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程程守洙《普通物理學(xué)》沖刺串講及模擬四套卷精沖刺串講一力學(xué)(含振動(dòng))~、基本內(nèi)容1.運(yùn)動(dòng)位矢:位移:一般地:速度:是軌道切線方向的單位矢量加速度若是一維且a=常數(shù), 相對(duì)運(yùn)動(dòng)伽利略速度變換參考系相對(duì)于參考系以速度作平動(dòng),一質(zhì)點(diǎn)在E系和系中的位矢分別為r和r,則:園周運(yùn)動(dòng)和一般曲線運(yùn)動(dòng)角速度:與實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)方向成右手系角加速度:速度: 是切線方向的單位矢量11加速度:切向加速度: .法向加速度 —般曲線運(yùn)動(dòng):質(zhì)心:簡(jiǎn)諧振動(dòng)同頻率簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成相互垂直的同頻率簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成同相:,通過原點(diǎn)斜率為正的直線段反相:,通過原點(diǎn)斜率為負(fù)的直線段;右(左)旋的的橢圓;為其它值,斜置的橢圓動(dòng)力學(xué)牛頓定律第一定律:慣性、力、慣性參考系22第二定律第三定律:作用力和反作用力常見的幾種力:,,動(dòng)量定理:(動(dòng)量守恒定律)火箭:相對(duì)于火箭的噴汽速率 火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的推力:質(zhì)心:總動(dòng)量:F為質(zhì)點(diǎn)系所受合外力.角動(dòng)量(動(dòng)量矩):力矩 角動(dòng)量定理:常矢量功、勢(shì)能、保守力和動(dòng)重力的功:彈簧彈力的功:萬有引力的功:保守力:做功與路徑無關(guān),只決定于系統(tǒng)的始末位置,或:物體沿閉合路徑移動(dòng)一周時(shí),力做的功為零.勢(shì)能33 保守力的功:保守力與勢(shì)能:=ijk=EpiEpjEpk=-
=-gradE
動(dòng)能定理機(jī)械能: 碰撞 完全非彈性碰撞:,(完全)彈性碰撞非完全彈性碰 e:恢復(fù)系數(shù)剛體 流體:伯努利方程:常量振動(dòng)彈簧子(mk) 單擺(擺長(zhǎng),小角度) 44程程守洙《普通物理學(xué)》沖刺串講及模擬四套卷精在穩(wěn)定平衡位置附近的微小振動(dòng)二、重點(diǎn)和難點(diǎn)1.用牛頓定律和轉(zhuǎn)動(dòng)定律解題,求諧振動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程2.動(dòng)量定理,動(dòng)能定理,角動(dòng)量定理,功能原理,動(dòng)量守恒定律,角動(dòng)量守恒定律,機(jī)械能守恒定律綜合應(yīng)用.三、解力學(xué)問題的一般方法和應(yīng)注意的問題1.認(rèn)真審題,明確題給的已知量和要求的量做到心中有數(shù),目標(biāo)明確2.根據(jù)問題建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系,其原則是:盡可能取一些已知的矢量為坐標(biāo)軸的方向,或盡可能使一些矢量在某坐標(biāo)軸方向的投影為零,簡(jiǎn)化計(jì)算.如對(duì)斜面問題,通常取兩坐標(biāo)軸的方向分別沿斜面和垂直斜面,使斜面與物體之間的正壓力在斜面方向投影為零.對(duì)簡(jiǎn)諧振動(dòng),常取系統(tǒng)的平衡位置為坐標(biāo)原點(diǎn).坐標(biāo)系建立之后,已知的矢量沿各坐標(biāo)軸的分量的正負(fù)即以確定.對(duì)要求的矢量的分量,一律以坐標(biāo)軸正向?yàn)槠湔较颍常炀殤?yīng)用矢量點(diǎn)乘和叉乘公式, ,非常有用.求功時(shí),等數(shù)學(xué)技巧.
