文科大物復(fù)習(xí)課件1

1、第三章第三章 從靜電現(xiàn)象到電磁波從靜電現(xiàn)象到電磁波一、電荷的基本性質(zhì)一、電荷的基本性質(zhì)電荷有兩種：電荷有兩種：正電荷正電荷與與負(fù)電荷負(fù)電荷。同號(hào)相斥，異號(hào)相吸。同號(hào)相斥，異號(hào)相吸。電荷守恒定律電荷守恒定律：存在于孤立系統(tǒng)內(nèi)部的正電荷與負(fù)電：存在于孤立系統(tǒng)內(nèi)部的正電荷與負(fù)電荷的代數(shù)和恒定不變。荷的代數(shù)和恒定不變。二、庫(kù)侖定律二、庫(kù)侖定律真空中，兩個(gè)真空中，兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷靜止的點(diǎn)電荷之間相互作用力的大小，之間相互作用力的大小，與它們的電量的乘積成正比，與它們之間距離的平方與它們的電量的乘積成正比，與它們之間距離的平方成反比。成反比。作用力的方向作用力的方向沿著它們的連線(xiàn)。同號(hào)電荷相沿著它們的連線(xiàn)

2、。同號(hào)電荷相斥，異號(hào)電荷相吸。斥，異號(hào)電荷相吸。erqqkF22112 xyz+q1+q221F12Fe2r1r12rO令令041 kNmC1085. 822120 erqqF2021124 真空介電常數(shù)真空介電常數(shù) 真空電容率真空電容率 SI中庫(kù)侖定律的常用形式中庫(kù)侖定律的常用形式電量電量q的單位：庫(kù)的單位：庫(kù)侖侖符號(hào)：符號(hào)：C三、奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)三、奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng) 四、安培提出著名的四、安培提出著名的“磁性起源假說(shuō)磁性起源假說(shuō)” 一切物質(zhì)的磁性皆起源于內(nèi)部的電流，構(gòu)成磁一切物質(zhì)的磁性皆起源于內(nèi)部的電流，構(gòu)成磁性物質(zhì)的每個(gè)微粒都存在著永不停息的環(huán)形電流，性物質(zhì)的每個(gè)微粒都存在著永不

3、停息的環(huán)形電流，此環(huán)形電流使微粒顯示出磁性，此環(huán)形電流使微粒顯示出磁性，N極和極和S極分布在環(huán)極分布在環(huán)形電流的兩側(cè)。形電流的兩側(cè)。 安培通過(guò)理論研究，提出了計(jì)算兩載流回路之安培通過(guò)理論研究，提出了計(jì)算兩載流回路之間的相互作用力的方法。對(duì)于作用在兩載流直導(dǎo)線(xiàn)間的相互作用力的方法。對(duì)于作用在兩載流直導(dǎo)線(xiàn)的長(zhǎng)度為的長(zhǎng)度為l的一段上的力為的一段上的力為 ldIIF2210 270N/A104 其中其中I1和和I2 是兩導(dǎo)線(xiàn)中的電流大小，在國(guó)際單位制是兩導(dǎo)線(xiàn)中的電流大小，在國(guó)際單位制中取安培（中取安培（A）為單位。）為單位。d為兩平行導(dǎo)線(xiàn)間的距離，為兩平行導(dǎo)線(xiàn)間的距離，常量常量 為真空磁導(dǎo)率，為真空磁

4、導(dǎo)率， 0 兩平行的無(wú)限長(zhǎng)載流直導(dǎo)線(xiàn)間的相互作用力兩平行的無(wú)限長(zhǎng)載流直導(dǎo)線(xiàn)間的相互作用力負(fù)號(hào)表示負(fù)號(hào)表示I1和和I2同向時(shí)為吸力（同向時(shí)為吸力（F0）。）。五、創(chuàng)造性的科學(xué)思維五、創(chuàng)造性的科學(xué)思維磁感線(xiàn)與場(chǎng)概念的引入磁感線(xiàn)與場(chǎng)概念的引入 法拉第法拉第認(rèn)為：磁感線(xiàn)顯示了在磁體周?chē)臻g是認(rèn)為：磁感線(xiàn)顯示了在磁體周?chē)臻g是物理空間，其中存在物理空間，其中存在“磁場(chǎng)磁場(chǎng)”。利用磁感線(xiàn)在空間。利用磁感線(xiàn)在空間分布的分布的疏密程度疏密程度可以直觀地描述可以直觀地描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱磁場(chǎng)的強(qiáng)弱?！懊苊堋北硎颈硎?“強(qiáng)強(qiáng)”，“稀稀”表示表示“弱弱”。圓電流圓電流螺線(xiàn)管螺線(xiàn)管 在磁感線(xiàn)上某點(diǎn)的在磁感線(xiàn)上某點(diǎn)的切線(xiàn)切線(xiàn)

