大學物理下冊公式大全

2022-10-01 08:06:06 字數 3521 閱讀 3264

1. 定義:

=/q0 單位:n/c =v/m

b=fmax/qv;方向,小磁針指向(s→n);單位:特斯拉(t)=104高斯(g)

①和:=q(+×)洛侖茲公式

②電勢:

電勢差: 電動勢:()

③電通量:磁通量:磁通鏈:φb=nφb單位:韋伯(wb)

θ ⊕

-q +q

s④電偶極矩: =q磁矩: =i=is

⑤電容:c=q/u 單位:法拉(f)

*自感:l=ψ/i單位:亨利(h)

*互感:m=ψ21/i1=ψ12/i2 單位:亨利(h)

⑥電流:i =; *位移電流:id =ε0 單位:安培(a)

⑦*能流密度:

2. 實驗定律

1 庫侖定律:②畢奧—沙伐爾定律:③安培定律:d=i×

④電磁感應定律:ε感= – 動生電動勢:

感生電動勢:(i為感生電場)

*⑤歐姆定律:u=ir(=ρ)其中ρ為電導率

3. *定理(麥克斯韋方程組)

電場的高斯定理: (靜是有源場)

感是無源場)

磁場的高斯定理: (穩是無源場)

感是無源場)

電場的環路定理: (靜電場無旋)

感生電場有旋;變化的磁場產生感生電場)

安培環路定理: (穩恆磁場有旋)

變化的電場產生感生磁場)

4. 常用公式

①無限長載流導線: 螺線管:b=nμ0i

2 帶電粒子在勻強磁場中:半徑週期

磁矩在勻強磁場中:受力f=0;受力矩

③電容器儲能:wc=cu2 *電場能量密度:ωe=ε0e2 電磁場能量密度:ω=ε0e2+b2

*電感儲能:wl=li2 *磁場能量密度:ωb=b2 電磁場能流密度:s=ωv

4 *電磁波:c==3.0×108m/s 在介質中v=c/n,頻率f=ν=

1. 定義和概念

簡諧波方程: x處t時刻相位

振幅ξ=acos(ωt+φ-2πx/λ) 簡諧振動方程:ξ=acos(ωt+φ)

波形方程:ξ=acos(2πx/λ+φ′)

相位φ——決定振動狀態的量

振幅a——振動量最大值決定於初態 x0=acosφ

初相φ——x=0處t=0時相位 (x0,v0) v0= –aωsinφ

頻率ν——每秒振動的次數

圓頻率ω=2決定於波源如: 彈簧振子ω=

週期t——振動一次的時間單擺ω=

波速v——波的相位傳播速度或能量傳播速度。決定於介質如: 繩v= 光速v=c/n

空氣v=

波的干涉:同振動方向、同頻率、相位差恆定的波的疊加。

光程:l=nx(即光走過的幾何路程與介質的折射率的乘積。

相位突變:波從波疏媒質進入波密媒質時有相位π的突變(折合光程為λ/2)。

拍:頻率相近的兩個振動的合成振動。

駐波:兩列完全相同僅方向相反的波的合成波。

都卜勒效應:因波源與觀察者相對運動產生的頻率改變的現象。

衍射:光偏離直線傳播的現象。

自然光:一般光源發出的光

偏振光(亦稱線偏振光或稱平面偏振光):只有乙個方向振動成份的光。

部分偏振光:各振動方向概率不等的光。可看成相互垂直兩振幅不同的光的合成。

2. 方法、定律和定理

ox1 旋轉向量法:

aa1a2

如圖,任意乙個簡諧振動ξ=acos(ωt+φ)可看成初始角位置為φ以ω逆時針旋轉的向量在x方向的投影。

相干光合成振幅:

a=其中:δφ=φ1-φ2–(r2–r1)當δφ=

當φ1-φ2=0時,光程差δ=(r2–r1)=

2 惠更斯原理:波面子波的包絡面為新波前。(用來判斷波的傳播方向)

i1i2 馬呂斯定律

3 菲涅爾原理:波面子波相干疊加確定其後任一點的振動。

4 *馬呂斯定律:i2=i1cos2θ

5 *布儒斯特定律:

ipn1ip+γ=90°

n2布儒斯特定律

當入射光以ip入射角入射時則反射光為垂直入射面振動的完全偏振光。ip稱布儒斯特角,其滿足:

tg ip = n2/n1

3. 公式

振動能量:ek=mv2/2=ek(t) e= ek +ep=ka2/2

ep=kx2/2= (t)

*波動能量: i=∝a2

*駐波:

l波節間距d=λ/2

基波波長λ0=2l

基頻:ν0=v/λ0=v/2l;

諧頻:ν=nν0

*都卜勒效應:

機械波(vr——觀察者速度;vs——波源速度)

對光波其中vr指光源與觀察者相對速度。

y楊氏雙縫: dsinθ=kλ(明紋)

sinθ≈y/d

條紋間距δy=d/λd

af單縫衍射(夫琅禾費衍射):

sinθ=kλ(暗紋)

sinθ≈y/f

瑞利判據:

θmin=1/r =1.22λ/d(最小分辨角)

f光柵:

dsinθ=kλ(明紋即主極大滿足條件)

tgθ=y/f

d=1/n=l/n(光柵常數)

薄膜干涉:(垂直入射)

1 2123

δ反=2n2t+δ0 δ0= 0 中

2 極

增反:δ反=(2k+1)λ/2

增透:δ反=kλ

(一)量子力學

1. 蒲朗克提出能量量子化:ε=hν(最小乙份能量值)

2. 愛因斯坦提出光子假說:光束是光子流。

光電效應方程:hν=mv2+a 其中: 逸出功a=hν0(ν0紅限頻率)

最大初動能mv2=eua(ua遏止電壓)

3. 德布羅意提出物質波理論:實物粒子也具有波動性。

則實物粒子具有波粒二象性:ε=hν=mc2 對比光的二象性: ε=hν=mc2

p=h/λ=mvp=h/λ=mc

注:對實物粒子: >0且ν≠c/λ亦ν≠v/λ;而對光子:m0=0且ν=c/λ

4.海森伯不確定關係: δxδpx≥h/4π δtδe≥h/4π

波函式意義: =粒子在t時刻r處機率密度。

歸一化條件: ψ的標準條件:連續、有限、單值。

(二)狹義相對論:

1.兩個基本假設:①光速不變原理:真空中在所有慣性系中光速相同,與光源運動無關。

狹義相對性原理:一切物理定律在所有慣性系中都成立。

2.洛侖茲變換:

系→σ系系→σ』系

x=γ(x』+vtx』=γ(x - vt)

y=yy』=y

z=zz』=z

t=γ(t』+vx』/c2t』=γ(t-vx/c2)

其中:因v總小於c則γ≥0所以稱其為膨脹因子;稱β=為收縮因子。

3.狹義相對論的時空觀:

①同時的相對性:由δt=γ(δt』+vδx』/c2),δt』=0時,一般δt≠0。稱x』/c2為同時性因子。

②運動的長度縮短:δx=δx』/γ≤δx′

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