好力沿 線的積分.注意應(yīng)4.對(duì)振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)問題,將已知的位移表達(dá)式與振動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)式比較可得振動(dòng)問題的三要素:振幅,圓頻率(頻率,周期)和初相.注意用旋轉(zhuǎn)矢量圖定初位相.對(duì)振動(dòng)的合成,注意相位差,直接套公式.5.對(duì)動(dòng)力學(xué)問題,坐標(biāo)系建立之后,若涉及轉(zhuǎn)動(dòng),要規(guī)定力矩的正方向.作隔離體圖,一個(gè)不漏地分析力,注意利用輔助關(guān)系,然后用牛頓定律和轉(zhuǎn)動(dòng)定律列方程求解.求解動(dòng)力學(xué)微分方程,注意用分離變量法,然后積分.56.對(duì)剛體,求轉(zhuǎn)動(dòng)慣量時(shí),除直接利用已知?jiǎng)傮w的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量公式,要利用轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的可加性和平行軸定理同一問題中所涉及的角(加)速度,力矩,動(dòng)量矩和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量必須對(duì)同一軸而言注意剛體的5有關(guān)量和公式與質(zhì)點(diǎn)有關(guān)量和力學(xué)公式的對(duì)應(yīng)7.關(guān)于取近似:打擊碰撞問題中,一些常力可忽略.對(duì)微小振動(dòng),可忽略回復(fù)力的非線性項(xiàng),以得到諧振動(dòng).8.解力學(xué)題時(shí)首先考慮能否用機(jī)械能守恒定律,其次考慮能否用動(dòng)量或角動(dòng)量守恒定律,或聯(lián)合應(yīng)用這些定律.最后一招才是牛頓運(yùn)動(dòng)定律和轉(zhuǎn)動(dòng)定律.運(yùn)用各種守恒定律時(shí),一定要檢查各種守恒條件是否滿足。解打擊碰撞問題常用動(dòng)量或角動(dòng)量守恒定律,前者用于平動(dòng)問題,而后者用于轉(zhuǎn)動(dòng)問題。動(dòng)能定理涉及功的計(jì)算,要注意功是過程量,與積分路徑有關(guān).動(dòng)量定理涉及沖量的計(jì)算.沖量是矢量.從動(dòng)量的增量可得沖量(含方向),從沖量也可得動(dòng)量改變量.對(duì)復(fù)雜問題,用分量式.簡(jiǎn)單問題可直接用矢量解之.用動(dòng)量矩定理解題與用動(dòng)量定理的方法基本相同,但要注意問題中的力矩,動(dòng)量矩必須對(duì)同一點(diǎn)(軸)而言.在確定系統(tǒng)可用某一守恒定律后,要正確寫出守恒定律中所涉及的系統(tǒng)初末狀態(tài)的物理量計(jì)算勢(shì)能要選好參考點(diǎn)要區(qū)分動(dòng)量守恒定律和角動(dòng)量守恒定律的條件,即系統(tǒng)(剛體)所受合外力為零時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)量守恒,而系統(tǒng)所受合外力矩為零時(shí)系統(tǒng)的角動(dòng)量守恒。系統(tǒng)受合外力為零時(shí)其所受合外力矩不一定為零,反之,系統(tǒng)所受合外力矩為零時(shí)其所受合外力也不一定為零。9.對(duì)要做數(shù)值計(jì)算的題目,要注意單位的統(tǒng)一與換算,同時(shí)注意計(jì)算精度66程程守洙《普通物理學(xué)》沖刺串講及模擬四套卷精沖刺串講二電磁學(xué)常用的積分公式~、本部分的基本元素基本模型:點(diǎn)電荷、均勻帶電直線、均勻帶電圓柱體(面)、均勻帶電圓環(huán)、球面、球體、無限大均勻帶電平面;直線電流,圓形電流,電流在截面上均勻分布的圓柱體(面)電流。電偶極子,磁偶極子?;靖拍睿弘妶?chǎng)強(qiáng)度,電位移矢量,磁感應(yīng)強(qiáng)度,磁場(chǎng)強(qiáng)度,電動(dòng)勢(shì)?;径桑簬?kù)侖定律,安培定律,電磁感應(yīng)定律;基本定理:電學(xué)高斯定理,靜電場(chǎng)的環(huán)路定理;磁學(xué)高斯定理,安培環(huán)路定理?!