5、方向?yàn)樵擖c(diǎn)磁場(chǎng)的方向方向?yàn)樵擖c(diǎn)磁場(chǎng)的方向。人們。人們又規(guī)定磁場(chǎng)的方向是將小磁針又規(guī)定磁場(chǎng)的方向是將小磁針?lè)旁谠擖c(diǎn)時(shí)，北極所指方向。放在該點(diǎn)時(shí)，北極所指方向。 長(zhǎng)直電流長(zhǎng)直電流長(zhǎng)直電流周?chē)〈裴樀娜∠蜷L(zhǎng)直電流周?chē)〈裴樀娜∠蛴沂侄▌t右手定則 類(lèi)似地，可用電場(chǎng)線(xiàn)在空間分布的疏密程度來(lái)類(lèi)似地，可用電場(chǎng)線(xiàn)在空間分布的疏密程度來(lái)描述電場(chǎng)強(qiáng)弱。某點(diǎn)處的電場(chǎng)方向即為電場(chǎng)線(xiàn)的切描述電場(chǎng)強(qiáng)弱。某點(diǎn)處的電場(chǎng)方向即為電場(chǎng)線(xiàn)的切線(xiàn)方向，且規(guī)定為正電荷在該點(diǎn)的受力方向。線(xiàn)方向，且規(guī)定為正電荷在該點(diǎn)的受力方向。幾種電荷分布的電場(chǎng)線(xiàn)圖幾種電荷分布的電場(chǎng)線(xiàn)圖 電場(chǎng)線(xiàn)的特點(diǎn)：電場(chǎng)線(xiàn)的特點(diǎn)：磁場(chǎng)線(xiàn)的特點(diǎn)：磁場(chǎng)線(xiàn)的特點(diǎn)：無(wú)頭無(wú)尾的

6、閉合曲線(xiàn)無(wú)頭無(wú)尾的閉合曲線(xiàn)與電流套連與電流套連與電流成右手螺旋關(guān)系與電流成右手螺旋關(guān)系電場(chǎng)線(xiàn)起始于正電荷電場(chǎng)線(xiàn)起始于正電荷( (或無(wú)窮遠(yuǎn)處或無(wú)窮遠(yuǎn)處) )，終止于負(fù)，終止于負(fù)電荷電荷( (或無(wú)窮遠(yuǎn)處或無(wú)窮遠(yuǎn)處) )，不會(huì)在沒(méi)有電荷處中斷；，不會(huì)在沒(méi)有電荷處中斷；電場(chǎng)線(xiàn)不會(huì)形成閉合曲線(xiàn)；電場(chǎng)線(xiàn)不會(huì)形成閉合曲線(xiàn)；沒(méi)有電荷處，任意兩條電場(chǎng)線(xiàn)不會(huì)相交。沒(méi)有電荷處，任意兩條電場(chǎng)線(xiàn)不會(huì)相交。 1電荷所受的電場(chǎng)力電荷所受的電場(chǎng)力EqF 利用庫(kù)侖定律，可知利用庫(kù)侖定律，可知點(diǎn)電荷點(diǎn)電荷在其在其周?chē)程幍闹車(chē)程幍腜點(diǎn)所產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度點(diǎn)所產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度 erqE2041 六、帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中所受的力和場(chǎng)強(qiáng)

7、六、帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中所受的力和場(chǎng)強(qiáng) 的定義的定義qPq0Eer0qFE 電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度定義定義:電場(chǎng)中任一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，在數(shù)值和電場(chǎng)中任一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，在數(shù)值和方向上等于靜止于該點(diǎn)的單位正電荷所受的力。方向上等于靜止于該點(diǎn)的單位正電荷所受的力。國(guó)際單位制單位：國(guó)際單位制單位： N/C 2運(yùn)動(dòng)電荷所受的磁場(chǎng)力運(yùn)動(dòng)電荷所受的磁場(chǎng)力 sinvBqF sinvqFB 在國(guó)際單位制中，在國(guó)際單位制中，B的單位是特斯拉（的單位是特斯拉（Tesla），用），用符號(hào)符號(hào)T表示表示 洛侖茲力洛侖茲力BvqF 方向：右手螺旋法則方向：右手螺旋法則大?。捍笮。?mAN 1T 1 /式中式中 為為磁感應(yīng)強(qiáng)度磁

