大學物理2概念要點復習

1、總復習總復習1電磁學復習電磁學復習總復習總復習2 電電 場場 電磁感應電磁感應 磁磁 場場總復習總復習31、庫侖定律、庫侖定律r0erqq1F2214 電電 場場 復復 習習總復習總復習40 ldEL1、場強環(huán)路定理、場強環(huán)路定理-靜電場中，沿任一閉合靜電場中，沿任一閉合路路 徑的環(huán)流等于零。徑的環(huán)流等于零。含義：反映靜電場是保守力場（有勢場）含義：反映靜電場是保守力場（有勢場） iiniSqSdE01 真空中：真空中： 2、高斯定理、高斯定理：穿出任一閉合曲面的電位移通：穿出任一閉合曲面的電位移通量量 等于該曲面內所包圍的所有自由電荷的等于該曲面內所包圍的所有自由電荷的代數(shù)和。代數(shù)和。e 總

2、復習總復習5電場中電荷受到電場中電荷受到電場力電場力電場可移動電荷電場可移動電荷 作功作功出發(fā)點：出發(fā)點：電場強度電場強度電勢電勢1、定義、定義：0qFE AAAl dEqWU0EqF0 AAUqW0 EdldU 總復習總復習63、計算：、計算：以點電荷為基礎利以點電荷為基礎利用疊加原理求，電荷用疊加原理求，電荷連續(xù)分布要積分。連續(xù)分布要積分。以點電荷為基礎利以點電荷為基礎利用疊加原理求，電荷用疊加原理求，電荷連續(xù)分布要積分。連續(xù)分布要積分。rQerdqE 2041 qardqU04 ! 要合理選取積分路徑和參考點。要合理選取積分路徑和參考點。注意：注意：！若在積分路徑上場強若在積分路徑上場強

3、/電勢分布電勢分布不同應分段積分；不同應分段積分；r0erdq1Ed24 總復習總復習7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場強則只適用于某些但用于求場強則只適用于某些具有對稱性的電場。具有對稱性的電場。 分析電場線分布分析電場線分布 （球球、面面、軸軸對稱）對稱）作高斯面作高斯面(高斯面垂直或平行于電場線高斯面垂直或平行于電場線)利用典型帶電體場強分布疊加。利用典型帶電體場強分布疊加。利用典型帶電利用典型帶電體電勢分布疊加。體電勢分布疊加。應記住一些應記住一些典型的場強典型的場強和電勢分布！和電勢分布！總復習總復習82、可有、可有EU計算電勢的

4、方法計算電勢的方法1、點電荷場的電勢及疊加、點電荷場的電勢及疊加原理原理QrdQU0 04 4 iiirQU0 04 4 勢勢0rrdEU小小 結結計算場強的方法計算場強的方法1、點電荷場的場強及疊加、點電荷場的場強及疊加原理原理iiirrQE3 30 04 4 QrdQrE3 30 04 4 2、根據(jù)電勢的定義、根據(jù)電勢的定義UE （分立）（分立）（連續(xù)）（連續(xù)）（分立）（分立）（連續(xù)）（連續(xù)）xExUEU補補 充充總復習總復習9典型電場電勢典型電場電勢典型電場的場強典型電場的場強3 高斯定理高斯定理均勻帶均勻帶電直線電直線l均勻帶均勻帶電圓環(huán)電圓環(huán)均勻帶均勻帶電圓盤電圓盤方向垂直于環(huán)面方向

5、垂直于環(huán)面方向垂直于盤面方向垂直于盤面（2）R xixQE204 222012RxxRiQE 120sinsin4 xEx 210coscos4 xEy xxRRQU 22202 2204xRQU ralnlqUo 2 補補 充充iRxqxE23220)(4 總復習總復習10典型電場電勢典型電場電勢典型電場的場強典型電場的場強0 ErerqE204 球面內球面內球面外球面外rE02 02 E均勻帶均勻帶電球面電球面rqU04 RqU04 均勻帶電無均勻帶電無限長直線限長直線02 ralnU 均勻帶電無均勻帶電無限大平面限大平面02 dEdU 方向垂直于直線方向垂直于直線方向垂直于平面方向垂直于