獋€(gè)方程組:麥克斯韋方程組二、基本內(nèi)容1.電電場(chǎng)強(qiáng)度:電場(chǎng)中任意點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等于位于該點(diǎn)的單位正電荷所受的電場(chǎng)力點(diǎn)電荷的電場(chǎng):電場(chǎng)強(qiáng)度疊加原理: 電勢(shì)靜電場(chǎng)的環(huán)路定理:電勢(shì)和電勢(shì)差(電壓) (場(chǎng)強(qiáng)積分法77點(diǎn)電荷的電勢(shì):電勢(shì)疊加原理:電勢(shì)梯度電荷在外電場(chǎng)中的電勢(shì)能靜電能 電場(chǎng)能量:導(dǎo)體和電介質(zhì)導(dǎo)體:導(dǎo)體表面.導(dǎo)體是等勢(shì)體電荷:導(dǎo)體內(nèi)無凈電荷,電荷只能分布在導(dǎo)體表面.腔內(nèi)無電荷時(shí),電荷只能分布在導(dǎo)體外表面腔內(nèi)有電荷時(shí),腔內(nèi)電荷和內(nèi)表面電荷代數(shù)和為面電荷密度與導(dǎo)體表面曲率有關(guān).曲率越大的地方,面電荷密度也越大電介質(zhì): 有極分子; 無極分子電極化強(qiáng)度::相對(duì)介電常數(shù);:電極化率。面束縛電荷:體束縛電荷:高斯定律電通量:電位移矢量: (靜電場(chǎng)的邊界條件:5.電容 88 相接的極板電荷等值反號(hào)并各電容器電壓相等。電容器的能量:介質(zhì)中的電場(chǎng)能量密度:典型帶電系統(tǒng)產(chǎn)生的電場(chǎng)和電勢(shì):均勻帶電直線產(chǎn)生的電場(chǎng)。無限長(zhǎng)均勻帶電直線產(chǎn)生的電場(chǎng):無限大均勻帶電平面外的電場(chǎng):均勻帶電細(xì)圓環(huán)軸線上的電場(chǎng)(R,q>0):電勢(shì): 均勻帶電球面內(nèi)外的電場(chǎng)(R,): 電勢(shì):外的電場(chǎng)(R,q外的電場(chǎng)(R,q)7.恒定電流電動(dòng)勢(shì): 歐姆定律 (微分形式),全電路歐姆定律 為電源內(nèi)阻電阻:叫電導(dǎo)率 叫電阻率基爾霍夫定律 ,電容器充放電 充電99放電:電路的時(shí)間常數(shù)焦耳定律功率密度(單位時(shí)間單位體積內(nèi)電能轉(zhuǎn)化的內(nèi)能磁場(chǎng)磁通量 磁學(xué)高斯定律(磁通連續(xù)定理):典型磁場(chǎng):直線電流:圓電流軸線上一點(diǎn)的磁場(chǎng) 圓電流中心的磁場(chǎng):圓心角 的弧形電流中心的磁場(chǎng):螺線管軸線上一點(diǎn)的磁場(chǎng):無限長(zhǎng)螺線管:運(yùn)動(dòng)電荷的磁場(chǎng):安培環(huán)路定理位移電流:位移電流密度:.位移電流的磁場(chǎng): 全電流:,普遍的安培環(huán)路定理10.洛侖茲力 帶電粒子在均勻磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng):霍爾效應(yīng): 上式 是載流子密度,是導(dǎo)體沿磁場(chǎng)方向的寬度,安培力 (分量式?)電偶極子:延長(zhǎng)線上:中垂線上:均勻電場(chǎng)中的電偶極子:電電勢(shì)能均勻磁場(chǎng)中的載流線圈:合力:力矩:磁矩:磁勢(shì)能: 垂直時(shí)12.磁介質(zhì):順磁質(zhì)(),抗磁質(zhì)(),鐵磁質(zhì)()固有磁矩:順磁質(zhì)有,抗磁質(zhì)無磁化強(qiáng)度: :介質(zhì)的磁化率面束縛電流密度:(與比較)是介質(zhì)表面的外法線方向的單位矢量.體束縛電流:(與 磁場(chǎng)強(qiáng)度矢量: H的環(huán)路定理:(恒定電流,磁場(chǎng)的邊界條件:法拉第電磁感應(yīng)定律動(dòng)生電動(dòng)勢(shì): 感生電動(dòng)勢(shì)與感生電場(chǎng):14.