8、感應(yīng)強(qiáng)度，由上，由上式可定義磁感應(yīng)強(qiáng)度大小式可定義磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B洛倫茲力洛倫茲力（1）質(zhì)譜儀質(zhì)譜儀實(shí)際應(yīng)用：實(shí)際應(yīng)用：rvmvBq2 Bqmvr 質(zhì)譜儀的原理圖質(zhì)譜儀的原理圖測(cè)量粒子質(zhì)量的重要裝置測(cè)量粒子質(zhì)量的重要裝置BqmT 2 vrT 2 回旋周期：回旋周期：回旋頻率：回旋頻率：Tf1 mBq 2 回旋半徑與粒子速度成正比，回旋半徑與粒子速度成正比，但回旋周期與粒子速度無(wú)關(guān)。但回旋周期與粒子速度無(wú)關(guān)。vinB+qFr注意注意在原子核物理和高能物理實(shí)驗(yàn)中，用來(lái)加速帶電粒子在原子核物理和高能物理實(shí)驗(yàn)中，用來(lái)加速帶電粒子 Bqmvr （2）回旋加速器回旋加速器習(xí)題習(xí)題3-2 兩個(gè)帶電粒子運(yùn)動(dòng)在

9、均勻磁場(chǎng)中，粒子兩個(gè)帶電粒子運(yùn)動(dòng)在均勻磁場(chǎng)中，粒子1所帶所帶電荷量為電荷量為q1=3.60C，速率為，速率為v1=862m/s，速度方向與，速度方向與磁場(chǎng)方向成磁場(chǎng)方向成90，所受磁場(chǎng)力，所受磁場(chǎng)力F1為為4.2510-3N。粒子。粒子2所帶電荷量所帶電荷量q2=53.0C ，速度，速度v2=1.3103m/s ，速度方，速度方向與磁場(chǎng)方向夾角為向與磁場(chǎng)方向夾角為55 ，試求，試求：(a) 均勻磁場(chǎng)的磁均勻磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度；感應(yīng)強(qiáng)度；(b) 作用在帶電粒子作用在帶電粒子2上的磁場(chǎng)力的大小。上的磁場(chǎng)力的大小。 解：解：(a) 運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受的力：運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受的力：BvqF 力的大小

10、：力的大?。?sinqvBF 則磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。簞t磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小： sinqvFB )T(37. 190sin8621060. 31025. 463 (2) 粒子粒子2在磁場(chǎng)中所受的力的大?。涸诖艌?chǎng)中所受的力的大?。?N(0773. 055sin37. 1103 . 1100 .53362 F 為了定量描述通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)回路所圍面積的磁感線(xiàn)數(shù)為了定量描述通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)回路所圍面積的磁感線(xiàn)數(shù)目的變化，引入目的變化，引入磁通量磁通量 引入磁通量后，導(dǎo)線(xiàn)回路中感應(yīng)電流的產(chǎn)生條引入磁通量后，導(dǎo)線(xiàn)回路中感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件歸結(jié)為：通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)回路的件歸結(jié)為：通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)回路的磁通量發(fā)生了變化磁通量發(fā)生了變化。 七、磁通量

11、七、磁通量 SSBne cosBSBS cosnBSSeBSB neSS SB 單位：韋伯單位：韋伯(Wb)1 Wb = 1 Tm2楞次定律楞次定律是判斷感應(yīng)電流方向的法則：閉合回是判斷感應(yīng)電流方向的法則：閉合回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向，總是使感應(yīng)電流所產(chǎn)路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向，總是使感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)生的磁場(chǎng)阻礙阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。 八、楞次定律八、楞次定律 Iab例：流過(guò)電阻例：流過(guò)電阻R的電流方向如何？的電流方向如何？R解：由左側(cè)電路中的電流在右側(cè)解：由左側(cè)電路中的電流在右側(cè)線(xiàn)圈中產(chǎn)生垂直線(xiàn)圈平面向里的線(xiàn)圈中產(chǎn)生垂直線(xiàn)圈平面向里的磁通量。當(dāng)滑線(xiàn)變阻

12、器的電阻減磁通量。當(dāng)滑線(xiàn)變阻器的電阻減小時(shí)，電流增大，向里的磁通量小時(shí)，電流增大，向里的磁通量增大。根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流增大。根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)阻礙向里的磁通量增大，因此產(chǎn)生向外的產(chǎn)生的磁場(chǎng)阻礙向里的磁通量增大，因此產(chǎn)生向外的磁通量。由右手定則，向外的磁通量由逆時(shí)針?lè)较虻拇磐?。由右手定則，向外的磁通量由逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流產(chǎn)生，所以流過(guò)電阻感應(yīng)電流產(chǎn)生，所以流過(guò)電阻R的電流方向?yàn)榈碾娏鞣较驗(yàn)閍 b。 引入感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)引入感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 比感應(yīng)電流更能反映電磁感比感應(yīng)電流更能反映電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)，應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)，電磁感應(yīng)定律電磁感應(yīng)定律為：為：tN 九、法拉第電磁感應(yīng)定律及其應(yīng)用九、

