大学物理期末复习2013上

第一章质点运动学一参考系质点二位置矢量运动方程三位移一般四速度五加速度角加速度六圆周运动角速度加速度切向加速法向加速度沿切线方向指向圆心伽里略速度变换第二章牛顿定律要掌握牛顿定律的适用条件和应用。隔离物体受力分析；变力下的一维运动。动力学问题一般分为两类：（1）已知物体受力求其运动情况；（2）已知物体的运动情况来分析其所受的力。两类问题都是以加速度为中介，把动力学方程和运动学规律联系起来。第三章动量守恒和能量守恒定律一动量定理二动量守恒定律元功三功（J）四质点的动能定理

五质点系的动能定理做功只决定于物体的始末相对位置，而与路径无关的力。六保守力七势能八质点系的功能原理

九机械能守恒定律保守内力做功等于势能增量的负值第四章刚体转动一刚体定轴转动匀变速转动公式二转动定律力矩三转动惯量的方向与Z同向，M取为正，反之为负转动定律JJmdc=+2平行轴定理四质点的角动量LAvrmqxyzO五质点的角动量定理冲量矩六质点的角动量守恒定律当质点所受对参考点O合力矩为零时，质点对该参考点的角动量为一恒量m作圆周运动rmvoq×七刚体定轴转动的角动量八刚体定轴转动的角动量定理

当

M外z=0时，Jzw=const.九刚体定轴转动的角动量守恒定律十一转动动能十力矩作功十二刚体绕定轴转动的动能定理十三定轴转动的功能原理W外+W内非=（Ek2+Ep2）—（Ek1+Ep1）气体动理论一、理想气体压强的微观公式二、温度的微观统计意义在热平衡状态下，分子热运动的每一个自由度的平均动能都相等，在温度T下其数值为三、能量按自由度均分定理一摩尔理想气体的内能热力学基础一、理想气体物态方程二、功三、热量只与初、末态有关，与过程无关四、内能内能的变化：平衡态准静态过程热量是过程量>0表示系统从外界吸热；<0表示系统向外界放热。功是过程量内能是状态量五、热力学第一定律定体摩尔热容：六、热容定压摩尔热容：迈耶公式比热比理想气体内能变化与的关系七、绝热过程绝热方程绝热功八、循环过程热循环系统从高温热库吸热，对外做功，向低温热库放热热机效率制冷循环系统从低温热库吸热，接受外界做功，向高温热库放热致冷系数九、卡诺循环系统只和两个恒温热库进行热交换的准静态过程正循环效率逆循环致冷系数理想气体的几个重要热力学过程等体等温等压绝热V=恒量P=恒量T=恒量dQ=0熵不变过程特征过程方程内能增量系统做功吸收热量摩尔热容000循环过程热机效率热力学第二定律的克劳修斯表述：热量不能自动地由低温物体传向高温物体。热力学第二定律的开尔文表述：其唯一效果是热全部变成功的过程是不可能的。第二类永动机是不可能制造成功的。十、热力学第二定律1.各种自然的宏观过程都是不可逆的，且是相互沟通的。熵增加原理熵与热力学概率玻尔兹曼关系式熵孤立系统中的可逆过程,其熵不变;孤立系统中的不可逆过程,其熵增加。熵—状态函数S第五章静电场一、库仑定律由施力者指向受力者二、电场强度静止的试验电荷三、场强叠加原理四、电场强度通量五、高斯定理六、典型静电场球面内1、均匀带电球面球面外2、均匀带电球体球体内球体外3、无限长均匀带电直线方向垂直于带电直线4、均匀带电无限大平面方向垂直于带电平面七、静电场是保守场八、电势差电势P0点是电势零点点电荷的电势电势的叠加原理电荷连续分布的带电体的电势九、电场强度与电势关系第六章静电场中的导体和电介质一、导体的静电平衡条件导体表面外紧邻处表面导体是一个等势体二、静电平衡时的电荷分布三、计算有导体存在时的静电场分布问题的基本依据高斯定理、电势概念、电荷守恒、导体静电平衡条件四、电容器的电容1、平板电容器2、并联电容器组3、串联电容器组五、电容器的电能六、电介质对电容器的影响七、电介质中的场强八、电位移矢量各向同性、均匀电介质九、有介质时的高斯定理十、静电场的能量能量密度能量密度静电场的能量第七章恒定磁场1、电流密度2、电流强度3、电源电动势非静电力反抗静电力移动电荷做功，把其它形式的能量转换这电势能。一毕奥-萨伐尔定律载流长直导线的磁场圆形载流导线圆心处的磁场无限长载流螺线管中的磁场二磁偶极矩三运动电荷的磁场四磁场的高斯定理五安培环路定理第七章恒定磁场六Lorent公式七安培力八载流线圈受均匀磁场的力矩磁场中的磁介质定义顺磁质>>铁磁质抗磁质有介质时的环路定理第八章电磁感应电磁场结构框图法拉第电磁感应定律动生电动势、感生电动势自感互感麦克斯韦的两条假设涡旋电场位移电流经典电磁理论的基本方程磁场能量法拉第第八章电磁感应电磁场一法拉第电磁感应定律感应电动势的两种基本类型三感生电动势二动生电动势四自感五互感长直螺线管六电感储能七磁场能量密度八磁场的能量九位移电流

全电流安培环路定理位移电流密度全电流全电流安培环路定理振动简谐振动的特征方程旋转矢量法简谐振动的特征量o同方向同频率的简谐运动的合成合振动仍为简谐振动一.平面简谐波的波函数讨论:

沿+x方向传播的一维简谐波(u,

)假设:

媒质无吸收(质元振幅均为A)

x··xo任一点ｐ波速ｕ已知:原点O的振动表达式为振动表达式平面简谐波波函数p:

A,

均与O点的相同,但相位落后若波沿-x方向传播，则p点比o点超前波动二.简谐波表达式的物理意义从几方面讨论1.固定

x,(x=x0)称作角波数振动方程2.固定

t,(t=t0)波形方程ATAB3.表达式也反映了波是振动状态的传播y(x+

x,t+

t)=y(x,t)4.表达式还反映了波的时间、空间双重周期性T

时间周期性

空间周期性波程差：相位差：

x=u

t振动状态相同1.波长

:

两相邻同相点间的距离

波的频率

:

媒质质点(元)的振动频率3.波速u:

单位时间波所传过的距离波速ｕ又称相速度(相位传播速度)2.波的周期T

:波前进一个波长的距离所需要的时间即单位时间传过媒质中某点的波的个数波的特征量沿+x方向传播的平面简谐波沿-x方向传播波的传播是振动状态的传播振动方程波形方程已知任一位置振动方程则波动方程已知任一时刻波形方程则波动方程一、波的能量能流密度（波的强度）二、惠更斯原理

波的衍射能量密度平均能量密度能流平均能流三、波的干涉加强条件

=(

20-

10)-

=

2k

A=A1+A2减弱条件特例：

20=

10加强条件

=

(2k+1)

驻波两列相干波沿相反方向传播而叠加减弱条件

振幅：各处不等大，出现了波腹和波节半波损失反射点的相位跃变：光的相干性1、相干光的条件及获得相干光的方法分波面法分振幅法3、干涉明、暗条纹的条件2、光程、光程差相位跃变半波损失

暗纹中心

明纹中心xDdo4、双缝干涉讨论：条纹如何变化屏幕移近缝距变小波长变长光源不在双缝中心轴线上xDo普通光源：自发辐射x0xI

x1级明纹0级明纹-1级明纹2级明纹-2级明纹-----1级暗纹2级暗纹1级暗纹-2级暗纹L=nd

=L2-L1dn1n1n2>n1LP·面光源irBACD薄膜干涉找出相干的两束光确定干涉发生的地点计算光程差半波损失

d

n

n

n·A反射光2反射光1入射光(单色平行光垂直入射)(设n<

n

)A:1、2的光程差明纹：暗纹：劈尖（劈形膜）夹角很小的两个平面所构成的薄膜讨论

1）劈尖为暗纹.2）相邻明纹（暗纹）间的厚度差

bedkdk+1明纹暗纹3）条纹间距（明纹或暗纹）

bedkdk+1明纹暗纹

4）干涉条纹的移动每一条纹对应劈尖内的一个厚度，当此厚度位置改变时，对应的条纹随之移动.二.牛顿环

＿.S分束镜M显微镜o

erR·平晶平凸透镜

暗环o

牛顿环装置简图平凸透镜平晶光程差：(1)

(k=0,1,2,…)(2)

第k个暗环半径暗环：空气层明环：

(k=1,2,3…)环纹间距干涉级高的环间的间距小，即随着r的增加条纹变密.单缝衍射半波带法——暗纹——明纹(中心)

——中央明纹(中心)bθBA半波带半波带1λ/21′(2)夫琅禾费衍射光的衍射(1)菲涅耳衍射子波相干叠加3.条纹宽度1）中央明纹:λΔxI0x1x2衍射屏透镜观测屏Δx0

f

1角宽度线宽度衍射反比定律由暗纹位置当时，2）其他明纹(次极大)3）波长对条纹宽度的影响

波长越长，条纹宽度越宽4.缝宽变化对条纹的影响缝宽越小，条纹宽度越宽(衍射明显)∴几何光学是波动光学在

/b

0时的极限情形只显出单一的明条纹

单缝的几何光学像当时，四.干涉和衍射的联系与区别：衍射本质上是干涉衍射光强逐级减弱中央明纹宽度是其他明纹宽度两倍单缝衍射明、暗纹条件与干涉相反S装置和现象L1Ed中央明纹A.条纹特点：亮、细、疏.L2光栅1.光栅—大量等宽等间距的平行狭缝(或反射面)构成的光学元件。d透射光栅2.种类：d反射光栅3.光栅常数明纹位置相邻两缝间的光程差：光栅常数：光栅常数衍射角：透光部分的宽度：不透光部分的宽度二光栅衍射条纹的形成光栅的衍射条纹是衍射和干涉的总效果条纹最高级数讨论光强分布光栅中狭缝条数越多，明纹越亮；亮纹的光强：单缝光强）（：狭缝数，一定，减少，增大．一定，

增大，

增大．光栅常数越小，明纹越窄，明纹间相隔越远入射光波长越大，明纹间相隔越远入射光为白光时，不同，不同，按波长分开形成光谱.一级光谱二级光谱三级光谱三衍射光谱

偏振光（线偏振光）符号表示

部分偏振光：某一方向的光振动比与之垂直方向上的光振动占优势的光为部分偏振光.符号表示光振动只沿某一固定方向的光.振动面

起偏偏振片起偏与检偏

二向色性

:某些物质能吸收某一方向的光振动,而只让与这个方向垂直的光振动通过,这种性质称二向色性.

偏振片：涂有二向色性材料的透明薄片.

偏振化方向：当自然光照射在偏振片上时，它只让某一特定方向的光通过，这个方向叫此偏振片的偏振化方向.偏振化方向起偏器NM马吕斯定律（1880

年）检偏器起偏器NM马吕斯定律强度为的偏振光通过检偏振器后,出射光的强度为反射和折射光的偏振一.反射和折射时光的偏振