麥克斯韋方程 (真空中電磁電磁波三者相互垂直且成右手系能量密度能流密度(坡印亭矢量)電磁波的強(qiáng)度:電磁波的動(dòng)量,輻射壓力(光壓)動(dòng)量密度(單位體積中電磁波的動(dòng)量):絕對(duì)黑體受的垂直入射電磁波的輻射壓強(qiáng):完全反射的表面受的垂直入射電磁波的輻射壓三、重點(diǎn)和難點(diǎn):電場(chǎng)強(qiáng)度,電勢(shì),磁感應(yīng)強(qiáng)度(或磁場(chǎng)強(qiáng)度),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算四、解電磁學(xué)問題的一般方法和應(yīng)注意的問題:求電荷系統(tǒng)在空間產(chǎn)生的電場(chǎng)和一定的電流分布在空間產(chǎn)生的磁場(chǎng)時(shí),首先考慮系統(tǒng)是否是簡(jiǎn)單系統(tǒng)(無限長(zhǎng)均勻帶電直線,均勻帶電球面或球體,均勻帶電圓環(huán)或圓盤,無限大均勻帶電平面,直線電流,圓形電流軸線上,(無限長(zhǎng))螺線管)的組合,若是,則可用相應(yīng)的已知的簡(jiǎn)單問題的結(jié)果和疊加原理解之;其次,考慮問題是否具有對(duì)稱性(球?qū)ΨQ,軸對(duì)稱和平面對(duì)稱性),若有,則可用高斯定理求電場(chǎng)強(qiáng)度或電位移.用安培環(huán)路定理求.用用高斯定理和安培環(huán)路定理解題的關(guān)鍵是根據(jù)問題的對(duì)稱性做”合適”的高斯面和安培回路,以保證能把E(D)和B(H)提到積分號(hào)外.第三,對(duì)一般的帶電或電流系統(tǒng)可根據(jù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度或電勢(shì),畢薩定律,電場(chǎng)強(qiáng)度或電勢(shì)疊加原理,磁場(chǎng)疊加原理求和.這些方法的基本點(diǎn)是要正確地選取”電荷元”和”電流元”,寫出”電荷元”產(chǎn)生的電場(chǎng)和電勢(shì)的表達(dá)式,”電流元”產(chǎn)生的的磁場(chǎng)的表達(dá)式,然后正確地進(jìn)行積分.求電勢(shì),既可用”電勢(shì)疊加法”,也可用”場(chǎng)強(qiáng)積分法”.電勢(shì)與其零點(diǎn)的選取有關(guān),同一問題中的電勢(shì)必須是對(duì)同一參考點(diǎn)而言.而求電場(chǎng),除上邊介紹的方法外,還可用電勢(shì)梯度法().解電場(chǎng)電勢(shì)問題,磁場(chǎng)問題,還可用”補(bǔ)償法”,”鏡像法”等.解靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體問題,要牢記導(dǎo)體靜電平衡時(shí)導(dǎo)體內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度必為零,整個(gè)導(dǎo)體是等勢(shì)體,導(dǎo)體表面是等勢(shì)面,導(dǎo)體外緊靠導(dǎo)體表面處的電場(chǎng)強(qiáng)度與導(dǎo)體表面垂直.導(dǎo)體內(nèi)無凈電荷,電荷只能分布在導(dǎo)體表面對(duì)有腔導(dǎo)體,解題時(shí)要充分利用腔內(nèi)電荷與內(nèi)表面電荷的代數(shù)和為零這一性質(zhì).對(duì)介質(zhì)中的電場(chǎng)問題,要用含的高斯定理,然后再根據(jù)得到.要注意電介質(zhì)的兩種極化機(jī)理和極化(束縛)電荷的求法.同樣對(duì)介質(zhì)中的磁場(chǎng)問題,要用含的高斯定理,然后再根據(jù)得到.要注意磁介質(zhì)磁化(束縛)電流的求法.對(duì)電容器,即可用電容的定義求C,也可用電容器的能量公式求C.應(yīng)記電容器的串并聯(lián)公式.對(duì)電容器進(jìn)行各種操作(改變尺寸,介質(zhì))時(shí),不摘電源,電壓不變,摘掉電源,總電荷不變無論動(dòng)生還是感生電動(dòng)勢(shì)都可直接用法拉第電磁感應(yīng)定律求解.