大学物理A2总复习.ppt

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1、大学物理A2总复习磁学磁学稳恒磁场，电磁感应稳恒磁场，电磁感应稳恒磁场稳恒磁场:(1):(1)稳恒电流产生的磁场；稳恒电流产生的磁场；(2)(2)磁场对电流的作用磁场对电流的作用电流电流磁场磁场产生产生毕奥毕奥-萨伐尔定律萨伐尔定律不同载流体的磁场不同载流体的磁场运动电荷：运动电荷：运动电荷：运动电荷：有限长有限长有限长有限长载流直导线：载流直导线：载流直导线：载流直导线：1)1，2 角角 1指的是指的是PO线与电流始线与电流始端端A的连线的连线的夹角的夹角;2指的是指的是PO线与电流线与电流末端末端B的连线的连线的夹角。的夹角。2)1，2 角的正负角的正负从从PO旋转到旋转到PA(或或PB)

2、旋转方向与电流方向旋转方向与电流方向相同为正，相反为负。相同为正，相反为负。d+aOPAB无限长无限长无限长无限长载流直导线：载流直导线：载流直导线：载流直导线：无限长载流无限长载流平面平面？载流圆线圈载流圆线圈载流圆线圈载流圆线圈轴线上轴线上轴线上轴线上：方向沿轴线方向与电流流向成右螺旋。方向沿轴线方向与电流流向成右螺旋。载流圆线圈载流圆线圈载流圆线圈载流圆线圈圆心上圆心上圆心上圆心上：不完整的圆不完整的圆？带电圆盘带电圆盘？有限长有限长有限长有限长直直直直载流螺线管内部：载流螺线管内部：载流螺线管内部：载流螺线管内部：.+12Pn为单位长度上的匝数为单位长度上的匝数无限长无限长无限长无限长

3、直直直直载流螺线管内部：载流螺线管内部：载流螺线管内部：载流螺线管内部：载流载流载流载流螺绕环螺绕环螺绕环螺绕环内部：内部：内部：内部：磁场磁场电流电流作用作用性质性质性质性质高斯定理高斯定理高斯定理高斯定理安培环路定理安培环路定理安培环路定理安培环路定理求磁感应强度求磁感应强度？应用应用磁场对电流的作用磁场对电流的作用1 1洛伦兹力：洛伦兹力：洛伦兹力：洛伦兹力：应用应用速度选择器速度选择器回旋加速器回旋加速器质谱仪质谱仪霍耳效应霍耳效应带电粒子带电粒子2 2安培定律：安培定律：安培定律：安培定律：载流导体载流导体应用应用？载流直导线载流直导线任意载流导线任意载流导线载流线圈载流线圈3 3磁

4、力的功磁力的功磁力的功磁力的功：应用应用？载流导线载流导线载流线圈载流线圈磁介质磁介质磁介质及其分类磁介质及其分类磁介质及其分类磁介质及其分类(r r r r)磁化强度、磁化电流磁化强度、磁化电流磁化强度、磁化电流磁化强度、磁化电流有磁介质存在时的高斯定理有磁介质存在时的高斯定理有磁介质存在时的高斯定理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有磁介质存在时的安培环路定理有磁介质存在时的安培环路定理有磁介质存在时的安培环路定理应用应用电磁感应电磁感应法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律楞次定律楞次定律楞次定律楞次定律判断方向判断方向判断方向判断方向

5、求感应求感应电动势电动势？应用应用感应电动势感应电动势感应电动势感应电动势动生电动势动生电动势感生电动势感生电动势自感和互感自感和互感自感和互感自感和互感自感系数自感系数互感系数互感系数计算方法？计算方法？磁场的能量磁场的能量磁场的能量磁场的能量磁能密度磁能密度磁能密度磁能密度自感系数求自感系数求解解方法之一方法之一位移电流位移电流位移电流位移电流全电流时全电流时安培环路定理：安培环路定理：磁场是全电流激发的总磁场磁场是全电流激发的总磁场振动振动机械振动机械振动简谐振动简谐振动简谐振动简谐振动只在只在只在只在弹性力或准弹性弹性力或准弹性弹性力或准弹性弹性力或准弹性力力力力(线性回复力线性回复力

