大學(xué)物理復(fù)習(xí)提綱

1、大學(xué)物理復(fù)習(xí)綱要(下冊)第九章 靜電場一、基本要求1、理解庫侖定律2、掌握電場強度和電勢概念3、理解靜電場的高斯定理和環(huán)路定理4、熟練掌握用點電荷場強公式和疊加原理以及高斯定理求帶電系統(tǒng)電場強度的方法5、熟練掌握用點電荷的電勢公式和疊加原理以及電勢的定義式來求帶電系統(tǒng)電勢的方 法二、內(nèi)容提要1、靜電場的描述描述靜電場有兩個物理量 。電場強度和電勢。電場強度是矢量點函數(shù)， 電勢是標(biāo)量點函數(shù)。如果能求出帶電系統(tǒng)的電場強度和電勢分布的具體情況。 這個靜電場即 知。(5) 如果無窮遠(yuǎn)處電勢為零，點電荷的電勢公式:q4二；0r(1)電場強度E =Fq。點電荷的場強公式廠-1qer匚24。r(2)電勢a點

2、電勢a呻4Va 二。E.dl(V。=0)(3)a、b兩點的電勢差Vab "a -Vb 二bE.dlabT 4(4)電場力做功W 二 q。E.dl = q°(Va -必)-a2、表征靜電場特性的定理(1)真空中靜電場的咼斯定理：nqiE.ds#s0高斯定理表明靜電場是個有源場， 注意 電場強度通量只與閉合曲面內(nèi)的電荷有關(guān)，而閉合面上的場強和空間所有電荷有關(guān)(2)靜電場的環(huán)路定理：f E.dl =0表明靜電場是一種保守場，靜電力是保守力，在靜電場中可以引入電勢的概念。3、電場強度計算(1) 利用點電荷的場強公式和疊加原理求點電荷 e二1 a q2帶電體 E dqer4二；0 i

3、 a n4二；0 r(2)高斯定理求E高斯定理只能求某些對稱分布電場的電場強度，用高斯定理求電場強度關(guān)鍵在于做出一個合適的高斯面。4、電勢計算(1)用電勢的定義求電勢(E的分布應(yīng)該比較容易求出)電勢零點T 4 Va = E.dl(2)禾用點電荷的電勢公示和電勢疊加原理求電勢:dqr第十章 靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)、基本要求1、 理解靜電場中的導(dǎo)體的靜電平衡條件，能從平衡條件出發(fā)分析導(dǎo)體上電荷分布和電場 分布。2、 了解電介質(zhì)極化的微觀機理， 理解電位移矢量 D的概念，及在各向同性介質(zhì)中 D和E關(guān)系，理解電介質(zhì)中的高斯定理并會利用它求介質(zhì)中對稱電場的場強。3、理解電容的定義，能計算常用電容器的電容

4、4、了解電場能量密度的概念，能計算電場能量。、內(nèi)容提要1、靜電場中的導(dǎo)體當(dāng)導(dǎo)體處于靜電平衡時，導(dǎo)體內(nèi)部場強處處為零；導(dǎo)體內(nèi)任意兩點電勢差為零。整個導(dǎo)體是一個等勢體， 導(dǎo)體表面是一個等勢面，導(dǎo)體內(nèi)部沒有靜電荷。 電荷按表面的曲E =率分布在表面上。導(dǎo)體表面附近的場強和該處導(dǎo)體表面的電荷面密度有P的關(guān)系。2、靜電場中的電介質(zhì)電介質(zhì)的極化位于靜電場中的電解質(zhì)表面產(chǎn)生極化電荷，介質(zhì)中的場強：E = Eo E3、介質(zhì)中的高斯定理4、電容:電容的定義：計算電容器電容步驟:(1) 設(shè)電容器兩極板帶有電荷Q和Q。Vi V2 二:E.df(2) 求兩極板之間的場強分布(3) 利用電勢定義式求出兩極板之間的電勢差

5、:(4)利用電容公式求電容注：平行板電容器的電容5、電容器儲存的能量1 Q2We :2 C1 CU21QU2電場能量體密度。-。丘e 2利用能量體密度求電場能量We 二edVV為場不為零的空間三、解題的思路和方法靜電場中放置導(dǎo)體，應(yīng)先根據(jù)靜電平衡條件求出電荷分布，而后根據(jù)電荷分布求場強分布靜電場中放置電介質(zhì)，應(yīng)先根據(jù)電荷分布，求電位移矢量D，而后根據(jù)D和E的關(guān)系求E，由E分布求電勢或電勢差。恒定磁場、基本要求1、掌握描述磁場的物理量-磁感應(yīng)強度。2、理解畢奧-薩伐爾定律，能用它和疊加原理計算簡單電流的磁場。3、理解恒定電流的磁場的高斯定理和安培環(huán)路定理，學(xué)會用安培環(huán)路定理計算磁感應(yīng) 強度的方法