6、平面3 高斯定理高斯定理補補 充充總復習總復習11典型電場電勢典型電場電勢典型電場的場強典型電場的場強rerqE204 球面內球面內球面外球面外R)(r RE 02 板間板間 E0 均勻帶均勻帶電球體電球體均勻帶電無均勻帶電無限長圓柱面限長圓柱面兩均勻帶異兩均勻帶異號電無限大號電無限大平面平面02 dEdU 方向垂直方向垂直于圓柱面于圓柱面方向垂直方向垂直于平面于平面reRqrE304 R)(r E 0兩板外側兩板外側0 E 02 ralnU 3 高斯定理高斯定理補補 充充)3(8220RrRqU rqU04 總復習總復習121、孤立導體的電容孤立導體的電容UqC ABBAUQUUQC 2、電

7、容器的電容、電容器的電容平板電容器平板電容器dSUqC0AB ESqddEdU ABd+-BA-q+qES 總復習總復習13204rqE RARB BA020AB1144BARRqrdrqURR ABBA0AB4RRRRUqC ABRR 當當A04RC （孤立導體球的電容）（孤立導體球的電容） dSdRC02A04 AABRdRR 當當 球形電容器球形電容器總復習總復習14RARB由高斯定理計算得：由高斯定理計算得：lrrlqrE12200 BARRABrrlqUd20ABrRRlnlq 02 AB0AB2RRlnlUqC 電容： 圓柱形電容器圓柱形電容器總復習總復習152)(21EddS 2

8、、電場能量密度、電場能量密度VWwee 任一電場，任一電場，電場的能量電場的能量: : VVeedVEdVwW221 平板電容器的能量密度平板電容器的能量密度: :221Ewe )(212SdE VE221 1、電場的能量、電場的能量 電場空間的體積電場空間的體積Q Q AUBU 適用任意電場適用任意電場221CUWe 例如：例如：導體球殼、帶電球體、球形電容器、平板電容器導體球殼、帶電球體、球形電容器、平板電容器等等總復習總復習161、畢奧畢奧-薩伐爾定律：薩伐爾定律：204relIdBdr 2、 安培環(huán)路定理：安培環(huán)路定理： ilIl dB0 3、磁場高斯定理：磁場高斯定理： SSdB0(

9、 (穩(wěn)恒磁場無源穩(wěn)恒磁場無源) )對稱磁場對稱磁場的計算的計算作用作用4、安培定律：安培定律：BlIdfd 磁場對電流元的作用力磁場對電流元的作用力安培力安培力 磁磁 場場 復復 習習更方便！更方便！總復習總復習17磁場對載流導線的安培力：磁場對載流導線的安培力： lBlIdf磁場對運動電荷的作用力磁場對運動電荷的作用力 洛侖茲力：洛侖茲力：Bqf v1、載流直導線、載流直導線的磁場的磁場aP1 2 IB)cos(cosaIB2104 無限長載流直導線aIB 20 半無限長載流直導線aIB 40 直導線延長線上0 B總復習總復習182、圓電流軸線上某點的磁場圓電流軸線上某點的磁場2322202

10、)xR(IRB 方向方向: : 右手螺旋法則右手螺旋法則大?。捍笮。簎載流圓環(huán)圓心處載流圓環(huán)圓心處: : RIB20 u載流圓弧圓心處載流圓弧圓心處: : RIRIB 42200 RxIPx3、無限、無限長直圓柱體：長直圓柱體： RrrIRrRIrB 220204、無限、無限長直載流螺線管長直載流螺線管： 外外內內00nIB 5、環(huán)形載流螺線管：環(huán)形載流螺線管： 外外內內020rNIB 總復習總復習19典型結論典型結論1)1)均勻磁場中均勻磁場中, ,一段一段任意形狀任意形狀載流載流導線所受的力，等于導線所受的力，等于電流的起點、終點與之相同的電流的起點、終點與之相同的載流載流直直導線導線所受

