、内能2、热力学第一定律及其应用(过程量)(过程量)(状态量)ò=PdVA()12TTCmMV-=ED等值过程中和的计算EQD,A()12TTQ-=二、基本内容1、功、热量、内能2、热力学第一定律及其应用(过59理想气体物态方程VpRMmT热力学第一定律QAEEAQ过程过程方程2p1T常量p1T1pT2V1T常量T1T21V2VppV常量1p1V22VpV常量g11pVgp22Vg0MmTCVMmTCVMmTCV00MmTCpMmTCVMmCTQMmTCVEpVdATTT21E2E1E2iRCVCpCVRgCVCppV或MmTR或MmRT1lnV21V1p1VlnV21VMmRT1lnV21V1p1VlnV21V或11pVp22Vg1等体等压等温绝热理想气体物态方程VpRMmT热力学第一定律QAEEAQ过程过603、热循环4、热力学第二定律的两种表述（1）正循环卡诺循环（2）逆循环卡诺逆循环1211QQQA-==h3、热循环4、热力学第二定律的两种表述（1）正循环卡诺循环（61克劳修斯“热量不能自动的从低温物体传向高温物体”开尔文“其唯一效果是热全部转变为功的过程是不可能的”5、可逆过程和不可逆过程6、熵增加原理

*孤立（或绝热）系统内部所发生的过程不可逆时，其熵增加；所发生的过程可逆时，其熵不变。*对于孤立系统内的各种可能状态而言，平衡态的熵最大。*自然过程方向沿着系统微观态增大，即分子运动更加无序的方向进行。克劳修斯“热量不能自动的从低温物体传向高温物体”开尔文62

一了解热辐射的两条实验定律：斯特藩-玻耳兹曼定律和维恩位移定律，以及经典物理理论在说明热辐射的能量按频率分布曲线时所遇到的困难.

理解普朗克量子假设.近代物理教学基本要求一了解热辐射的两条实验定律：斯特藩-玻耳兹曼定律和63

三了解康普顿效应的实验规律，以及光子理论对这个效应的解释.

理解光的波粒二象性.

二了解经典物理理论在说明光电效应的实验规律时所遇到的困难.

理解爱因斯坦光量子假设，掌握爱因斯坦方程.近代物理教学基本要求三了解康普顿效应的实验规律，以及光子理论对这个效应的64

五了解德布罗意假设及电子衍射实验.了解实物粒子的波粒二象性.理解描述物质波动性的物理量（波长、频率）和描述粒子性的物理量（动量、能量）之间的关系.

四理解氢原子光谱的实验规律及玻尔氢原子理论.近代物理教学基本要求五了解德布罗意假设及电子衍射实验.了解实物粒65

七了解波函数及其统计解释.了解一维定态的薛定谔方程，以及量子力学中用薛定谔方程处理一维无限深势阱等微观物理问题的方法.六理解一维坐标动量不确定关系.END近代物理教学基本要求七了解波函数及其统计解释.了解一维定态的薛66

黑体的单色辐出度M0(T)在温度一定时随波长的变化实验规律一黑体辐射的实验定律M0(T)l2200K2000K1800K1600K2)维恩位移律Tm=bb=2.897756×10-3m·K1)斯特藩-玻耳兹曼定律M(T)=T4=5.6710-8W/m2K4m

量子力学基础小结小结黑体的单色辐出度M0(T)在温度一定时随波长的变化67二普朗克量子假说

辐射黑体中分子和原子的振动可视为线性谐振子，这些线性谐振子可以发射和吸收辐射能。这些谐振子只能处于某些分立的状态，在这些状态下，谐振子的能量不能取任意值，只能是某一最小能量的整数倍对频率为

的谐振子,最小能量为:n为整数，称为量子数

称为能量子二普朗克量子假说辐射黑体中分子和原子的振动可视为线68三光电效应1爱因斯坦光量子假说1）一束光是一束以光速运动的粒子流，这些粒子称为光子（光量子）2）每个光子的能量2爱因斯坦光电效应方程A为该金属材料的逸出功根据能量守恒当频率为光照射金属时，一个电子是整体吸收一个光子三光电效应1爱因斯坦光量子假说1）一束光是一束以光速运动69光子静止质量:光子的能量：4光的“波粒二象性”3光子的能量、质量与动量光子的动量：光子静止质量:光子的能量：4光的“波粒二象性”3光子的能70四康普顿效应e碰撞过程中能量守恒碰撞过程中动量守恒康普顿散射波长四康普顿效应e碰撞过程中能量守恒碰撞过程中动量守恒康71（1）定态假设：原子系统只能处在一系列具有不连续能量的状态，在这些状态上电子虽然绕核做园周运动但并不向外辐射电磁波。这些状态称为原子系统的稳定状态（简称定态）。

（2）角动量量子化条件：在这些稳定状态下电子绕核运动的轨道角动量的值，必须为h/2

的整数倍，是不连续的，即有：（3）跃迁假设：

电子从一个能量为En

稳定态跃迁

到另一能量为Ek稳定态时，要吸收或发射一个频率为的光子，有：这些定态的能量：——辐射频率公式五玻尔氢原子量子论1玻尔的三条基本假设（1）定态假设：原子系统只能处在一系列具有