6、4、理解洛倫茲力和安培力公式，能分析電荷在均勻電場和磁場中的受力和運動情況， 了解磁矩概念，能計算簡單幾何形狀載流導(dǎo)體和載流平面線圈載在磁場中受的力和 力矩。、內(nèi)容提要*1、描述磁場的物理量-磁感應(yīng)強度 B矢量B矢量方向：規(guī)定為正的運動電荷在磁場中受力為零時的運動方向為該點的磁場方向。2、恒定電流在磁場中的基本定律-畢奧-薩伐爾定律dB% Idler4 二 r2式中 =4二 10T.m/AdB方向:與M e?的方向相同dB的大小為：dBSin（Idl °）r2由畢奧-薩伐爾定律求出幾種典型電流的磁場(1)無限長載流直導(dǎo)線的磁場B）(2)圓電流中心的磁場（3）長直螺線管的磁場B - A

7、0nl三、表征磁場特性的定理1、磁場的高斯定理：J B.ds =0s說明磁場是無源場真空中的安培環(huán)路定理J TB.dl = %Iin注：磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理八lii A四、磁感應(yīng)強度計算1、用畢奧-薩伐爾定律求2、用安培環(huán)路定理求 B 五、用安培環(huán)路定理解題的方法和思路用安培環(huán)路定理可以非常方便的求某些電流的磁感應(yīng)強度，具體步驟是：a）先要分析磁場分布是否具有空間的對稱性，包括軸對稱、點對稱等b） 根據(jù)磁場的對稱性特征選取適當(dāng)?shù)幕芈罚涸摶芈芬欢ㄒㄟ^求磁場的點，積分回 從積分號中提出，積分時只對回路的長度積分。六、 磁場對運動電荷和電流的作用1、磁場對運動電荷的作用力-洛倫茲力：F = q

8、 B2、磁場對載流導(dǎo)線的作用力-安培力dF =Idf BF = Idl B3、用安培力公式計算電流在磁場中受力步驟：a）根據(jù)磁場的分布情況選取合適的電流元b）由安培力公式求出電流元受力dFC）用分量式積分求出F可以證明：在均勻磁場中，任意形狀的平面載流導(dǎo) 線所受的磁力與該導(dǎo)線始終點連線相同的直導(dǎo)線所受 磁力相同，平面閉合線圈所受的合力為零。七、載流線圈在磁場中所受的磁力矩I H4M 二 m Bm 二 NISen磁力矩的大小M = NBIS si nr方向：遵循右手螺旋法則第十二章電磁感應(yīng)、基本要求1 、掌握并熟練應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律計算感應(yīng)電動勢，并判斷其方向及電勢高低。2、理解動

9、生電動勢和感生電動勢，會計算動生電動勢和感生電動勢。3、了解自感和互現(xiàn)象，會計算幾何形狀簡單的導(dǎo)體的自感和互感。4 、了解磁場能量和能量密度概念。1、內(nèi)容提要d1 、法拉第電磁感應(yīng)定律：i - 一dt一個回路，不管什么原因，只要穿過回路的磁通量隨時間變化，回路中就有感應(yīng)電動勢。應(yīng)用該式只要求出=|7Bds，若它是時間的函數(shù)，則磁通量對時間求導(dǎo)即得感應(yīng)電流，若電路閉合，回路電阻為R：式中負(fù)號是楞次定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。,1 d1 iR dt2、楞次定律判定感應(yīng)電流方向回路中感應(yīng)電流所激發(fā)的磁場，總是使它反抗任何引起感應(yīng)電流的原因。3、動生電動勢和感應(yīng)電動勢(1)動生電動勢:b呻 =(B).dlLad

10、式中為線元，B為外磁場，為線元的速度(2)感應(yīng)電動勢竺dSs dt感應(yīng)電動勢的計算公式實質(zhì)上就是法拉第電磁感應(yīng)定律, 由于B的變化引起的。不過這種通量的變化只是4、求動生電動勢和感生電動勢的思路和方法(1)導(dǎo)體或?qū)w回路在恒定磁場中運動時(即導(dǎo)體切割磁力線運動時)b斗鳴i 二 J B).dl，產(chǎn)生的電動勢為動生電動勢。應(yīng)用I*處的B和它的運動速度時，應(yīng)先選一個合適的線元dl，并注意線元所在，并注意各矢量之間的夾角。正確寫出d i = ( B).dl，而后積分，注意積分的上下限。(2)變化的磁場在其周圍空間產(chǎn)生渦旋電場，這種渦旋電場力是一種非靜電力。Ek時,仍可按法拉第電磁感定律求正是它驅(qū)使載流