11、的力所受的力; ;2)2)均勻磁場中均勻磁場中, ,任意形狀任意形狀載流平面線圈載流平面線圈所受合力為零所受合力為零. .Bl dIFd 安培定律：安培力：安培力： 磁場對電流的作用力磁場對電流的作用力安培力的基本計算公式：安培力的基本計算公式： LBlIFd總復習總復習20真空中的磁場真空中的磁場電流的磁場電流的磁場磁場對電流的作用磁場對電流的作用磁場的描述磁場的描述電流元的磁場電流元的磁場 畢畢-薩定律薩定律載流導線的磁場載流導線的磁場2004rrlIdBd BdB運動電荷的磁場運動電荷的磁場2004rrqB 基本方程基本方程1、高斯定理、高斯定理2、安培環(huán)路、安培環(huán)路定理定理0 SSdB

12、 Il dBL0 磁磁感感應應線線磁感應磁感應強度強度 qFBm 磁通量磁通量 SSdB磁場磁場對電流元的對電流元的作用作用安培定理安培定理BlIdFd 磁場磁場對載流對載流導體的導體的作用作用 LBlIdF磁場對磁場對運動電運動電荷作用荷作用BqF 總復習總復習211、電磁感、電磁感應應電磁感應定律電磁感應定律dtdi 楞次定律楞次定律感應電流的方向總是反抗引起感感應電流的方向總是反抗引起感應電流的原因應電流的原因2、動生電動勢、動生電動勢 l dBiv 感生電動勢感生電動勢SdtBl dEslki 電磁感應電磁感應總復習總復習223、自感和互感、自感和互感自感系數(shù)自感系數(shù)IL 自感電動勢自

13、感電動勢dtdILl 互感系數(shù)互感系數(shù)12121IM 21212IM MMM 1221互感電動勢互感電動勢dtdIM121 dtdIM212 總復習總復習23B(1)Il dHL HB SdB(21)L(M)(1)(21)L(M)I(21)(21)(21)NH(1)4、自感和互感的計算步驟、自感和互感的計算步驟有磁介質存在的安培環(huán)路定理有磁介質存在的安培環(huán)路定理總復習總復習245、磁場能量、磁場能量自感磁能自感磁能互感磁能互感磁能磁場能量與能量密度磁場能量與能量密度221LIWm 12IMIWm BHHwm21212 VmmdVwW總復習總復習25波動光學復習波動光學復習總復習總復習26 光的

14、干涉光的干涉 光的衍射光的衍射總復習總復習27楊氏雙縫干涉的基本公式楊氏雙縫干涉的基本公式光程差光程差 d sin kdsin, 2 , 1 , 0k干涉加強干涉加強212sinkd, 2 , 1 , 0k干涉減弱干涉減弱總復習總復習28級暗紋中心第級明紋中心第kkdDkkkdDkx2 , 1 , 02) 12(2 , 1 , 0Dxtgsin焦距f條紋距中央明紋的距離：干涉條紋寬度干涉條紋寬度 dDyyykk 1總復習總復習29光強公式光強公式 IIIII cos22121 干涉極大干涉極小0max4II 0min I由光強和振幅的關系可知，干涉光強由光強和振幅的關系可知，干涉光強 ： 總復

15、習總復習30薄膜干涉的基本公式薄膜干涉的基本公式減弱加強, 2 , 1 , 02) 12(, 2 , 1)2(sin222122kkkkinnd光程差光程差等傾干涉等厚干涉總復習總復習31對于三種不同的媒質，兩反射光之間有無半波損失：對于三種不同的媒質，兩反射光之間有無半波損失：n1 n2 n2 n3 無無n1 n3 有；有； n1 n2 n3 有有由光疏介質射向光密介質由光疏介質射向光密介質 有半波損失有半波損失 1、反射光：、反射光： 由光密介質射向光疏介質由光密介質射向光疏介質 無半波損失無半波損失 2、透射光：、透射光： 無半波損失無半波損失 總復習總復習32任意相鄰明條紋對應的任意相

