大學(xué)物理B--知識(shí)點(diǎn)綱要

1、大學(xué)物理B（下）復(fù)習(xí)綱要2內(nèi)容提要電磁學(xué) 靜電場(chǎng) 電流與磁場(chǎng) 電磁感應(yīng)波動(dòng)光學(xué) 光的本性 干涉 衍射 偏振量子物理基礎(chǔ) 黑體輻射 愛因斯坦光電效應(yīng) 康普頓效應(yīng) 波粒二象性3一、電磁學(xué)1、靜電學(xué)部分主要討論：靜電場(chǎng)的產(chǎn)生、性質(zhì)及與物質(zhì)的相互作用1.1、靜電場(chǎng)的產(chǎn)生點(diǎn)電荷激發(fā)的靜電場(chǎng)：rerqE2041靜電場(chǎng)的電場(chǎng)疊加原理：iEE說明：如果在電介質(zhì)中，則僅需要將0替換成說明：如果是帶電體，則求和變成積分4一、電磁學(xué)1.2 靜電場(chǎng)的性質(zhì)與描述高斯定理：00)(11qqSdEis內(nèi)容：通過某個(gè)閉合曲面的電通量等于曲面內(nèi)所有電荷的代數(shù)和除以0；意義：表明靜電場(chǎng)是有源場(chǎng)，電場(chǎng)線的起點(diǎn)（終點(diǎn)）是正電荷（負(fù)電

2、荷）或者是無窮遠(yuǎn)；在對(duì)稱性較好的時(shí)候，可以用來求電場(chǎng)分布。靜電場(chǎng)的環(huán)路定理：0)(l dEl內(nèi)容：靜電場(chǎng)的環(huán)流（環(huán)路積分）等于0；意義：表明靜電場(chǎng)是保守場(chǎng)，將帶電體在靜電場(chǎng)中移動(dòng)一圈又回到起點(diǎn)，靜電力做功為0；靜電場(chǎng)的場(chǎng)線是有始有終的曲線（無旋場(chǎng)）。5一、電磁學(xué)1.2 靜電場(chǎng)的性質(zhì)與描述電場(chǎng)強(qiáng)度：qFE意義：所在場(chǎng)點(diǎn)處單位正電荷所受的力。電勢(shì)：qWl dEUPPP內(nèi)容：P點(diǎn)電勢(shì)等于把單位正電荷從該點(diǎn)移到電勢(shì)零點(diǎn)處（一般情況下為無限遠(yuǎn)處）靜電力所作的功；或該處由單位正電荷和電場(chǎng)共同組成系統(tǒng)的電勢(shì)能。說明：電勢(shì)為標(biāo)量，服從標(biāo)量的疊加原理；沿著電場(chǎng)線的方向，電勢(shì)降低；電勢(shì)（能）具有相對(duì)性，和電勢(shì)（能

3、）零點(diǎn)的選取有關(guān)系，準(zhǔn)確公式由勢(shì)能定理確定。電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)梯度的關(guān)系：UE說明：負(fù)號(hào)表示電場(chǎng)線垂直于等勢(shì)面，并指向電勢(shì)降低的方向。6一、電磁學(xué)1.2 靜電場(chǎng)的性質(zhì)與描述靜電場(chǎng)的能量：UQCUQUW22212121意義：認(rèn)為能量存儲(chǔ)在電荷上。dVwWe其中能量密度：22212121DDEEwe意義：認(rèn)為能量存儲(chǔ)在電場(chǎng)分布的區(qū)域。7一、電磁學(xué)1.3 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和介質(zhì)靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體：1、是等勢(shì)體；2、電荷只能分布在表面，無體電荷；3、導(dǎo)體內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)為0、導(dǎo)體表面附近垂直于表面，曲率大的位置場(chǎng)強(qiáng)大。靜電場(chǎng)中的介質(zhì)：1、出現(xiàn)極化（束縛）面電荷；2、形成退極化場(chǎng)，介質(zhì)內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)變?nèi)?，變成E0/r；3、不是一個(gè)

4、等勢(shì)體。8一、電磁學(xué)2、穩(wěn)恒磁場(chǎng)部分主要討論：穩(wěn)恒磁場(chǎng)的產(chǎn)生、性質(zhì)及描述、與物質(zhì)的相互作用2.1、穩(wěn)恒磁場(chǎng)的產(chǎn)生穩(wěn)恒電流激發(fā)穩(wěn)恒磁場(chǎng)（B-Ss Law)：304rrlIduBd運(yùn)動(dòng)電荷激發(fā)穩(wěn)恒磁場(chǎng)：說明：1）如果在介質(zhì)中，則僅需要將u0替換成u，下同。2）方向服從右手定則和右手螺旋定則，大小服從平方反比關(guān)系；3）磁感強(qiáng)度亦服從疊加原理。說明：大量電荷的定向運(yùn)動(dòng)形成電流：I=nqvs=js; 電流元Idl內(nèi)的載流子的數(shù)目為：dN=n.sdl.304rrvquB9一、電磁學(xué)磁場(chǎng)的高斯定理：0)(SdBs內(nèi)容：通過閉合曲面的磁通量等于0；意義：表明穩(wěn)恒磁場(chǎng)是無源場(chǎng)，磁場(chǎng)線是無頭無尾的閉合曲線。穩(wěn)恒磁