6、线性回复力线性回复力)作用下发生的作用下发生的作用下发生的作用下发生的运动称为简谐振动。运动称为简谐振动。运动称为简谐振动。运动称为简谐振动。满足满足动力学方程的运动为简谐振动动力学方程的运动为简谐振动。在无外来强迫力作用下在无外来强迫力作用下在无外来强迫力作用下在无外来强迫力作用下,质点离开平衡位置的位移质点离开平衡位置的位移质点离开平衡位置的位移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是时间的正弦函数或余弦函数的直线运动是是时间的正弦函数或余弦函数的直线运动是是时间的正弦函数或余弦函数的直线运动是简谐简谐简谐简谐振动振动振动振动。简谐振动的运动状态简谐振动的运动状态简谐

7、振动的运动状态简谐振动的运动状态简谐振动的特征量简谐振动的特征量简谐振动的特征量简谐振动的特征量振幅振幅振幅振幅 周期周期周期周期 相位相位相位相位计算方法？计算方法？旋转矢量法旋转矢量法简谐振动的能量简谐振动的能量简谐振动的能量简谐振动的能量只与振幅只与振幅A A有关有关对任何简谐对任何简谐振动都成立振动都成立简谐振动的合成简谐振动的合成简谐振动的合成简谐振动的合成同频率同方向同频率同方向简谐简谐振动的合成振动的合成代数法代数法代数法代数法矢量法矢量法矢量法矢量法波动波动机械波机械波、电磁波、电磁波简谐波简谐波简谐波简谐波特征特征特征特征1 1 1 1：各点都在重复前一点的振动形式：各点都在

8、重复前一点的振动形式：各点都在重复前一点的振动形式：各点都在重复前一点的振动形式特征特征特征特征3 3 3 3：具有相同的周期，振幅：具有相同的周期，振幅：具有相同的周期，振幅：具有相同的周期，振幅特征特征特征特征2 2 2 2：沿波的传播方向，逐点相位推迟：沿波的传播方向，逐点相位推迟：沿波的传播方向，逐点相位推迟：沿波的传播方向，逐点相位推迟特征特征特征特征4 4 4 4：传播的是能量和振动形式，而不是介质：传播的是能量和振动形式，而不是介质：传播的是能量和振动形式，而不是介质：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源作简谐振动，传播过程中不损耗能量的

9、波波源作简谐振动，传播过程中不损耗能量的波波源作简谐振动，传播过程中不损耗能量的波波动的特征物理量波动的特征物理量波动的特征物理量波动的特征物理量波长波长 周期周期T频率频率 波速波速u平面简谐波的波动方程平面简谐波的波动方程平面简谐波的波动方程平面简谐波的波动方程沿沿沿沿x x 的的的的正正正正方向传播方向传播方向传播方向传播沿沿沿沿x x 的的的的负负负负方向传播方向传播方向传播方向传播？平面简谐波波动方程的物理意义平面简谐波波动方程的物理意义平面简谐波波动方程的物理意义平面简谐波波动方程的物理意义当当 x x 固定时，固定时，波动方程波动方程表示表示该点的简谐振动该点的简谐振动方程方程，

10、并给出该点与点，并给出该点与点O O(x=0)振动的相位差。振动的相位差。波动方程波动方程某某点的简谐振动方程点的简谐振动方程?任意两点相位差任意两点相位差任意两点距离任意两点距离应用应用当当t一定时，波函数表示该时刻波线上各点一定时，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。相对其平衡位置的位移，即此刻的波形。若若 x,t 均变化，波函数表示波形沿传播方均变化，波函数表示波形沿传播方向的运动情况向的运动情况(行波行波)。t时刻时刻x处质点的振动状态处质点的振动状态，经经 t时间传到了时间传到了x+u t处。处。求求两点间的两点间的位移位移、相位差相位差？波的能量波的能量波