13、法拉第電磁感應(yīng)定律及其應(yīng)用 當(dāng)穿過(guò)回路所包圍面積的磁通量發(fā)生變化時(shí)，回路當(dāng)穿過(guò)回路所包圍面積的磁通量發(fā)生變化時(shí)，回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與穿過(guò)回路的中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與穿過(guò)回路的磁通量對(duì)磁通量對(duì)時(shí)間的變化率時(shí)間的變化率成正比。成正比。負(fù)號(hào)負(fù)號(hào)意味著意味著 總是與磁通量變化的符號(hào)相反，總是與磁通量變化的符號(hào)相反，說(shuō)明說(shuō)明感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向總是阻止磁通量變化感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向總是阻止磁通量變化 。tN 為通過(guò)導(dǎo)體回路的磁通量為通過(guò)導(dǎo)體回路的磁通量表示間隔表示間隔t時(shí)間時(shí)間的改變量的改變量=后后前前N為回路線(xiàn)圈的圈數(shù)為回路線(xiàn)圈的圈數(shù) 的單位：的單位：伏特伏特，用符號(hào)，用符號(hào)V表示。表示。1V

14、= 1 Wb / stNdd 一般地一般地例：通一個(gè)線(xiàn)圈的磁通量按例：通一個(gè)線(xiàn)圈的磁通量按 = ( t2-4t) 10-1的關(guān)系變的關(guān)系變化，式中磁通量的單位為韋伯，時(shí)間單位為秒，求：化，式中磁通量的單位為韋伯，時(shí)間單位為秒，求：t =0和和t=2s時(shí)，穿過(guò)回路的磁通量和回路中的感應(yīng)電動(dòng)時(shí)，穿過(guò)回路的磁通量和回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分別是多少？勢(shì)分別是多少？解：解：t = 0 時(shí)，時(shí)， = ( 02-4 0) 10-1 = 0 (Wb)V(4 . 010)42(01 tt t = 2 s 時(shí)，時(shí)， = ( 22-4 2) 10-1 = 0.4 (Wb)V(010)42(21 tt 第四章第四章 光的

15、本性是什么光的本性是什么? ?一、牛頓的微粒說(shuō)一、牛頓的微粒說(shuō) 牛頓認(rèn)為：牛頓認(rèn)為：光是發(fā)光體所射出的一群微小粒子光是發(fā)光體所射出的一群微小粒子，它們一個(gè)接著一個(gè)地迅速發(fā)射出來(lái)，以直線(xiàn)行進(jìn)，它們一個(gè)接著一個(gè)地迅速發(fā)射出來(lái)，以直線(xiàn)行進(jìn)，人們感覺(jué)不到相繼兩個(gè)之間的時(shí)間間隔。人們感覺(jué)不到相繼兩個(gè)之間的時(shí)間間隔。 牛頓的微粒說(shuō)能夠解釋光的牛頓的微粒說(shuō)能夠解釋光的直線(xiàn)傳播、反射、直線(xiàn)傳播、反射、折射折射等現(xiàn)象。等現(xiàn)象。 二、惠更斯的波動(dòng)說(shuō)二、惠更斯的波動(dòng)說(shuō) 每一時(shí)刻的波前上各點(diǎn)都可看成是新的子波每一時(shí)刻的波前上各點(diǎn)都可看成是新的子波源，從它們發(fā)出的各個(gè)球形子波在下一時(shí)刻的共同包源，從它們發(fā)出的各個(gè)球形子

