2022年大学物理下公式总结 .pdf

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1、1 101 库仑定律：0221041rrqqF102 电场强度：点电荷020041rrqqFE电荷离散分布)(4120rrqEii电荷连续分布02041rrdqE103 高斯定理：不连续分布的源电荷SsiieqSdE)(01内连续分布的源电荷dVsdEVSe01104 静电场的安培环路定理：在静电场中，电场场强沿任意闭合路径的线积分恒等于零。0dlE电势能：在数值上等于把该电荷从该点移动到电势能零参考点时，静电力作的功。000aaadlEqAW105 电势：电场中某点的电势，其量值等于单位正电荷在该点具有的电势能00aaadlEqWu电势差：babaabdlEuuU点电荷的电势：2041rqd

2、lEuaa电势叠加原理：iiarqu041或Qardqu041等势面在电场中电势相等的点所连成的曲面。电势与电场强度的微分关系：任意一场点P 处电场强度的大小等于沿过该点等势面法线方向上电势的变化率，负号表示电场强度的方向指向电势降低的方向：为等势面的法线ndnduE,某点的电场强度等于该点电势梯度的负值：)(kzujyuixuE107 导体的静电平衡：导体内部的电场强度处处为零，导体表面处的电场强度的方向,都与导体表面垂直，大小与该处的电荷密度成正比，导体上的电势处处相等时。表面的电荷面密度的大小与表面的曲率有关。nE0孤立导体的电容：uqC电容器的电容：21uuqC典型电容器的电容： 平行

3、板电容器dSuuqC021球形电容器12210214RRRRuuqC圆柱形电容器)ln(212021RRLuuqC108 电场能量密度2021EVW电场中储藏的静电能：VdVEW2021109 介质中的电场rEE01011介质中的高斯定理：ED,D0rSiiqSd内111 磁感应强度：IdldFBm ax安培力公式：BlIdFd112 毕奥 -萨伐尔定律：204rIdlSindB2004rrIdlB运动电荷的磁场：2004rrvqB名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1

4、页，共 7 页 - - - - - - - - - 2 113 磁通量dSBdSBdmcosSmSdB磁场的高斯定理：通过任意闭合曲面的磁通量恒等于零0SSdB114 安培环路定理： 在稳恒电流的磁场中，磁感应强度沿任何闭合环路L 的线积分， 等于 0乘以穿过 L 的所有电流强度代数和。内iSIldB0115 磁场对载流导线的作用力：BlIdFL均匀磁场对载流线圈的作用：BpMm，nISpm磁力的功：IA116 带电粒子在磁场中的运动：洛伦兹力BvqF圆周运动：RmvqvB2霍尔效应：nq1K,dIBKUab磁介质分类：顺磁质1r，抗磁质1r，铁磁质1r顺磁质的磁性主要来源于分子磁矩的转向；抗

5、磁质的磁性来源于抗磁效应；铁磁质产生的原因是具有磁畴，铁磁质有磁滞现象。磁滞现象表明铁磁质的磁化过程是不可逆过程。磁介质中的安培环路定理：BBHIl dHriS0,内12 电动势：将单位正电荷从负极经过电源内部搬到正极，非静电力所作的功。qAk，闭合回路 L 内的总电动势：ldEk在非静电力的一段电路ab上的电动势bakldE法拉第电磁感应定律：如果穿过一闭合回路的磁通量发生变化，在回路中就会产生感应电动势dtd楞次定律：闭合回路中，感应电流的方向总是使它自身所产生的磁量反抗引起感应电流的磁通量的变化。楞次定律是能量守恒定律在电磁感应中的体现。动生电动势：导体在磁场中运动，其内部与洛伦北力相对

6、应的非静电性场强vB 沿导体的线积分为动生电动势babakldBvldE)(感生电动势：变化的磁场会感应出有旋电场Ev，Ev 沿任一闭合路径的线积分等于该路径上的感生电动势，等于这一闭合路径所包围面积的磁通量的变化率SdtBldESbak自感：由于导体回路中电流变化，而在自身回路中产生感应电动势的现象dtdILdtd，ILm互感：由于回路一中电流发生变化，而在另一回路中产生电动势的现象。dtdIM，IMm自感磁能：221LIWm磁能密度22122121BHBHwm，磁场能量：VmBHdVW21全电流安培环路定理：DLIIldH名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - -

7、 - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 7 页 - - - - - - - - - 3 麦克斯韦方程组： （1）电场高斯定理VSidVqSdD)(内（2）法拉第电磁感应定律SdtBldESL（3）磁场的高斯定理：0SSdB（4）全电流的安培环路定律：DLIIldH13电 磁 波 是 交 变 电 磁 场 在 空 间 的 传 播 。 光 是 电 磁 波 ， 光 是 电 场 强 度E 和 磁 场 强 度H的 矢 量 波 ，)(c os),(0uxtwEtxE)(cos),(0uxtwHtxH在空间任一点， E 和 H 量值关系：HE波速

8、1u电磁场的能量密度)(2221HEwwwme坡印亭矢量（能流密度）)(cos200uxtwHEHES光强（一个周期T 内平均能流密度）200021211EHEEHdtTITtt光波的叠加：非相干21III，相干cos22121IIIII（条件 : 同频率、相差恒定、光矢量振动方向平行）获得相干光的方法：分波阵面法（杨氏干涉），分振幅法（薄膜干涉）杨氏双缝干涉：与缝平行、等宽、等间距、明暗相间、对称分布的干涉条纹。明纹（干涉加强）22k暗纹（干涉相消）2)12( k，相邻明（暗）条纹间距dDx光程：在相同时间内，光在介质中传播的路程r 可折合为光在真空中传播的相应路程nr(n 为介质的折射率)

9、。在不同介质中，同一频率单色光的波长是不同的。iiirnx光程差：1122rnrn相位差：)(211220rnrn薄膜等厚干涉2cos22dn明纹条件：.3,2, 1,22kk暗纹条件：.2, 1 , 0,2) 12(kk劈尖干涉：相邻明（暗）条纹之间距a 应满足2sina牛顿环：明、暗纹半径分别为.3, 2, 1,2)12(kRkr明，.2 , 10,，kRkr暗牛顿环快速检测透镜曲率：不出现牛顿环=达到标准值要求；牛顿环条纹越密、误差越大，条纹不圆说明被测件曲率半径不均匀，此时用手均匀轻压样板，条纹向边缘扩展说明零级条纹在中心，则被测件曲率半径小于标准件；若条纹向中心收缩，说明零级条纹在边

10、缘，则被测件曲率大于标准值。迈克耳逊干涉仪：若M1 平移 d 时，干涉条纹移过N 条，则有2Nd（可测量长度量或波长）惠更斯菲涅耳原理：从同一波前上的各点发出的次波是相干波，经过传播在空间某点相遇时的叠加是相干叠加。SdSrrwtFkPE)2cos()()(名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 7 页 - - - - - - - - - 4 单缝的夫琅和费衍射：两条边缘光线间的光程差：sina暗纹条件：.3 , 2, 1,22sinkka明纹条件：.3,2 ,

11、1,2)12(sinkka圆孔衍射：经圆孔衍射后,一个点光源对应一个爱里斑，爱里斑的光强占总光强的84%。爱里斑的半角宽度：D22.1sin00瑞利判据：对于两个等光强的非相干物点,如果一个像斑中心恰好落在另一像斑的边缘(第一暗纹处 ),则此两像被认为是刚好能分辨。此时两像斑中心角距离为最小分辨角DR22.1望远镜的分辨率=最小分辩角的倒数DRR22.111衍射光栅：光栅方程.2, 1 , 0,sin)(kkba主极大条纹：满足光栅方程的明条纹。主极大条纹的最大级数)(bak缺级条件：abakk暗纹条件：kNmmbaN,sin)(获得偏振光的方法：通过偏振片；光在二界面的反射和折射；双折射。马