16、鄰明條紋對應的厚度差：厚度差：sin2sin1nddbkk任意相鄰明條紋任意相鄰明條紋(或暗條或暗條紋紋)之間的距離之間的距離 b為：為：ndddkk21零級暗紋零級暗紋平行于棱邊的等間距直線條紋平行于棱邊的等間距直線條紋內疏外密內疏外密同心圓環(huán)同心圓環(huán)中心級數(shù)明暗不定中心級數(shù)明暗不定)2(sin222122innd總復習總復習331、屏幕上明暗條紋的位置由下式決定、屏幕上明暗條紋的位置由下式決定中中央央明明紋紋次次明明紋紋暗暗紋紋0sin)46. 2 ,43. 1(sin), 2 , 1(sin aakka2、屏幕上條紋間距、屏幕上條紋間距中央明條紋的線寬度中央明條紋的線寬度fax 2 中央

17、明條紋的角寬度中央明條紋的角寬度a 22 總復習總復習341、光柵衍射是單縫衍射與多縫干涉的綜合效應、光柵衍射是單縫衍射與多縫干涉的綜合效應，其，其特點是：明紋亮而細窄，兩明紋之間形成一片暗區(qū)。特點是：明紋亮而細窄，兩明紋之間形成一片暗區(qū)。2、屏幕上主極大位置由、屏幕上主極大位置由光柵公式光柵公式決定決定(a+b)sin =k k=0, 1, 2, 3、 缺級公式缺級公式 kabak)2, 1(k明明紋紋光光柵柵干干涉涉kdsin暗暗紋紋單單縫縫衍衍射射sinka總復習總復習354、屏幕上出現(xiàn)主明紋的最高級次、屏幕上出現(xiàn)主明紋的最高級次 bak 5、第、第 k 級主極大半角寬級主極大半角寬kk

18、Nd cos Nd 0中央主極大：中央主極大：總復習總復習36量子物理復習量子物理復習總復習總復習37主要內容主要內容康普頓效應康普頓效應光電效應光電效應黑體輻射黑體輻射德布羅意波德布羅意波不確定關系不確定關系波函數(shù)、薛定諤方程波函數(shù)、薛定諤方程氫原子光譜氫原子光譜總復習總復習38能完全吸收照射到它上面的各種頻率的能完全吸收照射到它上面的各種頻率的電磁輻射電磁輻射, ,而無反射的物體而無反射的物體. .黑體黑體:2、描述熱輻射的物理量描述熱輻射的物理量1、熱輻射、熱輻射: :物體中的分子、原子受到熱激發(fā)而發(fā)物體中的分子、原子受到熱激發(fā)而發(fā)射電磁輻射的現(xiàn)象。射電磁輻射的現(xiàn)象。 （1 1）單色輻射

19、出射度單色輻射出射度 （2 2）輻出度輻出度總復習總復習39斯特藩斯特藩玻爾茲曼定律玻爾茲曼定律40)()(TdTET 428KmW10670. 5 維恩位移定律維恩位移定律bTm Kmb 310898. 2總復習總復習401、 光子假設光子假設：光可以看成一種粒子流：光可以看成一種粒子流 ，這些粒子叫光，這些粒子叫光量子量子(簡稱光子簡稱光子)， 光子的速度為光子的速度為c，光子的能量為，光子的能量為 h=2、愛因斯坦方程：、愛因斯坦方程： Amh 2021v 從方程可以看出光電子從方程可以看出光電子初動能初動能和照射光的和照射光的頻率成線性關系。頻率成線性關系。電子只要吸收一個光子就可以從金屬表面逸出，所以電子只要吸收一個光子就可以從金屬表面逸出，所以無須時無須時間間的累積。的累積。光強大，光子數(shù)多，釋放的光電子也多，故光強大，光子數(shù)多，釋放的光電子也多，故光電流光電流也大。也大。從方程中，當初動能為零時，可得到從方程中，當初動能為零時，可得到紅限頻率紅限頻率：hA/