11、的能量波的能量平均能量密度平均能量密度平均能量密度平均能量密度平均能流平均能流平均能流平均能流uS能流密度能流密度能流密度能流密度(波的强度波的强度波的强度波的强度)波的叠加原理波的叠加原理波的叠加原理波的叠加原理波的干涉波的干涉波的干涉波的干涉相干条件相干条件振动振动减弱减弱或加强或加强判据判据判据判据振动始终振动始终加强加强振动始终振动始终减弱减弱波程差波程差驻波驻波驻波驻波振幅、频率、传播速度都相同振幅、频率、传播速度都相同的两列相干波，在同一直线的两列相干波，在同一直线上沿上沿相反相反方向传播时叠加而形成的一种特殊的干涉现象。方向传播时叠加而形成的一种特殊的干涉现象。驻波方程驻波方程(

12、不考虑波源初相位不考虑波源初相位)(考虑波源初相位考虑波源初相位)振幅特征振幅特征振幅特征振幅特征坐标坐标x的的函数函数(理解理解)波腹位置波腹位置波腹位置波腹位置(振幅振幅振幅振幅=2A)=2A)坐标：坐标：波腹间距：波腹间距：波节位置波节位置波节位置波节位置(振幅振幅振幅振幅=0)=0)坐标：坐标：波节间距：波节间距：相位分布相位分布相位分布相位分布两相邻波节之间的各点振动位相相同，在一个波节的两相邻波节之间的各点振动位相相同，在一个波节的两相邻波节之间的各点振动位相相同，在一个波节的两相邻波节之间的各点振动位相相同，在一个波节的两侧两侧两侧两侧(相邻两段相邻两段相邻两段相邻两段)的各振动

13、点反位相。的各振动点反位相。的各振动点反位相。的各振动点反位相。能量特征能量特征能量特征能量特征在两波节之间波段进行动能势能的转化，能量在波节在两波节之间波段进行动能势能的转化，能量在波节在两波节之间波段进行动能势能的转化，能量在波节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与波腹之间转移与波腹之间转移与波腹之间转移;在一个波长范围内无能量流出或流入在一个波长范围内无能量流出或流入在一个波长范围内无能量流出或流入在一个波长范围内无能量流出或流入入射波与反射波入射波与反射波入射波与反射波入射波与反射波半波损失半波损失半波损失半波损失波从波从波从波从波疏媒质波疏媒质波疏媒质波疏媒

14、质垂直入射到垂直入射到垂直入射到垂直入射到波密媒质波密媒质波密媒质波密媒质反射波反射波反射波反射波存在存在存在存在半波损失半波损失半波损失半波损失对于弦波：当反射点对于弦波：当反射点固定时，有半波损失固定时，有半波损失 当反射点为当反射点为自由，无半波损失自由，无半波损失反射波方程反射波方程反射波方程反射波方程入射波方程入射波方程反射波方程反射波方程?合成波方程合成波方程电磁波电磁波电磁波电磁波电磁波的一般性质：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电磁波的电场和磁场都垂直于波的传播方向电磁波的电场和磁场都垂直于波的传播方向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

15、三者相互垂直三者相互垂直三者相互垂直,并构成右手并构成右手并构成右手并构成右手螺旋关系。螺旋关系。螺旋关系。螺旋关系。电磁波是横波电磁波是横波电磁波是横波电磁波是横波。沿给定方向传播的电磁波沿给定方向传播的电磁波沿给定方向传播的电磁波沿给定方向传播的电磁波,E E E E 和和和和H H H H 分别在各自平面内振动，这种特性称为分别在各自平面内振动，这种特性称为分别在各自平面内振动，这种特性称为分别在各自平面内振动，这种特性称为偏振偏振偏振偏振。E E E E 和和和和H H H H 作周期性的变化，而且相位相同，同地同时达到最大，同地同时作周期性的变化，而且相位相同，同地同时达到最大，同地

