大学物理2概念要点复习.ppt

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1、大学物理2概念要点复习 电电 场场 电磁感应电磁感应 磁磁 场场21、库仑定律、库仑定律基本概念基本概念电电 场场 复复 习习一个定律一个定律31、场强环路定理、场强环路定理-静电场中，沿任一闭合路静电场中，沿任一闭合路 径的环流等于零。径的环流等于零。含义：反映静电场是保守力场（有势场）含义：反映静电场是保守力场（有势场）真空中：真空中：2、高斯定理、高斯定理：穿出任一闭合曲面的电位移通：穿出任一闭合曲面的电位移通量量 等于该曲面内所包围的所有自由电荷的等于该曲面内所包围的所有自由电荷的代数和。代数和。两个定理两个定理4电场中电荷受到电场中电荷受到电场力电场力电场可移动电荷电场可移动电荷 作

2、功作功出发点：出发点：电场强度电场强度电势电势1、定义、定义：两个基本物理量两个基本物理量53、计算：、计算：以点电荷为基础利以点电荷为基础利用叠加原理求，电荷用叠加原理求，电荷连续分布要积分。连续分布要积分。以点电荷为基础利以点电荷为基础利用叠加原理求，电荷用叠加原理求，电荷连续分布要积分。连续分布要积分。!要合理选取积分路径和参考点。要合理选取积分路径和参考点。注意：注意：！若在积分路径上场强若在积分路径上场强/电势分布电势分布不同应分段积分；不同应分段积分；6利用高斯定理利用高斯定理注意：高斯定理是普遍成立的注意：高斯定理是普遍成立的但用于求场强则只适用于某些但用于求场强则只适用于某些具

3、有对称性的电场。具有对称性的电场。分析电场线分布分析电场线分布（球球、面面、轴轴对称）对称）作高斯面作高斯面(高斯面垂直或平行于电场线高斯面垂直或平行于电场线)利用典型带电体场强分布叠加。利用典型带电体场强分布叠加。利用典型带电利用典型带电体电势分布叠加。体电势分布叠加。应记住一些应记住一些典型的场强典型的场强和电势分布！和电势分布！72、可有、可有计算电势的方法计算电势的方法1、点电荷场的电势及叠加、点电荷场的电势及叠加原理原理小小 结结计算场强的方法计算场强的方法1、点电荷场的场强及叠加、点电荷场的场强及叠加原理原理2、根据电势的定义、根据电势的定义（分立）（分立）（连续）（连续）（分立）

4、（分立）（连续）（连续）补补 充充8典型电场电势典型电场电势典型电场的场强典型电场的场强3 高斯定理高斯定理均匀带均匀带电直线电直线l均匀带均匀带电圆环电圆环均匀带均匀带电圆盘电圆盘方向垂直于环面方向垂直于环面方向垂直于盘面方向垂直于盘面（2）R x补补 充充9典型电场电势典型电场电势典型电场的场强典型电场的场强球面内球面内球面外球面外均匀带均匀带电球面电球面均匀带电无均匀带电无限长直线限长直线均匀带电无均匀带电无限大平面限大平面方向垂直于直线方向垂直于直线方向垂直于平面方向垂直于平面3 高斯定理高斯定理补补 充充10典型电场电势典型电场电势典型电场的场强典型电场的场强球面内球面内球面外球面外

5、均匀带均匀带电球体电球体均匀带电无均匀带电无限长圆柱面限长圆柱面两均匀带异两均匀带异号电无限大号电无限大平面平面方向垂直方向垂直于圆柱面于圆柱面方向垂直方向垂直于平面于平面3 高斯定理高斯定理补补 充充111、孤立孤立导导体的体的电电容容2、电电容器的容器的电电容容平板电容器平板电容器电容和电容器电容和电容器d+-BA-q+qES12RARB当当（孤立导体球的电容）（孤立导体球的电容）当当 球形电容器球形电容器13RARB由高斯定理计算得：由高斯定理计算得：lr电容：圆柱形电容器圆柱形电容器142、电场能量密度、电场能量密度任一电场，任一电场，电场的能量电场的能量:平板电容器的能量密度平板电容