16、波在下一時(shí)刻的共同包絡(luò)面就是下一時(shí)刻的新波前。絡(luò)面就是下一時(shí)刻的新波前。 惠更斯原理惠更斯原理 惠更斯在笛卡兒、胡克等人的基礎(chǔ)上提出了惠更斯在笛卡兒、胡克等人的基礎(chǔ)上提出了光是振動(dòng)光是振動(dòng)傳播傳播的假說(shuō)。的假說(shuō)。abbasinsinnn 三、光疏介質(zhì)與光密介質(zhì)三、光疏介質(zhì)與光密介質(zhì) 光從介質(zhì)光從介質(zhì)a以入射角以入射角a進(jìn)入介質(zhì)進(jìn)入介質(zhì)b，折射角為，折射角為b，則，則斯涅耳定律斯涅耳定律 通常對(duì)兩種介質(zhì)而言，通常對(duì)兩種介質(zhì)而言， 光密介質(zhì)光密介質(zhì)：折射率較大的介質(zhì)，光速較小。：折射率較大的介質(zhì)，光速較小。 光疏介質(zhì)光疏介質(zhì)：折射率較小的介質(zhì)，光速較大。：折射率較小的介質(zhì)，光速較大。 真空中，折射

17、率真空中，折射率n=1，在真空中的光速，在真空中的光速c最大。最大。 12criarcsinnn )(21nn 四、光的全反射四、光的全反射 全反射全反射：一束光：一束光從光密介質(zhì)從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，當(dāng)入射角大于某，當(dāng)入射角大于某臨界角時(shí)，光將全部反射回來(lái)。臨界角時(shí)，光將全部反射回來(lái)。 12crisin90sinnn 應(yīng)用舉例：光纖應(yīng)用舉例：光纖 習(xí)題習(xí)題4-4 當(dāng)光從水中出射時(shí)（外面是空氣），發(fā)生全當(dāng)光從水中出射時(shí)（外面是空氣），發(fā)生全反射的臨界角為多大？反射的臨界角為多大？ 解：由斯涅耳定律：解：由斯涅耳定律：abbasinsinnn 當(dāng)光從水中射入空氣中，入射角當(dāng)光從水中

18、射入空氣中，入射角 a cri時(shí)，折射角時(shí)，折射角b=/2。當(dāng)。當(dāng) a cri時(shí)，入射光在水和空氣界面上將發(fā)時(shí)，入射光在水和空氣界面上將發(fā)生全發(fā)射。生全發(fā)射。33. 11sinabcri nn 8 .4833. 11arcsincri 相干條件相干條件相同的頻率相同的頻率 有穩(wěn)定的相位差有穩(wěn)定的相位差 相同的振動(dòng)方向相同的振動(dòng)方向 雙縫干涉雙縫干涉五、雙縫干涉五、雙縫干涉雙縫干涉條紋雙縫干涉條紋dLy 在原點(diǎn)在原點(diǎn)O 處產(chǎn)生亮條處產(chǎn)生亮條紋紋，其兩側(cè)依次產(chǎn)，其兩側(cè)依次產(chǎn)生暗、明相間的條生暗、明相間的條紋，兩條相鄰的亮紋，兩條相鄰的亮條紋（或暗條紋）條紋（或暗條紋）的間隔等于的間隔等于 六、單縫

19、衍射和單孔衍射六、單縫衍射和單孔衍射 儀器分辨率儀器分辨率1單縫衍射單縫衍射 不同于雙縫干涉，不同于雙縫干涉，單縫衍射單縫衍射中央亮條紋中央亮條紋特別寬特別寬，集中了約，集中了約90%的光強(qiáng)，近似為的光強(qiáng)，近似為原來(lái)單縫的像。原來(lái)單縫的像。 當(dāng)波遇到障礙物時(shí)，它將當(dāng)波遇到障礙物時(shí)，它將偏離直線(xiàn)傳播偏離直線(xiàn)傳播，這種現(xiàn)，這種現(xiàn)象叫象叫波的衍射波的衍射。單縫衍射圖樣單縫衍射圖樣 當(dāng)當(dāng)縫寬比波長(zhǎng)小得縫寬比波長(zhǎng)小得多多時(shí)，衍射圖樣明顯，時(shí)，衍射圖樣明顯，而當(dāng)縫寬比波長(zhǎng)大得多而當(dāng)縫寬比波長(zhǎng)大得多時(shí)則觀察不到衍射圖樣。時(shí)則觀察不到衍射圖樣。d 22. 1sin 2圓孔衍射圓孔衍射菲涅耳圓孔衍射圖樣菲涅耳圓

