大學物理期末複習重點
一、電磁感應
◆ 法拉第電磁感應定律:
◆ 感應電流: nt
◆ 感應電荷:
◆ ◆ 動生電動勢:
(僅由導體在磁場中運動而產生的感應電動勢稱為動生電動勢,產生動生電動勢的非靜電力為洛倫茲力)。
◆ 感生電動勢和感生電場(渦旋電場)
僅由磁場變化在迴路中產生的感應電動勢稱為感生電動勢,產生感生電動勢的非靜電場是感生電場(渦旋電場)的場強er,因此,感生電動勢為:
◆ 麥克斯韋用場的觀點總結了電磁學的全部定律,並且為完善這些定律提出了渦旋電場和位移電流假說,將電磁場的基本規律概括為一組完整的方程式即麥克斯韋方程組,建立了電磁場理論和預言電磁波的存在。
二、振動學
◆ 簡諧振動的特徵和判斷
1、動力學特徵
(1)受力:
(2)運動微分方程:
2、運動學特徵
(1)(2)
◆ 簡諧振動的描述
1、簡諧振動的特徵量
(1)振幅a
, (2)圓頻率:
(3)初相位(t=0時刻系統狀態)
, (4)週期和頻率:,
2、簡諧振動的三種描述方法
(1)解析法
解析函式:
(2)旋轉向量法
簡諧振動振幅:a 數值上旋轉向量a的長度
簡諧振動圓頻率ω 數值上旋轉向量a的角速度
t時刻振動相位數值上t時刻a與x軸正向夾角
初相位φ 數值上t=0時刻a與x軸正向夾角
3、簡諧振動的能量
4、兩個同方向同頻率簡諧振動的合成
5、根據已知條件:判斷簡諧振動的方程和狀態(質點位置和速度)
例:作簡諧振動的質點從某一位置到另一位置所需的最短時間.
根據已知條件,畫旋轉向量圖:
轉過的角度:δφ=ωδt
若已知質點振動的週期:ω=2π/t
例9-4(p288)
三、波動學
1、波的描述
(1)波的特徵量:波的頻率、波長、波速
(2)幾何描述:波線、波面、波前(波陣面)、惠更斯原理
(3)平面簡諧波波函式:
(4)波動傳播過程的物理實質
2、波的能量(注意:與振動不同)
3、波的疊加
(1)疊加原理,(2)波的干涉(相干條件,干涉加強和減弱的條件)
4、平面簡諧波波函式(標準形式:或(根據已知條件,寫出波函式)(例10-1,10-2)
(1)簡諧波特徵(波動傳播過程的物理實質
(2)波線上同一時刻任意兩點之間的相位關係:
(3)同一質點在兩不同時刻的相位差:
(4)根據簡諧波函式,確定波的引數(振幅、頻率、波長)
*例:已知平面簡諧波某時刻的波型,寫出該波的表示式(波函式)
利用已知條件,根據相關參量定義和關係:, u=λν
根據波函式標準形式(上面表述):寫出表示式
四、波動光學
1、光的相干性
(1)普通光源發光的特點,(2)相干光的獲得
2、光程與光程差
(1)l=nl
(2)光程差與相位差:,(兩相干光初相位相同)
(3)半波損失(發生條件,現象)
3、光的干涉:(概念闡述)
(1)干涉的加強減弱(明暗紋)條件
(2)楊氏雙縫干涉:
形狀:行於縫的直條紋;位置:(明紋中心),
(暗紋中心);間隔:
楊氏雙縫干涉實驗中,已知實驗裝置引數求解:入射光波長,當介質發生變化,引起干涉條紋的變化,介質的折射率。(參考練習:11-9)
(3)薄膜干涉(分振幅):等厚干涉:劈尖(折射率為n,置於空氣中,平行光垂直入射)形狀、位置、兩相鄰條紋對應的劈尖厚度差、間隔。
牛頓環:條紋分布規律:形狀、位置(明暗環半徑)(閱讀教材有關內容)
薄膜干涉:相位差:, 光程差: (注意是否有半波損失)
*例:薄膜干涉,已知薄膜厚度、並且薄膜和上下介質的折射率的關係,確定經薄膜上下表面反射的兩束相干在相遇點的相位差:(考慮是否有半波損失)
(光程差)。
4、光的衍射(概念闡述)
(1)惠更斯-菲涅耳原理
(2)單縫夫琅禾費衍射
形狀:與縫平行的直條紋;位置:(**零級明紋)
(k=1,2,……)
注意:衍射角和縫寬、入射光波長的關係。
條紋寬度:
**明紋:
其它明紋:
(3)光柵的衍射:
機理:光柵衍射條紋的形成是每一縫的單縫衍射與各縫之間多光束干涉的綜合效應-明紋的位置由多光束干涉的主極大條件決定,明紋的光強分布受單縫衍射光強分布的調製。
光柵方程:波長為λ的單色光垂直入射到光柵常數為d的光柵上時,主極大明紋中心位置為:
五、光的偏振
1、偏振光:完全偏振光,部分偏振光
2、起偏和檢偏:偏振片,偏振化方向
3、馬呂斯定律:
六、近代物理
1、蒲朗克能量子假設
2、光電效應
2011/12/19星期一大學物理課:光的偏振與近代物理授課內容;
1、 自然光和偏振光
橫波和縱波的區別:引入偏振性概論
光是電磁波,實驗指出光是一種橫波,普通光源沒有發現偏振性?
