大学物理总复习

一.平衡态定义：在不受外界影响的条件下,对一个孤立系统,经过足够长的时间后系统达到一个宏观性质不随时间变化的状态.第十一章气体动理论二.准静态过程:每一微小过程均是平衡过程三.理想气体状态方程:

分子数密度

玻耳兹曼常数P-V

图通常还画P-T、P-VT-V、T–E图PVPV图上一个点代表一个平衡态一条线代表一个准静态过程四.理想气体的微观模型1.质点3.除碰撞外，分子间无相互作用:f=02.完全弹性碰撞此外，重力可忽略!五.两条统计假设1.分子在各处分布的等概率假设无外场时，分子在各处出现的概率相同。结果：即平衡态时，分子数密度处处相同。或者说,处于平衡态，容器中任一处气体分子的数密度不比其它处占优。2.分子速度分布的等概率假设

速度取向各方向等概率,即气体分子沿任一方向的运动不比其它方向占优.结果：六.气体分子运动论的压强公式

压强：大量分子碰撞单位面积器壁时，在垂直器壁方向上的平均作用力.系统：理想气体平衡态忽略重力.分子的平均平动动能与分子种类无关七.温度的统计意义

1.温度是大量分子的集体行为。是统计的结果

(N--数目少无意义)2.物理意义温度是分子热运动剧烈程度的量度。单原子分子双原子分子多原子分子理想气体分子为刚性分子八.气体分子自由度九.能量按自由度均分原理表述:在温度为T的平衡态下,物质(汽液固)分子每个自由度具有相同的平均动能由能均分原理可得：平衡态下

每个分子的平均动能

每个分子的总平均能量理想气体为刚性分子的平均能量只包括平均动能

十.理想气体的内能内能定义:系统内,所有分子平均动能和分子间作用的平均势能之总合。对于理想气体分子间作用力所以分子间作用势能之和为零内能为

常温下ν

mol理想气体的内能单位速率间隔内的分子数占总分子数的百分比间隔内的分子数占总分子数的百分比分子速率在附近分子速率在1）f(v)的意义十一.麦克斯韦速率分布函数f(v)

间隔内的分子数分子速率在归一性质2）f(v)的性质o曲线下面积恒为13)

三种速率f(v)v十二.气体分子的平均自由程和平均碰撞频率理论公式表明，温度一定时一.热力学第一定律若加一些条件若为准静态若为理想气体若理气准静态适用一切过程一切系统初末态是平衡态第十二章过程特征过程方程吸收热量对外做功内能增量等体等压等温二.理想气体在各种过程中的重要公式过程特征过程方程吸收热量对外做功内能增量绝热有关公式单原子分子双原子分子多原子分子(1).热机循环目的：吸热对外作功1)PV

图正2)热流图高温热源低温热源3)指标-效率(2).制冷循环目的：通过外界作功从低温热源吸热1)

PV

图逆2)热流图高温低温3)制冷系数><三.循环过程四.卡诺循环只与两个恒温热源交换能量的无摩擦的准静态循环过程.PV图过程由两条绝热线和两条等温线组成卡诺热机效率卡诺制冷机制冷系数五.卡诺定理(1)在相同的热源和相同的低温热源之间工作的一切可逆热机,不论用什么工质,其效率均相等:(2)在相同的热源和相同的低温热源之间工作的一切不可逆热机,不论用什么工质,其效率不可能大于可逆热机的效率.即六.热力学第二定律的宏观表述1.克劳修斯(Clisuis)表述：热量不能自动地从低温物体传向高温物体。2.开尔文（Kelvin)表述：其唯一效果是热全部转变成功的过程是不可能发生的(或第二类永动机是不可能造成的；或单热源热机是不可能造成的。)(制冷机)(热机)一、简谐振动1.特征方程2.位移3.速度4.加速度第十三章5.旋转矢量6.振幅和初相的确定称为初始条件7.简谐振动的能量简谐振动系统在振动过程中总机械能是守恒的.以弹簧振子为例:振子质量为,劲度系数为(1)动能:(2)势能:(3)总能:二、振动的合成1.同频、同方向振动合成矢量图解法讨论：t=0时旋转矢量图同相在一般情况下，

求解同频率,同方向谐振动合成问题,利用t=0时刻的旋转矢量图求解较为方便。t=0时旋转矢量图反相2.两频率相近的同方向振动的叠加——拍同相情况反相情况3.同频垂直振动一般情况轨道为椭圆.4.不同频率垂直振动的合成——利萨如图一、波动——振动的传播1.波动形成的条件----波源与媒质(介质)2.描述波动性的几个物理量频率：波的频率就是波源的振动频率。周期T：振动相位增加2所需要的时间。圆频率：单位时间内振动相位的增加。波长：一个周期内振动状态传播的距离。或者说，同一波线上相位差为的两点间的距离。相速(波速)u：振动状态传播的速度。第十四章3.平面简谐波

