大學物理下振動和波-光學-熱學期末復習總結---2016.1

1、大學物理下.振動和波-光學-熱學期末復習總結-2021.1振動:簡諧運動的特征:振動方程x = Acos'" t +中各物理量的決定因素：振幅:2XoV0初相:tgl一 V.例如:固有頻率:由系統(tǒng)的力學性質(zhì)決定彈簧振子:單擺:振動速度:dxv 一dtsin( t )d2xa 二 2dt2A 2 cos( t1 / 14大學物理下.振動和波-光學-熱學期末復習總結-2021.1振動加速度簡諧運動的輔助技巧：旋轉矢量法旋轉矢量A與簡諧運動的對應關系簡諧運動各特征量在旋轉矢量圖中的意義2 / 14大學物理下.振動和波-光學-熱學期末復習總結-2021.1振動的能量：動能勢能Ek 二

2、1m 2A2 sin2 t 2122,一kA cos t2總能量12八2-mA 22.簡諧運動的合成同方向、同頻率 簡諧運動合成x1 = A1 cosx2 = A2 cos t合振動仍為簡諧振動x = Acos t振幅A2 二 A2 A 2AA2 cos 21相位差為：二. 2 一、=2 kk : 0,- 1,-23 / 14大學物理下.振動和波-光學-熱學期末復習總結-2021.1A A1 A2=2 -1二 2k 1 k = 0,-1,-2a=|a- a2|A sin 1A2 sin 2A cos 1A2 cos 23.練習：(1) 一簡諧振子的振動曲線如圖所 示,寫出以余弦函數(shù)表示的振動方

3、 程.答案： x = 0.04cos( t 1 )(2) 一彈簧振子沿X軸作簡諧振動(彈簧為原長時振 動物體的位置取作X軸原點).振動物體最大位移為 Xm = 0.4 m 最大恢復力為Fm = 0.8 N ,最大速度為Vm = 0.8nm/s ,又知t = 0的初位移為+0.2 m ,且初速度與 所選x軸方向相反.(1) 求振動能量；(2) 求此振動的表達式.解：(1)由題意Fm = kAA= Xm,k = Fm / Xm .1 L二 FmXm = 0.16 J 24 / 14大學物理下.振動和波-光學-熱學期末復習總結-2021.1v m v m 一、co = = A Xm由旋轉矢量法可得

4、中=1"；3由 t = 0,X0 = Acos* =0.2 m, V0可得rad /s- A sin 031 、那么振動萬程為x:0.4cos(2二t二二)3二、波動：1 .平面簡諧波波動方程- Xy = Acos (t ) u九u = 一 =T相位差與波程差之間的關系：t xy = Acosg ()T波動方程：以 坐標原點 振動方程為根底,寫由波動方程5 / 14大學物理下.振動和波-光學-熱學期末復習總結-2021.1波動曲線:2 .波的干預：波在傳播過程中相遇時的特性兩列頻率相同,振動方向平行,相位相同或相位差恒定 的波相干 波相遇時,使某些區(qū)域振動始終增強,而另一些區(qū)域振動始

5、終減 弱的現(xiàn)象.兩種判斷標準：相位差和波程差相位差A= 4 A2 A22 2AA2 cosrLLA212=2 -1 - 2 r2r1 =-2 k k= 0,1,2九二 2 -1 - 2 126741 : -2k1二k : 0,1,2九大學物理下.振動和波-光學-熱學期末復習總結-2021.1波程差<P = <P前提：12二 r2 rl -k A= Ai A2二 r2rl = -(2k 1) k=0,1,22A=|Ar a2特例：駐波,如何求反射波的波動方程？朝,10-5駐波IT-駐波方程一,. 一, x、正向 y1 = A cos 2 兀 11 )九xI 負向 y2 = A cos

6、 2 兀dt + )I'I n = nJ V2XxxA = Acos 2%(vt) + Acos 2兀dt 十 一)B九九,=2 A cos 2 兀工 cos 2 兀 v t"e.第十章波動47 / 14大學物理下.振動和波-光學-熱學期末復習總結-2021.110-5 駐波討論x駐波方程 y = 2 Acos 2 c cos 2 7r tx ._.一 .一一(1)振幅2A cos 2兀一隨x而異,與時間無關c xcos2 兀一k = 0,1,2,練習:1 (k -)第十章波動兀 k = 0,1,2,(1 )兩相干波源S1S2的振動方程分別是y = Acose t +,)和

7、y2 = Acos© t + ®). S距 P 點 3 個波長,S距P點4.5個波長.設波傳播過程中振幅不變,那么兩 波同時傳到P點時的合振幅是: 答案：0三、波動光學干預的根本思路：由相干波源產(chǎn)生的相干波在空間的疊加A= A22 2AA2 cos一一"r2.r12128 / 14大學物理下.振動和波-光學-熱學期末復習總結-2021.1由波程差的概念轉變成光程差如果光程： 媒質(zhì)折射率與光的幾何路程之積nr光程差:n2r2 n1r1干預增強 = ± k, k = 0,1,2,干預減弱=±2k+1, k= 0,1,2,1 .楊氏雙縫干預波陣面分割

8、法2 .薄膜干預注意半波損失的問題包括劈尖9 / 14大學物理下.振動和波-光學-熱學期末復習總結-2021.1衍射問題：1 .單縫夫瑯禾費衍射rbsin9-k九k = 1,2 暗紋中央1 人 、bsil 2k+1 k = 1,2 明紋中央2 九 bsin9 九中央明紋11-7單縫衍射L1當e較小時,sinh-9x = f-2 b3 二 sin b3b f章光學10 / 14大學物理下.振動和波-光學-熱學期末復習總結-2021.12 .衍射光柵光柵方程(b b )sin = k k = 0,1,2,3 .線偏振的獲得和檢驗n(i)布儒斯特定律tgi0 = 且i0+ r = 90口%馬呂斯定律

9、I = I 0 COS2 .1自然光通過偏振片后,強度為一1011 / 14大學物理下.振動和波-光學-熱學期末復習總結-2021.1四、熱學1.氣體動理論理想氣體壓強公式1 T 2 - p nmv n k33pnkT能量按自由度均分定理1任一自由度平均能量=-kT2 理想氣體內(nèi)能E= ±RT E= -iRT2M 2m iE二大叩2 一工 M 212 / 14大學物理下.振動和波-光學-熱學期末復習總結-2021.1三種統(tǒng)計速率v =vp2.熱力學1、功、熱量、內(nèi)能W =1PdV 過程量Q = mcT2 - T1過程量m ET= CvmF -狀態(tài)量 M2、熱力學第一定律及其應用等值過程Q/ E中w和的計算見附表13 / 14大學物理下.振動和波-光學-