6、器的能量密度:1、电场的能量、电场的能量 电场空间的体积电场空间的体积适用任意电场适用任意电场静电场能量静电场能量例如：例如：导体球壳、带电球体、球形电容器、平板电容器导体球壳、带电球体、球形电容器、平板电容器等等151、毕奥毕奥-萨伐尔定律：萨伐尔定律：2、安培环路定理：安培环路定理：3、磁场高斯定理：磁场高斯定理：(稳恒磁场无源稳恒磁场无源)对称磁场对称磁场的计算的计算作用作用4、安培定律：安培定律：磁场对电流元的作用力磁场对电流元的作用力安培力安培力基本概念基本概念 磁磁 场场 复复 习习更方便！更方便！16磁场对载流导线的安培力：磁场对载流导线的安培力：磁场对运动电荷的作用力磁场对运动

7、电荷的作用力 洛仑兹力：洛仑兹力：1、载流直导线、载流直导线的磁场的磁场aP无限长载流直导线半无限长载流直导线直导线延长线上磁场对带电粒子及电流的作用磁场对带电粒子及电流的作用典型结论典型结论172、圆电流轴线上某点的磁场圆电流轴线上某点的磁场方向方向:右手螺旋法则右手螺旋法则大小：大小：u载流圆环圆心处载流圆环圆心处:u载流圆弧圆心处载流圆弧圆心处:RxIPx3、无限、无限长直圆柱体：长直圆柱体：4、无限、无限长直载流螺线管长直载流螺线管：5、环形载流螺线管：环形载流螺线管：18典型结论典型结论1)1)均匀磁场中均匀磁场中,一段一段任意形状任意形状载流载流导线所受的力，等于导线所受的力，等于

8、电流的起点、终点与之相同的电流的起点、终点与之相同的载流载流直直导线导线所受的力所受的力;2)2)均匀磁场中均匀磁场中,任意形状任意形状载流平面线圈载流平面线圈所受合力为零所受合力为零.安培定律：安培力：安培力：磁场对电流的作用力磁场对电流的作用力安培力的基本计算公式：安培力的基本计算公式：载流导线在磁场中所受的力载流导线在磁场中所受的力19真空中的磁场真空中的磁场电流的磁场电流的磁场磁场对电流的作用磁场对电流的作用磁场的描述磁场的描述电流元的磁场电流元的磁场 毕毕-萨定律萨定律载流导线的磁场载流导线的磁场运动电荷的磁场运动电荷的磁场基本方程基本方程1、高斯定理、高斯定理2、安培环路、安培环路

9、定理定理磁磁感感应应线线磁感应磁感应强度强度 磁通量磁通量 磁场磁场对电流元的对电流元的作用作用安培定理安培定理磁场磁场对载流对载流导体的导体的作用作用磁场对磁场对运动电运动电荷作用荷作用201、电磁感应、电磁感应电磁感应定律电磁感应定律楞次定律楞次定律感应电流的方向总是反抗引起感感应电流的方向总是反抗引起感应电流的原因应电流的原因2、动生电动势、动生电动势感生电动势感生电动势 电磁感应电磁感应21波动光学复习波动光学复习22 光的干涉光的干涉 光的衍射光的衍射23杨氏双缝干涉的基本公式杨氏双缝干涉的基本公式光程差光程差 d sin 干涉加强干涉加强干涉减弱干涉减弱24焦距f条纹距中央明纹的距

10、离：干涉条纹宽度干涉条纹宽度 25光强公式光强公式由光强和振幅的关系可知，干涉光强由光强和振幅的关系可知，干涉光强：26薄膜干涉的基本公式薄膜干涉的基本公式光程差光程差等倾干涉等厚干涉27对于三种不同的媒质，两反射光之间有无半波损失：对于三种不同的媒质，两反射光之间有无半波损失：n1 n2 n2 n3 无无n1 n3 有；有；n1 n2 n3 有有半波损失半波损失由光疏介质射向光密介质由光疏介质射向光密介质 有半波损失有半波损失 1、反射光：、反射光：由光密介质射向光疏介质由光密介质射向光疏介质 无半波损失无半波损失 2、透射光：、透射光：无半波损失无半波损失 28任意相邻明条纹对应的任意相邻