12、吕斯定律：入射偏振光光强为I0，通过检偏器后，透射光的光强20cosII布儒斯特定律：自然光以布儒斯特角iB入射两介质的分界面，反射光为光矢量垂直于入射面的线偏振光。12tannniB双折射：一束光入射到各向异性的介质后出现两束折射光线的现象。两折射光线中有一条始终在入射面内，并遵从折射定律，称为寻常光，简称o 光；另一条光一般不遵从折射定律，称非寻常光，简称e 光。oovcn8-9 理想气体状态方程（克拉伯龙方程）：气体摩尔数vvRTRTpVMm,理想气体的内能：vRTiRTiMmEmol22热力学第一定律：系统从外界吸收的热量，一部分使其内能增加，另一部分则用以对外界作功。AEEQ)(12

13、准静态过程中功的计算：pdVpSdlfdldA，21VVpdVA准静态过程中热量的计算：)()(1212TTCMmQTTCMmQPmolVmol或等体摩尔热容：VVdTdEC等压摩尔热容：RCdTdVpdTdECVPPP理想气体的内能：dTCTETETTV0)()(086 等体过程)()(1212TTvCEEQV等压过程：AEEQ)(12，)(12TTvCQP，)(12TTvRA，)(1212TTvCEEV等温过程：AQ，12lnVVvRTQ，21lnppvRTAQ绝热过程：0Q，)()(1212TTvCEEAV，1CpV，21CTV，31CVp循环过程：顺时针方向=工质对外做功 =正循环 =

14、热机循环AQQ21名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 7 页 - - - - - - - - - 5 循环效率：1212111QQQQQQA逆时针方向 =外对工质做功 =逆循环 =致冷循环AQQ21致冷系数：AQw2，Q2 为从致冷对象中吸收的热量热力学第三定律：不可能用有限的步骤使物体达到绝对零度热力学第二定律（开尔文表述）：不可能只从单一热源吸收收热量，使之完全转换为功而不不引起其他变化。第二类永动机是不可能制成的。实质：自然界的一切自发过程都是单方向进行

15、的不可逆过程。卡诺定理：（1）在温度分别为T1 与 T2 的两个给定热源之间工作的一切可逆热机，其效率相同，都等于理想气体可逆卡诺热机的效率，即121211TTQQ。 （2） 在相同的高、低温热源之间工作的一切不可逆热机，其效率都不可能大于可逆热机的效率。分子运动：一切宏观物体都是由大量分子组成的，分子都在永不停息地作无序热运动，分子之间有相互作用的分子力。气体分子热运动统计规律：0zyxvvv，分子速度坐标轴投影的统计平均值NvNviixix，分子速度坐标轴投影的平方的统计平均值NvNviixix22，平均平动动能NvNviii221221统计规律所反映的总是与某宏观量相关的微观量的统计平均

16、值。统计规律和涨落现象是分不开的。理 想 气 体 压 强 ： 单 位 时 间 内 与 器 壁 相 碰 撞 的 所 有 分 子 作 用 于 器 壁 单 位 面 积 上 的 总 冲 量 的 统 计 平 均 值 。nvnp32231，221v（分子的平均平动动能）理想气体的温度：kTv23221（分子平均平动动能只与温度T 有关，和气体种类无关）温度的本质是物体内部分子运动剧烈程序的标志。理想气体在平衡态下分子速率分布函数：kTvevkTvf222/3224)(任一速率间隔v1-v2 中的分子数所占比率：21)(vvdvvfNN利用 f(v) 求统计平均值：平均速率MRTkTdvvvfv59. 18

17、)(0方均根速率：MRTkTv73. 132最概然速率：MRTkTvp41. 12重力场中粒子按高度的分布：kTghenn0等温气压公式：kTghepnkTp0玻尔兹曼分布律：在势场中的分子总是优先占据势能较低的状态。是分子的重力势能ghenennpkTkTghp,00dxdydzenndVdNkTp0能量按自由度均分定理：处理于平衡态的理想气体分子无论作何种运动，相应于分子每个自由度的平均动能都应相等，并且都等于kT/2。如果气体分子自由度为i，则该分子的平均总动能为ikT/2 。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - -

18、 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 7 页 - - - - - - - - - 6 理想气体的内能：1mol 理想气体：RTiRTiNE220vmol 理想气体 :RTivRTiMmE22气体分子的平均碰撞频率:nvdvdnz222气体分子的平均自由程:pdkTdnzv2222115 普朗克能量子假设：振子的能量不连续。频率为的振子的能量 只能取 h（能量子）的整数倍，即=nh。爱因斯坦光子假说：一束光就是一束以光速运动的粒子流，这些粒子称为光子；频率为v 的光的每一光子具有的能量为hv，它不能再分割，而只能整个地被吸收或产生出来。爱因斯坦光电效应方程：221mmvAh

19、光的波粒二象性：光子的能量hvmcE2，光子的质量chchvm2，光子的动量vhmcp康普顿效应： x 射线经物质散射后，散射线中有两种波长，其中一种波长比入射线的长，波长的改变量阻塞散射角的增大而增大。nmcmhcc0024. 0,2sin2020玻尔氢原子理论： （1）原子只能处在一系列具有不连续能量的稳定状态。（2）当原子从一个定态跃迁到另一定态，会发射或吸收一个频率为vkn光子，hEEvnkkn|。 （3）电子在稳定圆轨道上运动时，其轨道角动量L=mvr必须等于h/2的整数倍2hnmvrL。不确定关系：微观粒子的一些成对的物理量不可能同时具有确定的值。动量 -坐标不确定关系2,2hhh

20、pxx能量 -时间不确定关系2htE定态薛定谔方程：描述粒子在稳定力场中的运动0)()(2)(2222222rVEhmrzyx一维无限深势阱中的粒子：束缚在无限深势阱中的粒子的定态波函数具有驻波的形式，且波长n满足条件.3 ,2, 1,2nnan.可以认为势阱内波函数是由传播方向相反的两列相干波叠加而成。粒子能量：122228EnmahnEn波函数：xanaxsin2)(17 电子共有化：内层电子能量E 低，穿过势垒概率小，共有化程度低；外层电子能量E 高，穿过势垒概率大，共有化程度高。能带：由 N 个原子靠近而形成的晶体，原来的每个能级都将分裂成N 个新能级。晶体点阵间距越小，能带越宽，E越

21、大。外层电子共有化显著，能带（E）宽。N 原子晶体： l 支壳层最多容纳电子数2(2l1)N 绝缘体：价带被填满，禁带较宽（E=36eV ） ，电子很难跃迁到空带上去。半导体：价带被填满，禁带宽度比约缘体要小得多（E=0.11.5eV） 。杂质半导体：在纯净的半导体中掺入微量其他元素的原子，半导体的导电性能显著改变。n 型半导体（掺5 价元素，电子型） p 型半导体（掺3 价元素，空穴型）pn 结：一块半导体基片的两边分别为p 型半导体和n 型半导体。正向导电，反向绝缘。光与粒子系统的相互作用一般说来有3 种基本过程，即自发辐射、受激辐射和受激吸收。激光是基于受激辐射放大原理产生的一种相干辐射

22、。自发辐射：处于高能级的粒子，在没有外界影响的情况下，有一定概率自发地向低能级路迁，并发出一个光子。受激辐射：处于高能级E2的粒子，在频率为v=( E2- E1)/h、光强为 I 的入射光照射激励下，跃迁到低能级E1上去，同时发射一个与入射光子完全相同的光子。受激吸收：处于低能级E1的粒子，在频率为v=( E2- E1)/h、光强为 I 的入射光照射下，吸收一个光子而跃迁到高能级E2。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 7 页 - - - - - - - -

23、- 7 粒子数反转和光放大：若介质在外界能源激励下，可能使高能级上的粒子数大于低能级上的粒子数，这种状态称为粒子数反转态，光在其中传播时得以放大。GzeII0激光器的基本构成：激光工作物质、激励能源和谐振腔。谐振腔可延长增益介质，提高光能密度，还能控制输出光的传播方向，选择激光输出波长。激光的纵模：最简单的选纵模方法是缩短激光管的腔长，以增大纵模间隔，使v 范围内只有一个纵模能形成振荡。谐振频率nLckvk2名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 7 页 - - - - - - - - -