11、子運動產(chǎn)生電動勢，在不要求計算 感應(yīng)電動勢。注：自感和互感電動勢的計算Ei址尬2其中 L mM2第十四章光學(xué)一、基本內(nèi)容：11.1、11.2、11.3、11.4、11.6、11.7、11.9 11.10、11.11二、基本要求：（一）光的干涉：1、理解光的相干性及獲得相干光的兩種方法；2、掌握楊氏雙縫的相干條件和條紋分布規(guī)律；3、掌握光程概念及光程差與相位差的關(guān)系；4、理解半波損失概念并掌握產(chǎn)生條件；5、掌握薄膜等厚干涉（劈尖、牛頓環(huán)）的干涉條件及條紋分布規(guī)律。（二）光的衍射：1、理解研究夫瑯禾費單縫衍射的半波帶法，掌握其條紋分布規(guī)律；2、能用光柵衍射公式確定譜線位置，了解光柵的缺級問題。（三

12、）光的偏振1、理解自然光、偏振光、部分偏振光、起偏、檢偏等概念；2、掌握馬呂斯定律；3、理解反射和折射時光的偏振現(xiàn)象，掌握布儒斯特定律。三、內(nèi)容摘要（一） 光的干涉1、 怎樣獲得相干光：將普通光源上同一點發(fā)出的光，利用雙縫（分波振面法）和反射和折射（分振幅法）使一束光“一分為二”，沿兩條不同的路徑傳播并相遇，這樣，單束的每一個波列都分成了頻率PIra 11 6楊氏規(guī)班干祿葩紋的計聲相同，振動方向相同，相位差恒定 的兩部分，當(dāng)它們相遇時，符合 相干條件，產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。2、楊氏雙縫干涉:波程差xr = r2 _ 口 = d si= d d r z產(chǎn) 2k (k = 0,1,23 )明紋x2d &#

13、39;二d |±(2k-1)' (k= 1,2,3)暗紋條紋坐標(biāo)：丄2k-d 2L 2(2k -1)- d-相鄰明紋或相鄰暗紋之間的距離3、 光程:光在介質(zhì)中通過L距離引起的相位差:nLnL為光程即光通過介質(zhì)中的幾何路程折合成的光在真空中的路程4、 等厚干涉（劈尖、牛頓環(huán)）（1 ）等厚干涉的成紋公式：垂直入射時，上下表面反射的光的光程差（假設(shè)有半波損失）= 1,2,3加強圖11-16劈尖干涉條紋的形成（3）牛頓環(huán)：光垂直入射，反射光有半波損失時，明紋半徑廠 （ 1）RV 2暗紋半徑r二-kR條紋不是等間距的。k二0，,2,3減弱(2)(a)(b)劈尖條紋分布規(guī)律：如果反射光有

14、半波損失，棱 處d=0,零級暗紋條紋等間距（C）相鄰明紋（或暗紋）對應(yīng)的劈尖的厚度差I(lǐng)"1,2,30,1,2,3（4）關(guān)于半波損失（產(chǎn)生的條件）：入射光從光疏介質(zhì)到光密介質(zhì)的反射光，相位有躍變。n1n2n3當(dāng)ni n2 n3或 m ： % :帀時，反射光無半波損失; 當(dāng)m n2 ： n3或n1 :. n2 n3時，反射光有半波損失; 當(dāng)反射光有半波損失時，透射光一定沒有半波損失。(二)光的衍射1、單縫夫瑯禾費衍射單婕衍射(1)(2)理解半波帶法。成紋規(guī)律2k_暗紋中心bsn = 1Iz(2k 1) 明紋中心 I2(k= -1,-2 )中央明紋的半角寬度為一級暗紋到中心的距離對應(yīng)的衍射角其他級明紋的寬度是中央明紋寬度的一半:2、圓孔衍射：最小分辨角入二也"22，九D物體最小間距I(1)光柵方程 (明紋條件)ra 1 -33透射式¥向布射光樹截而示羽.國 寶際鵝畫中$憂行丈超皋3、衍射光柵:光柵常數(shù)b+b'(b'為不透光部(b b )sin k (k = 0,1,2,3 )分，b為透光部分，相當(dāng)于單縫的縫寬)k b+ b(2)最大級次：km 一(3)光柵的缺級問題考慮縫與縫之間的干涉在某處出現(xiàn)光柵亮紋，但由于單縫衍射在該處是暗紋，光柵