16、同时作周期性的变化，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。减到最小。减到最小。减到最小。任一时刻、空间任一点任一时刻、空间任一点任一时刻、空间任一点任一时刻、空间任一点,E E E E 和和和和H H H H 在量值上满足在量值上满足在量值上满足在量值上满足电磁波的传播速度电磁波的传播速度 单色光,复色光相干条件:振动频率相同,振动方向相同,相位差恒定干涉项相干光获得方法:分波阵面法,分振幅法相干叠加波函数性质光程差条纹相长干涉(明纹)相消干涉(暗纹)r1r2xPSs1s2Ddo光干涉问题的关键在于计算光干涉问题的关键在于计算

17、光程差光程差杨氏双缝波程差：杨氏双缝波程差：几何关系几何关系干涉条纹明暗条件：干涉条纹明暗条件：白光入射后的现象洛埃洛埃镜镜:将将观观察屏移至与反射察屏移至与反射镜镜接触，在接触接触，在接触处观处观察到是察到是暗暗纹纹。干涉条纹的一般条件：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。何路程之差，而是两者的光程差。P Pr r1 1r r2 2n n1 1n n2 2S1S2定义：定义：物理含义物理含义 结论：结论：结论：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，而是两对光干涉起决定作用的不是这两束光的几何

18、路程之差，而是两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。者的光程差。者的光程差。者的光程差。光程差计算相位差薄膜干涉薄膜干涉等等倾倾干涉干涉增反膜:反射干涉加强;增透膜:反射干涉减弱.光线垂直入射到薄膜上.薄膜干涉薄膜干涉等厚干涉等厚干涉ab薄膜干涉薄膜干涉空气薄空气薄层层等厚干涉等厚干涉牛牛顿环顿环单缝夫琅和费衍射-菲涅耳半波带法暗纹明纹中央明纹角宽度角宽度 相邻两暗纹中心对应的衍射角之差相邻两暗纹中心对应的衍射角之差线宽度线宽度 观察屏上相邻两暗纹中心的间距观察屏上相邻两暗纹中心的间距中央明纹角宽度线宽度条纹位

19、置光程差爱里斑的半径：爱里斑的半径：圆孔夫琅和费衍射圆孔夫琅和费衍射: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：复色光入射到光栅上光栅光谱光栅方程：光栅方程：光栅明纹光栅明纹光栅暗纹：光栅暗纹：在相邻的两个在相邻的两个主级大主级大(主明纹主明纹)之间之间N1个极小(暗纹)；N2个光强很小的次极大。缺级缺级缺级缺级:xyzEyEx振动面振动面自然光线偏振部分偏振图示马吕斯定律马吕斯定律:布儒斯特角：布儒斯特角：折射光偏振光的条件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

20、，从玻璃片堆透射出来的折射光几乎为线偏振光，其振动面其振动面平行于入射面。平行于入射面。爱因斯坦方程：爱因斯坦方程：A是逸出功，取决于金属的性质。红限：红限：遏制电势差遏制电势差康普顿波长康普顿波长: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)基态第一激发态第二激发态能级图能级图巴耳末系巴耳末系帕邢系帕邢系布喇开系布喇开系普芳德系普芳德系赖曼系赖曼系 在某一时刻，在空间某处，微观粒子出现的概率在某一时刻，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正比于该时刻、该地点波函数的平方-波恩提出的波恩提出的波函数的统计解释波函数的统计解释。归一化条件归一化条件波函数还须满足：波函数还须满足：波函数的标准条件波函数的标准条件:单值单值,有界有界,连续连续谢谢大家！