取负号朝+x方向传播；取正号朝-x方向传播。沿传播方向看去，相位逐点落后。同一波线上相距的两点相位差：

质元dm的总机械能为：二、波的能量一维简谐波表达式为：波的能量密度:波的平均能量密度：

两相干波在交叠区有些地方振动加强，有些地方振动减弱的现象称为波的干涉。1.波的干涉

频率相同、振动方向相同、有固定相位差的两个波源发出的简谐波称之为相干波。(1).相干波(2).波的干涉(相干波的叠加)

两列波相互独立传播,在两波相遇处质元的位移为各列波单独传播时在该处引起的位移的矢量和.即为各列波在该处引起振动的合成.三、波的叠加原理3.干涉加强与减弱的条件:一般情况，Δ任意则是波从两波源到P点的传播路程之差，称为波程差。在这种情况下，相长或相消干涉的条件为（1）在Δr=kλ（k=0,1,2···)处,相长干涉（k=0,1,2···)处,相消干涉（2）在（2）在驻波中，能量不断由波节附近逐渐集中到波腹附近，再由波腹附近逐渐集中到波节附近，但始终只发生在相邻的波节和波腹之间；在驻波中不断进行着动能和势能之间的相互转换，以及在波节和波腹之间的不断转移，然而在驻波中却没有能量的定向传递。（1）在驻波中，各质点的振幅各不相同，振幅最大的点称为波腹，振幅最小的点称为波节。

4.驻波:驻波是由振幅相同，传播方向相反的两列相干波叠加而成，它是一种特殊的干涉现象。※

驻波的特点

（3）两相邻波节之间的各质元具有相同的相位，它们同时达到各自的最大值，又同时达到各自的最小值；而每一波节两侧各质元的振动相位相反。即:相邻波节之间同相位，波节两侧反相位。全波反射：反射波的相位与入射波相同。半波反射：反射波的相位与入射波相反。★光的干涉第十五章一、光程和光程差1.光程:光在折射率为n的介质中走过的路程r与折射率n的乘积nr.2.光程差:两束光的光程之差二、光的干涉

1.相干光和相干条件若两列光波为同频率、同振动方向、周相差恒定，则这两列光波为相干光。这是出现干涉现象的必要条件称之为相干条件。2.取得相干光的方法通常有：分波前法和分振幅法同初相位的相干光源三、杨氏干涉（分波前干涉）1.条纹中心4.相位差和光程差之间的关系λ为光在真空中的波长明纹暗纹3.干涉加强与减弱条件2.条纹的间隔四、薄膜干涉（分振幅干涉）☆出现奇数次半波损失出现偶数次半波损失1.等倾干涉明纹暗纹l2.等厚干涉明纹暗纹

条纹特点:

仅由等厚线决定，等厚条纹正是由此而得名。①劈尖干涉明纹暗纹相邻两条明纹之间的厚度差：相邻两条明纹之间的距离：对于空气劈尖,注意：研究干涉的重点是光程差δ的分析。分析光程差δ时一定要注意半波损失是否存在。②牛顿环明环半径暗环半径明环半径暗环半径空气牛顿环,一、单缝夫琅禾费衍射★光的衍射注意：中央明纹暗纹明纹中央明纹范围：中央明纹的角宽与线宽

角宽指该亮纹两侧的相邻两个暗纹中心对透镜光心所张的角度。中央明纹的角宽度:中央明纹的线宽度:

相邻两衍射条纹间距条纹在接收屏上的位置暗纹中心明纹中心★k级明纹宽度:介于k级和(k+1)暗纹之间.k级明纹的角宽度:k级明纹的线宽度:即其它各级明条纹的宽度为中央明条纹宽度的一半。二、圆孔的夫琅禾费衍射艾里斑半角宽度:三、光栅衍射光栅方程：光学仪器的最小分辨角:光学仪器的分辨率(分辨本领)R:缺级：k级主极大缺级光栅常数:a为透光部分b为不透光部分主极大明纹最高级数起偏和检偏线偏振光光的偏振自然光线偏振光线偏振光PA起偏振器BP检偏振器透振方向透振方向入射自然光光强sI出射线偏振光光强I02sIsII0I0入射线偏振光光强I0I起偏振过程（起偏）出射线偏振光光强I??检偏振过程（检偏）马吕斯定律0Icosθ2IAABBθOEEE矢量能通过BP