11、明条纹对应的厚度差：厚度差：任意相邻明条纹任意相邻明条纹(或暗条或暗条纹纹)之间的距离之间的距离 b为：为：零级暗纹零级暗纹平行于棱边的等间距直线条纹平行于棱边的等间距直线条纹等厚干涉等厚干涉等倾干涉等倾干涉内疏外密内疏外密同心圆环同心圆环中心级数明暗不定中心级数明暗不定291、屏幕上明暗条纹的位置由下式决定、屏幕上明暗条纹的位置由下式决定2、屏幕上条纹间距、屏幕上条纹间距中央明条纹的线宽度中央明条纹的线宽度中央明条纹的角宽度中央明条纹的角宽度单缝夫朗禾费衍射单缝夫朗禾费衍射301、光栅衍射是单缝衍射与多缝干涉的综合效应、光栅衍射是单缝衍射与多缝干涉的综合效应，其特，其特点是：明纹亮而细窄，两

12、明纹之间形成一片暗区。点是：明纹亮而细窄，两明纹之间形成一片暗区。2、屏幕上主极大位置由、屏幕上主极大位置由光栅公式光栅公式决定决定(a+b)sin =k k=0,1,2,光栅衍射光栅衍射 3、缺级公式缺级公式314、屏幕上出现主明纹的最高级次、屏幕上出现主明纹的最高级次5、第、第 k 级主极大半角宽级主极大半角宽中央主极大：中央主极大：32量子物理复习量子物理复习33主要内容主要内容康普顿效应康普顿效应光电效应光电效应黑体辐射黑体辐射德布罗意波德布罗意波不确定关系不确定关系波函数、薛定谔方程波函数、薛定谔方程氢原子光谱氢原子光谱34黑体黑体 黑体辐射黑体辐射能完全吸收照射到它上面的各种频率的

13、能完全吸收照射到它上面的各种频率的电磁辐射电磁辐射,而无反射的物体而无反射的物体.黑体黑体:2、描述热辐射的物理量描述热辐射的物理量1、热辐射、热辐射:物体中的分子、原子受到热激发而发物体中的分子、原子受到热激发而发射电磁辐射的现象。射电磁辐射的现象。（1 1）单色辐射出射度单色辐射出射度 （2 2）辐出度辐出度35斯特藩斯特藩玻尔兹曼定律玻尔兹曼定律 维恩位移定律维恩位移定律361、光子假设光子假设：光可以看成一种粒子流：光可以看成一种粒子流，这些粒子叫光，这些粒子叫光量子量子(简称光子简称光子)，光子的速度为光子的速度为c，光子的能量为，光子的能量为 2、爱因斯坦方程：、爱因斯坦方程：从方

14、程可以看出光电子从方程可以看出光电子初动能初动能和照射光的和照射光的频率成线性关系。频率成线性关系。电子只要吸收一个光子就可以从金属表面逸出，所以电子只要吸收一个光子就可以从金属表面逸出，所以无须时无须时间间的累积。的累积。光强大，光子数多，释放的光电子也多，故光强大，光子数多，释放的光电子也多，故光电流光电流也大。也大。从方程中，当初动能为零时，可得到从方程中，当初动能为零时，可得到红限频率红限频率：光电效应光电效应37德布罗意波德布罗意波 德布罗意波的波长和频率德布罗意波的波长和频率不确定关系不确定关系38 波函数的物理意义：波函数的物理意义：归一化条件归一化条件(粒子在整个空间出现的概率

15、为粒子在整个空间出现的概率为1)1)波函数波函数特征特征/标准条件标准条件：单值、有限、连续单值、有限、连续。时刻时刻 t 粒子粒子在空间在空间 处处 dV 体积内出现的概率体积内出现的概率波函数、薛定谔方程波函数、薛定谔方程39可见光可见光赖曼线系赖曼线系(nf=1)(ni=2，3，4)紫外紫外巴尔末系巴尔末系(nf=2)(ni=3，4，5.)氢原子光谱氢原子光谱40氢原子光谱氢原子光谱rn=n2r1E1=-13.6 eV光频光频电离能：电离能：4142 原子中的电子的运动状态可由四个量子原子中的电子的运动状态可由四个量子数数(n,l,ml ,ms)来表示来表示.角角量子数量子数 l 决定电子的轨道角动量决定电子的轨道角动量 磁磁量子数量子数 ml 决定轨道角动量的方向决定轨道角动量的方向 自旋自旋量子数量子数ms决定自旋角动量的方向决定自旋角动量的方向 主主量子数量子数 n 决定电子的能量决定电子的能量氢原子光谱氢原子光谱42谢谢大家！