光波的e振動和h振動:能引起感光和生理作用的是e振動-光向量,e振動為光振動。
◆ 將自然光分解為兩個等幅的、互相垂直的獨立分振動來表示自然光。
◆ 線偏振光-偏振光;部分偏振光。
◆ 起偏和檢偏。
馬呂斯定律:
反射和折射時光的偏振:布儒斯特定律:
i0:起偏振角或布儒斯特角,當入射角等於起偏角i0時,反射光線和折射光線互相垂直。
例:p380(習題11-32)兩偏振片平行放置,使它們的偏振化方向間夾角為600(1)自然光垂直偏振片入射時,其透射光強與入射光強之比是多少?(不計偏振片的吸收)(2)若在兩偏振片間平等地插入另一偏振片,使其偏振化方向與前兩個偏振片均成300角,則透射光強與入射光強之比是多少?
解:設自然光光強為i0,經過第一塊偏振片後出射光強應為1/2 i0,由馬呂斯定律:
(1)經第2塊偏振片後,透射光強:i=
(2)插入另一片偏振片後,經第2塊偏振片的出射光強
再經過第3片偏振片後,透射光強
得: 練習11-35(p380)
一束太陽光以某一入射角射到平板玻璃上,這是反射光為線偏振光,折射角為32度,求(1)入射角(2)玻璃折射率
解:由布儒斯特定律:,i+r=90,所以i=90-32=58, n2=tan58=1.6
如果,入射光由玻璃再射入另一種介質,反射光也是線偏振光,可以求另一介質的折射率。
近代物理:
1、量子論:
2、黑體模型,黑體輻射定律。
3、經典物理的困難:維恩公式(適合短波區)、瑞利-金斯公式(適合長波區)「紫外空難」
4、蒲朗克能量子假設:用實驗方法修改了瑞利-金斯公式-蒲朗克公式:
能量子假設:(1)黑體的腔壁由無數帶電諧振子組成,它們不斷吸收並發射電磁波,與周圍電磁場交換能量;(2)頻率為ν的諧振子的能量只能取某些特定的分立值,即諧振子的能量ε是量子化的:
其中h=6.626×稱為蒲朗克常量。
(3)諧振子在與周圍電磁場交換能量時,能量的改變量也只可能是最小能量單元: 的整數倍,即ε,2ε,3ε, ……。最小能量單元稱為能量子
5、光電效應和愛因斯坦光量子理論
(1)、光電效應:1、紅限頻率;2、光電子的初動能與入射光頻率有關,而與入射光強度無關;3、只要入射光頻率大於紅限頻率,無論光強多弱,光電子的發射與光照射金屬表面幾乎是同時發生的,滯後時間小於10-9s
(2)光子理論:(光子),(一束光的光強)
光電效應方程:
例:一質點沒x軸作簡諧振動,a=0.12m,t=2s,初始條件:t=0時,x=0.06m,向x軸正方向運動。
質點的運動規律:x=0.12cos(πt-π/3)
t=0.5秒時,x=0.12cos(0.5π-π/3)= ,速度:
將裝置放入一均勻介質中(折射率發生變化,引起光程差發生變化從而導致干涉條紋發生變化有:(相鄰條紋間距公式),δ=kλ ,δδ=δkλ
大學物理複習
複習資料 1.豎直上拋一小球,設空氣阻力大小恆定。比較小球上公升到最高點的時間與下落到拋出點的時間,它們的關係應該是 a b c d 不能確定 2.一質點在平面上運動,已知質點位置向量的表示式為 其中a b為常量 則該質點做 a 勻速直線運動 b 變速直線運動 c 拋物線運動 d 一般曲線運動 3....
東北大學物理期末複習
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大學物理複習總結
1 20 證明 由得 即上式積分為 得2 18解 以飛機著地點為座標原點,飛機滑行方向為x軸正向,設飛機質量為m,著地後地面對飛機的支援力為n,所受摩擦力為f,空氣阻力為,重力為mg。對飛機應用牛頓第二定律列方程得 在豎直方向上 1 水平方向上 2 摩擦力 3 由 1 式 2 式和 3 式得 時,滑...