20、孔衍射圖樣衍射圖樣中第一暗環(huán)對(duì)小孔中心衍射圖樣中第一暗環(huán)對(duì)小孔中心的張角為的張角為波長(zhǎng)波長(zhǎng)一定時(shí)，一定時(shí)，d 越小，越小， 越大，越大，即光轉(zhuǎn)彎越厲害。即光轉(zhuǎn)彎越厲害。3儀器分辨率儀器分辨率D 22. 1min 習(xí)題習(xí)題4-2 設(shè)一輛汽車(chē)兩個(gè)頭燈之間的距離為設(shè)一輛汽車(chē)兩個(gè)頭燈之間的距離為1.1m，光，光波長(zhǎng)為波長(zhǎng)為460nm，人目瞳孔直徑為，人目瞳孔直徑為5mm，眼球的平均折，眼球的平均折射率為射率為n=1.36，試用公式，試用公式 min =1.22(/nD) ，證明人，證明人目剛能分辨遠(yuǎn)處汽車(chē)頭燈仍為分開(kāi)的兩個(gè)光點(diǎn)時(shí)汽車(chē)目剛能分辨遠(yuǎn)處汽車(chē)頭燈仍為分開(kāi)的兩個(gè)光點(diǎn)時(shí)汽車(chē)的最遠(yuǎn)距離約的最遠(yuǎn)距離約

21、L=13000m。證明：人目的最小分辨角為證明：人目的最小分辨角為)rad(1025. 810536. 11046022. 122. 1539min nD dL則最遠(yuǎn)距離：則最遠(yuǎn)距離：2/1025. 82/1 . 12/2/)2/tan(2/5 ddL)m(13333 光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)七、光電效應(yīng)和愛(ài)因斯坦的七、光電效應(yīng)和愛(ài)因斯坦的“光子光子”假設(shè)假設(shè)光電效應(yīng)光電效應(yīng)：光照到金屬表面時(shí)，：光照到金屬表面時(shí)，電子從金屬表面逸出的現(xiàn)象。電子從金屬表面逸出的現(xiàn)象。光電效應(yīng)的本質(zhì)光電效應(yīng)的本質(zhì)：金屬內(nèi)的自：金屬內(nèi)的自由電子，在光的輻射下，吸收光由電子，在光的輻射下，吸收光的能量而逸出金屬表面。

22、的能量而逸出金屬表面。光電子光電子光電流光電流 光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置經(jīng)典波動(dòng)理論解釋經(jīng)典波動(dòng)理論解釋1實(shí)驗(yàn)事實(shí)實(shí)驗(yàn)事實(shí)入射光的光強(qiáng)越大，則從金入射光的光強(qiáng)越大，則從金屬逸出的光電子的最大初動(dòng)屬逸出的光電子的最大初動(dòng)能也就越大；能也就越大； 光電子的最大初動(dòng)能光電子的最大初動(dòng)能隨入射光的頻率線(xiàn)性隨入射光的頻率線(xiàn)性增加，而與入射光的增加，而與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)。強(qiáng)度無(wú)關(guān)。2金屬中的電子可連續(xù)不斷地金屬中的電子可連續(xù)不斷地吸收光的能量，只要光照時(shí)吸收光的能量，只要光照時(shí)間足夠長(zhǎng)，其頻率再小也總間足夠長(zhǎng)，其頻率再小也總是能夠獲得足夠能量而逸出，是能夠獲得足夠能量而逸出，不應(yīng)存在截止頻率；

23、不應(yīng)存在截止頻率；當(dāng)當(dāng) min，光，光電子會(huì)立即從金屬表電子會(huì)立即從金屬表面逸出。面逸出。矛盾矛盾 光的波動(dòng)說(shuō)解釋不了光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律光的波動(dòng)說(shuō)解釋不了光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律 愛(ài)因斯坦假定光的愛(ài)因斯坦假定光的能量是量子化的能量是量子化的，這里的能量子，這里的能量子后來(lái)被稱(chēng)為光量子或后來(lái)被稱(chēng)為光量子或光子光子。假設(shè)其它情況都相同，則。假設(shè)其它情況都相同，則逸逸出金屬表面的光電子的數(shù)目將正比于入射光的強(qiáng)度出金屬表面的光電子的數(shù)目將正比于入射光的強(qiáng)度。Wh min WheU 0每個(gè)光子的能量是與頻率每個(gè)光子的能量是與頻率 成正比成正比 hE 愛(ài)因斯坦光電方程：愛(ài)因斯坦光電方程：W：逸出功逸出功Whmv

24、 2m21臨界頻率（閾頻率）臨界頻率（閾頻率）min 使光電流為零的遏止電壓使光電流為零的遏止電壓U0 普朗克常數(shù)：普朗克常數(shù)： h = 6.626 10-34 J/s 光在傳播時(shí)顯示了波動(dòng)性，在與物質(zhì)相互作用而光在傳播時(shí)顯示了波動(dòng)性，在與物質(zhì)相互作用而轉(zhuǎn)移能量時(shí)顯示出了粒子性，轉(zhuǎn)移能量時(shí)顯示出了粒子性，兩者不會(huì)同時(shí)顯示出來(lái)兩者不會(huì)同時(shí)顯示出來(lái)。八、光的波粒二象性八、光的波粒二象性1909年，愛(ài)因斯坦明確地提出了年，愛(ài)因斯坦明確地提出了光的波粒二象性光的波粒二象性，并，并說(shuō)這說(shuō)這“可以被理解為波動(dòng)理論和微粒說(shuō)的一種統(tǒng)一可以被理解為波動(dòng)理論和微粒說(shuō)的一種統(tǒng)一”。 他提出兩個(gè)著名的關(guān)系式：他提出兩