5、場(chǎng)的安培環(huán)路定理：ilIul dB0)(內(nèi)容：穩(wěn)恒磁場(chǎng)的環(huán)流（環(huán)路積分）等于通過由閉合路徑所確定的面積的所有電流之和。意義：表明穩(wěn)恒磁場(chǎng)是非保守場(chǎng)，場(chǎng)線是無頭無尾的閉合曲線（有旋場(chǎng)），并且旋轉(zhuǎn)中心就是電流；在電流的分布具有較好的對(duì)稱性時(shí)，可以用來求磁場(chǎng)。2.2、穩(wěn)恒磁場(chǎng)的性質(zhì)10一、電磁學(xué)磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力（安培力）：BlIdFd2.2、穩(wěn)恒磁場(chǎng)與物質(zhì)的相互作用磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力（洛倫茲力）：BvqF磁場(chǎng)對(duì)載流線圈（分子電流）的作用：BSIMF, 0磁化：1）順磁質(zhì)，附加磁場(chǎng)與外場(chǎng)同向ur1; 2）抗磁質(zhì)，附加磁場(chǎng)與外場(chǎng)反向ur1;11一、電磁學(xué)3.電磁感應(yīng)部分主要討論變化的電場(chǎng)和變化的磁

6、場(chǎng)相互激發(fā)的規(guī)律。1、法拉第電磁感應(yīng)定律3.1磁生電SdBdtddtdm說明：1）負(fù)號(hào)代表產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)反抗磁通量的變化，的方向既可由上式算出，也可以由楞次定律表述；2）反抗的是磁通量的變化，而不是磁通量本身，大小和磁通量的時(shí)間變化率成正比；3）當(dāng)有多匝線圈時(shí)，需要再乘以線圈匝數(shù)N。4）根據(jù)磁通量變化的原因，有動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)：l dBv動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)非靜電力為洛倫茲力感生電動(dòng)勢(shì)l dE感非靜電力為感生電場(chǎng)力說明：感生電場(chǎng)與靜電場(chǎng)不同，是有旋電場(chǎng)，場(chǎng)線閉合，旋轉(zhuǎn)中心是變化的磁場(chǎng)。12一、電磁學(xué)3.2電生磁意義：1）傳導(dǎo)電流和變化的電場(chǎng)均可產(chǎn)生（有旋）磁場(chǎng)。2）等式右邊第二項(xiàng)為位移電流，其中

7、被積函數(shù)為位移電流密度。3）全電流連續(xù)。SddtDdIl dHC13一、電磁學(xué)3.3自感與互感、磁場(chǎng)的能量互感，自感dtdiMdtMiddtdiLdtLiddtdm)(,)(dVwLiWmm221自感與互感磁場(chǎng)的能量其中磁場(chǎng)能量密度：uBuHBHwm2221212114二、波動(dòng)光學(xué)1、光的干涉cos2)cos1)(cos22010220210212121EEEEIIIIIII雙光束干涉場(chǎng)光強(qiáng)表示式：Lrr 2)(2)(121020經(jīng)常地其中：當(dāng)：.2, 1, 0,2kkLk或干涉相長(zhǎng)，形成亮紋，k為級(jí)次當(dāng)：.2, 1, 0,)21(2kkLk或干涉相消，形成暗紋，k為級(jí)次15二、波動(dòng)光學(xué)1、光

8、的干涉楊氏干涉DxdL 光程差dDx 條紋間距形成明暗相間等間距直條紋等傾干涉)2(cos2inhL光程差形成明暗相間圓環(huán)形條紋，中央條紋級(jí)次高等厚干涉2()2Lnh 光程差形成明暗相間等間距直條紋，條紋間距劈尖膜2xn 形成明暗相間圓環(huán)形條紋，中央條紋級(jí)次低牛頓環(huán)krkR16二、波動(dòng)光學(xué)2、光的衍射單縫衍射sin2,1, 2.2akk 暗紋條件零級(jí)衍射斑的半角寬度：圓孔衍射艾里斑半角寬度（同時(shí)也是光學(xué)儀器的最小分辨角）光柵衍射sin,0, 1, 2,.dkk 光柵方程實(shí)質(zhì)為縫間干涉相長(zhǎng)條件，k為主極大級(jí)次；光柵衍射形成銳利條紋波前可分成偶數(shù)個(gè)半波帶零級(jí)衍射斑的中心就是幾何像點(diǎn)/ a1.22D17二、波動(dòng)光學(xué)3、光的偏振馬呂斯定律20cosTII光的橫波性與3種偏振態(tài)，各偏振光經(jīng)檢偏器后的光強(qiáng)變化布儒斯特角（起偏角）121tannn反射光全是點(diǎn)子，透射光部分偏振18三、量子物理基礎(chǔ)1、黑體輻射斯特藩-玻