大学物理A2总复习.pptx

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1、大学物理A(2)总复习,磁学稳恒磁场，电磁感应,稳恒磁场:(1)稳恒电流产生的磁场；(2)磁场对电流的作用,电流,磁场,产生,毕奥-萨伐尔定律,不同载流体的磁场,运动电荷：,有限长载流直导线：,1)1，2 角,1指的是PO线与电流始端A的连线的夹角;,2指的是PO线与电流末端B的连线的夹角。,2)1，2 角的正负,从PO旋转到PA(或PB)旋转方向与电流方向相同为正，相反为负。,无限长载流直导线：,无限长载流平面,？,载流圆线圈轴线上：,方向沿轴线方向与电流流向成右螺旋。,载流圆线圈圆心上：,不完整的圆,带电圆盘,有限长直载流螺线管内部：,n为单位长度上的匝数,无限长直载流螺线管内部：,载流螺

2、绕环内部：,磁场,电流,作用,性质,高斯定理,安培环路定理,求磁感应强度,应用,磁场对电流的作用,洛伦兹力：,应用,速度选择器,回旋加速器,质谱仪,霍耳效应,带电粒子,安培定律：,载流导体,应用,载流直导线,任意载流导线,载流线圈,磁力的功：,应用,载流导线,载流线圈,磁介质,磁介质及其分类(r),磁化强度、磁化电流,有磁介质存在时的高斯定理,有磁介质存在时的安培环路定理,应用,电磁感应,法拉第电磁感应定律,楞次定律判断方向,求感应电动势,应用,感应电动势,动生电动势,感生电动势,自感和互感,自感系数,互感系数,计算方法？,磁场的能量,磁能密度,自感系数求解方法之一,位移电流,全电流时安培环路

3、定理：,磁场是全电流激发的总磁场,振动机械振动,简谐振动,只在弹性力或准弹性力(线性回复力)作用下发生的运动称为简谐振动。,在无外来强迫力作用下,质点离开平衡位置的位移是时间的正弦函数或余弦函数的直线运动是简谐振动。,简谐振动的运动状态,简谐振动的特征量,振幅 周期 相位,计算方法？,旋转矢量法,简谐振动的能量,简谐振动的合成,同频率同方向简谐振动的合成,代数法,矢量法,波动机械波、电磁波,简谐波,特征1：各点都在重复前一点的振动形式,特征3：具有相同的周期，振幅,特征2：沿波的传播方向，逐点相位推迟,特征4：传播的是能量和振动形式，而不是介质,波源作简谐振动，传播过程中不损耗能量的波,波动的

4、特征物理量,波长,周期T,频率,波速u,平面简谐波的波动方程,沿x 的正方向传播,沿x 的负方向传播？,平面简谐波波动方程的物理意义,当 x 固定时，波动方程表示该点的简谐振动方程，并给出该点与点O(x=0)振动的相位差。,波动方程,某点的简谐振动方程,?,任意两点相位差,任意两点距离,应用,当t一定时，波函数表示该时刻波线上各点相对其平衡位置的位移，即此刻的波形。,若 x,t 均变化，波函数表示波形沿传播方向的运动情况(行波)。,t时刻x处质点的振动状态，经t时间传到了x+ut处。,求两点间的位移、相位差,波的能量,平均能量密度,平均能流,能流密度(波的强度),波的叠加原理,波的干涉,相干条

5、件,振动减弱或加强判据,振动始终加强,振动始终减弱,波程差,驻波,振幅、频率、传播速度都相同的两列相干波，在同一直线上沿相反方向传播时叠加而形成的一种特殊的干涉现象。,驻波方程,(不考虑波源初相位),(考虑波源初相位),振幅特征,坐标x的函数(理解),波腹位置(振幅=2A),坐标：,波腹间距：,波节位置(振幅=0),坐标：,波节间距：,相位分布,两相邻波节之间的各点振动位相相同，在一个波节的两侧(相邻两段)的各振动点反位相。,能量特征,在两波节之间波段进行动能势能的转化，能量在波节与波腹之间转移;在一个波长范围内无能量流出或流入,入射波与反射波,半波损失,波从波疏媒质垂直入射到波密媒质反射波存

6、在半波损失,对于弦波：当反射点固定时，有半波损失 当反射点为自由，无半波损失,反射波方程,入射波方程,反射波方程,?,合成波方程,电磁波,电磁波的一般性质：,电磁波的电场和磁场都垂直于波的传播方向,三者相互垂直,并构成右手螺旋关系。电磁波是横波。沿给定方向传播的电磁波,E 和H 分别在各自平面内振动，这种特性称为偏振。E 和H 作周期性的变化，而且相位相同，同地同时达到最大，同地同时减到最小。任一时刻、空间任一点,E 和H 在量值上满足,电磁波的传播速度,单色光,复色光,相干条件:振动频率相同,振动方向相同,相位差恒定,光波的振动矢量用矢量表示,称为光矢量,或电矢量.,1=10 cos+10,