25、個(gè)著名的關(guān)系式： hE hp 光的波動(dòng)性用光波的波長(zhǎng)和頻率描述，光的粒子性用光的波動(dòng)性用光波的波長(zhǎng)和頻率描述，光的粒子性用光子的質(zhì)量、能量和動(dòng)量描述，光子的質(zhì)量、能量和動(dòng)量描述，二者通過(guò)普朗克常數(shù)二者通過(guò)普朗克常數(shù)h相聯(lián)系相聯(lián)系。第二章第二章 經(jīng)典力學(xué)的建立和發(fā)展經(jīng)典力學(xué)的建立和發(fā)展一、參考系與坐標(biāo)系一、參考系與坐標(biāo)系 運(yùn)動(dòng)的描述具有相對(duì)性，被選運(yùn)動(dòng)的描述具有相對(duì)性，被選做參考的物體叫參考系。例如，做參考的物體叫參考系。例如，地面參考系、太陽(yáng)參考系。地面參考系、太陽(yáng)參考系。在參考系中可以固定一個(gè)坐標(biāo)系。在參考系中可以固定一個(gè)坐標(biāo)系。xyzOyxzP (x,y,z)二、質(zhì)點(diǎn)二、質(zhì)點(diǎn) 忽略物體大小

26、形狀，而保留物體總質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)特忽略物體大小形狀，而保留物體總質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)特征，則物體抽象為質(zhì)點(diǎn)。征，則物體抽象為質(zhì)點(diǎn)。條件：涉及的距離比物體尺寸大得多，或只有平動(dòng)。條件：涉及的距離比物體尺寸大得多，或只有平動(dòng)。 三、位矢和運(yùn)動(dòng)函數(shù)三、位矢和運(yùn)動(dòng)函數(shù)xyzOPi xj ykzr質(zhì)點(diǎn)位置質(zhì)點(diǎn)位置P 用位置矢量用位置矢量 (位矢位矢) 表示表示kzj yi xr 大小：大?。?22zyxrr )(tr當(dāng)當(dāng)P 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，得運(yùn)動(dòng)函數(shù)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，得運(yùn)動(dòng)函數(shù)ktzjtyitx)()()( 或或)(),(),(tzztyytxx 四、速度和速率四、速度和速率速度速度( (瞬時(shí)速度瞬時(shí)速度) )：描寫(xiě)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)快慢和

27、方向的物理量。：描寫(xiě)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)快慢和方向的物理量。kvjvivktzjtyitxtrvzyx dddddddd222zyxvvvvv 速率：速度的大小速率：速度的大小ktzjtyitxktvjtvitvkajaiatrtvazyxzyx22222222dddddddddddddddd 五、加速度五、加速度加速度：表示質(zhì)點(diǎn)速度變化快慢和方向的物理量加速度：表示質(zhì)點(diǎn)速度變化快慢和方向的物理量 矢量矢量速度速度 (大小、方向大小、方向) 變化變化 加速度加速度va222zyxaaaaa 如果是一維勻加速運(yùn)動(dòng)如果是一維勻加速運(yùn)動(dòng) tvttvva1212 tavv12 例例: 已知質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)函數(shù)已知質(zhì)點(diǎn)的

28、運(yùn)動(dòng)函數(shù)求求 t在在3s 到到4s 內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移。內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移。)SI(152 ttx解：這是一維運(yùn)動(dòng)解：這是一維運(yùn)動(dòng))m(51353, s321 xt)m(31454, s422 xt質(zhì)點(diǎn)的位移：質(zhì)點(diǎn)的位移：)m(2)5()3(12 xxx例例: 已知質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)函數(shù)已知質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)函數(shù)求求 t = 3s 時(shí)的速度和加速度。時(shí)的速度和加速度。)SI()25()23(22jttittr 解：利用運(yùn)動(dòng)函數(shù)可以求出任意時(shí)刻的速度和加速度解：利用運(yùn)動(dòng)函數(shù)可以求出任意時(shí)刻的速度和加速度)m/s()45()43(ddjtittrv )m/s(44dd2jitva t = 3s 時(shí)的速度和加速度為時(shí)的速度和加

29、速度為)m/s(715)345()343(jijiv )m/s(442jia 勻加速運(yùn)動(dòng)勻加速運(yùn)動(dòng)六、圓周運(yùn)動(dòng)六、圓周運(yùn)動(dòng)Rva1. 勻速圓周運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)速度：沿切線(xiàn)方向質(zhì)點(diǎn)速度：沿切線(xiàn)方向加速度只改變速度方向，不改變速度大加速度只改變速度方向，不改變速度大小，方向指向圓心，稱(chēng)為小，方向指向圓心，稱(chēng)為向心加速度向心加速度。大小大小Rva2 2. 變速圓周運(yùn)動(dòng)變速圓周運(yùn)動(dòng)加速度：加速度：Rva2n 法向加速度法向加速度 (向心加速度向心加速度)切向加速度切向加速度tvaddt 2t2naaa 合加速度合加速度Rvtana七、牛頓運(yùn)動(dòng)三定律七、牛頓運(yùn)動(dòng)三定律牛頓第二定律牛頓第二定律即運(yùn)動(dòng)定

30、律：物體的加速度與它所受的即運(yùn)動(dòng)定律：物體的加速度與它所受的外力成正比，與它的質(zhì)量成反比，方向與所受外力的外力成正比，與它的質(zhì)量成反比，方向與所受外力的方向相同。方向相同。amF 牛頓第一定律牛頓第一定律即慣性定律：一個(gè)不受外力作用的物體，即慣性定律：一個(gè)不受外力作用的物體，將保持它的靜止或者勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。將保持它的靜止或者勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。牛頓第三定律牛頓第三定律又稱(chēng)作用和反作用定律：一物體對(duì)另又稱(chēng)作用和反作用定律：一物體對(duì)另一物體的作用力同時(shí)引起另一物體對(duì)該物體的反作一物體的作用力同時(shí)引起另一物體對(duì)該物體的反作用力，作用力和反作用力大小相等、方向相反，并用力，作用力和反作用力大小相等、

31、方向相反，并在同一條直線(xiàn)上。在同一條直線(xiàn)上。八、萬(wàn)有引力定律八、萬(wàn)有引力定律221RmmGF 結(jié)合結(jié)合mgF 則則2RMGg 九、動(dòng)量守恒定律九、動(dòng)量守恒定律動(dòng)量守恒定律動(dòng)量守恒定律：在一個(gè)封閉（即不受外力或外力的：在一個(gè)封閉（即不受外力或外力的矢量和為零）的力學(xué)系統(tǒng)內(nèi)，在內(nèi)力作用下總動(dòng)量矢量和為零）的力學(xué)系統(tǒng)內(nèi)，在內(nèi)力作用下總動(dòng)量保持守恒。保持守恒。在系統(tǒng)在系統(tǒng)外力比內(nèi)力小得多外力比內(nèi)力小得多的情況下，可以近似地應(yīng)用的情況下，可以近似地應(yīng)用動(dòng)量守恒定律。例如：碰撞、爆炸。動(dòng)量守恒定律。例如：碰撞、爆炸。0B0ABApppp B0B0AApppp 例例: 質(zhì)量分別為質(zhì)量分別為5kg和和10kg

32、的小車(chē)由一個(gè)被壓縮的彈的小車(chē)由一個(gè)被壓縮的彈簧連接，并靜止放置于一個(gè)無(wú)摩擦的桌面上。當(dāng)彈簧連接，并靜止放置于一個(gè)無(wú)摩擦的桌面上。當(dāng)彈簧被釋放后，質(zhì)量小的小車(chē)獲得向左的速度，大小簧被釋放后，質(zhì)量小的小車(chē)獲得向左的速度，大小為為 8m/s。問(wèn)質(zhì)量大的小車(chē)的速度是多少？。問(wèn)質(zhì)量大的小車(chē)的速度是多少？解：以水平向右為正。兩解：以水平向右為正。兩小車(chē)在水平方向不受外力，小車(chē)在水平方向不受外力，合外力為零，動(dòng)量守恒。合外力為零，動(dòng)量守恒。 壓縮彈簧使兩車(chē)分開(kāi)壓縮彈簧使兩車(chē)分開(kāi)動(dòng)量守恒動(dòng)量守恒0BBAA vmvm)m/s(4)8(105ABAB vmmv質(zhì)量大的小車(chē)速度方向向右，大小為質(zhì)量大的小車(chē)速度方向向右，大小為4m/s。十、功十、