7、2=20 cos+20,=1+2+2 1 2 cos 20 10,干涉项,相干光获得方法:分波阵面法,分振幅法,相干叠加,光干涉问题的关键在于计算光程差,杨氏双缝波程差：,几何关系,干涉条纹明暗条件：,=2 2,=(2+1)2,条纹级数:=0,1,2,3,中央明纹:=0=0=0,条纹间距:=,白光入射后的现象,洛埃镜:将观察屏移至与反射镜接触，在接触处观察到是暗纹。,干涉条纹的一般条件：,对光干涉起决定作用的不是这两束光的几何路程之差，而是两者的光程差。,光程=,光程差=,定义：,物理含义,结论：对光干涉起决定作用的不是这两束光的几何路程之差，而是两者的光程差。,光程差计算相位差,透镜只能改变

8、光的传播方向而不会引起附加光程差。附加光程差(额外光程差)光疏到光密介质引起的半波损折射没有半波损失，反射可能有半波损失！分振幅法实现干涉时须考虑由半波损失引起的附加光程差当介质折射率依次增大或依次减小时无附加光程差,反射光光程差:=2 2 cos+=2 2 2 1 2 sin 2+等倾干涉条件:条纹级次取决于入射角.加强(明纹):=2 2;减弱(暗纹):=2(2+1)=0(依次增大或减小);=2(Others)条纹特点:一系列同心圆,内疏外密.,薄膜干涉,等倾干涉,透射光透射光干涉条纹与反射光干涉条纹明暗互补=2(依次增大或减小);=0(Others),增反膜:反射干涉加强;增透膜:反射干涉

9、减弱.光线垂直入射到薄膜上.,光程差:=2 2+,=2 厚度相同光程差相同同一级干涉条纹加强(明纹):=2 2;减弱(暗纹):=2(2+1)条纹特点:等间距条纹,条纹间距=2 sin 相邻明纹对应的厚度差:=2 劈尖的干涉:棱边上是0级暗纹.应用:测量薄膜厚度:=测量表面平整度:突起背向棱边方向扭曲,凹陷朝向棱边方向扭曲=2,薄膜干涉,等厚干涉,光程差:=2+2 厚度相同光程差相同同一级干涉条纹加强(明纹):=2 2;减弱(暗纹):=2(2+1)条纹特点:明暗相间同心圆环,中心是暗斑.内疏外密.条纹半径=1/2=1,2,3 明环=0,1,2 暗环 应用:+2 2=(暗纹间的距离)测量透镜平面的

10、半径测量波长检验透镜表面质量,薄膜干涉,空气薄层等厚干涉,牛顿环,单缝夫琅和费衍射-菲涅耳半波带法,sin=2 2,sin=(2+1)2,=0(=1,2),暗纹,明纹,中央明纹,暗纹:,角宽度 相邻两暗纹中心对应的衍射角之差,线宽度 观察屏上相邻两暗纹中心的间距,0,2+1 2,2 2,条纹位置,光程差,=sin sin,=sin+sin,爱里斑的半径：,圆孔夫琅和费衍射:,瑞利判据如果一个点像的衍射图样的中央最亮处刚好与另一个点像的衍射图样的第一级暗环相重合，就认为这两个物点恰好能被这一光学仪器所分辨。,分辨本领：,最小分辨角：,显微镜的最小分辨距离:=0.61 sin,显微镜的分辨本领:=

11、1=sin 0.61,复色光入射到光栅上光栅光谱,光栅方程：,光栅明纹,光栅暗纹：,在相邻的两个主级大(主明纹)之间,N1个极小(暗纹)；,N2个光强很小的次极大。,缺级,缺级:,自然光,线偏振,部分偏振,图示,马吕斯定律:,布儒斯特角：,折射光偏振光的条件,从玻璃片堆透射出来的折射光几乎为线偏振光，其振动面平行于入射面。,爱因斯坦方程：,A是逸出功，取决于金属的性质。,红限：,=,遏制电势差,康普顿波长:,康普顿散射:=,里德伯公式：,氢原子模型假设:定态假设,频率条件,量子化条件(角动量),氢原子能级(电子能量):=1 2 2 2 4 0=4 8 0 2 2 2=13.6 2 eV,能级图,德布罗意波(物质波):=,海森伯不确定性关系:2,2,在某一时刻，在空间某处，微观粒子出现的概率正比于该时刻、该地点波函数的平方-波恩提出的波函数的统计解释。,归一化条件,波函数还须满足：,波函数的标准条件:单值,有界,连续,