用動(dòng)生和感生電動(dòng)勢(shì)公式時(shí),一定要規(guī)定好導(dǎo)體的正負(fù)端或回路的繞行方向,根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定實(shí)際電動(dòng)勢(shì)的正負(fù)端或繞向,必要時(shí)可用楞次定律檢驗(yàn).沖刺串講三氣體動(dòng)理論和熱力學(xué)~、本部分的基本元素基本模型:理想氣體,準(zhǔn)靜態(tài)過程,卡諾循環(huán)基本概念:壓強(qiáng)、溫度、內(nèi)能、功、熱量,平均自由程,可逆與不可逆過程,熵。基本定律:麥克斯韋速率分布律,熱力學(xué)第一定律,第二定律;基本定理:能均分定理,卡諾定理,一個(gè)原理:熵增原理。二、基本內(nèi)容平衡態(tài),壓強(qiáng),溫度和內(nèi)能平衡態(tài):在不受外界影響的條件下,氣體所達(dá)到的狀態(tài)參量不隨時(shí)間變化的狀態(tài)氣體處于平衡態(tài)時(shí),氣體中各部分的T,p,n都將趨于一致.狀態(tài)參量:宏觀描述系統(tǒng)平衡態(tài)的幾個(gè)物理量.理想氣體的狀態(tài)參量是P,V,理想氣體狀態(tài)方程:理想氣體模型:分子本身的限度比分子之間的平均距離小得多,可以忽略不計(jì);除碰撞瞬間外,分子之間和分子與容器壁之間均無相互作用;分子不停地運(yùn)動(dòng),分子之間和分子與容器壁之間的碰撞頻繁,這些碰撞是彈性碰撞,動(dòng)能守恒;分子的運(yùn)動(dòng)遵從經(jīng)典力學(xué)規(guī)律統(tǒng)計(jì)假設(shè):每個(gè)分子運(yùn)動(dòng)速度各不相同,通過碰撞不斷發(fā)生變化平衡態(tài)時(shí)忽略重力影響,分子按位置分布均勻.分子速度按方向的分布是均勻的.推論:壓強(qiáng)公式:溫度的微觀統(tǒng)計(jì)意義:,溫度是一個(gè)統(tǒng)計(jì)概念,對(duì)少數(shù)分子無意義能量均分定理: 理想氣體的內(nèi)能: 麥克斯韋速率分布律 不變 ,曲線變得平坦些,峰值右移不變,,曲線變得徒一些,峰值左移.熱力學(xué)第一定律:準(zhǔn)靜態(tài)過程及其功:過程進(jìn)行中的每一時(shí)刻,系統(tǒng)的狀態(tài)都無限地接近平衡態(tài)準(zhǔn)靜態(tài)過程可用狀態(tài)圖上的一條曲線表示(常用圖).準(zhǔn)靜態(tài)過程的功:熱容:任意過程摩爾熱容 理想氣體的摩爾熱容: i單原子分子氣3雙原子分子氣5剛性多原子分6等體過程: 程 等溫過程絕熱過程 p_圖上,絕熱線比等溫線陡循環(huán)過程:熱(正)循環(huán) 致冷(逆)循環(huán) 卡諾循環(huán) 可逆過程:外界條件改變無窮小的量就可以使其反向進(jìn)行的過程,其結(jié)果是系統(tǒng)和外界能同時(shí)回到初態(tài).無摩擦的準(zhǔn)靜態(tài)過程才是可逆過程.不可逆過程:自然界的宏觀過程都是不可逆的,且不可逆性相互溝通.不可逆過程的典型例子是:功熱轉(zhuǎn)換,熱傳導(dǎo),氣體絕熱自由膨脹.熱力學(xué)第二定律克勞休斯表述:熱量不能自動(dòng)地由低溫物體傳向高溫物體開爾文表述:其惟一效果是熱全部轉(zhuǎn)變?yōu)楣Φ倪^程是不可能的熱力學(xué)第二定律的微觀(統(tǒng)計(jì))意義:孤立系統(tǒng)中發(fā)生的一切實(shí)際過程都是從概率?。ò奈⒂^態(tài)數(shù)少)的宏觀態(tài)向概率大(包含的微觀態(tài)數(shù)多)的宏觀態(tài)進(jìn)行,熵:熱力學(xué)概率:和同一宏觀狀態(tài)對(duì)應(yīng)的可能微觀狀態(tài)數(shù).自然過程總是沿著向增大的方向進(jìn)行.平衡態(tài)相應(yīng)于一定宏觀條件下最大的狀態(tài).玻爾茲曼熵:是玻爾茲曼常數(shù)熵增原理:對(duì)孤立系統(tǒng)的各種自然過程,克勞休斯熵公式:熵是系統(tǒng)平衡態(tài)的態(tài)函數(shù) (可逆過程克勞休斯不等式:對(duì)不可逆過熵增原理:(孤立系統(tǒng),等號(hào)用于可逆過程三、重點(diǎn)和難點(diǎn):壓強(qiáng)公式,麥克斯韋速率分布律,熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用,循環(huán)和卡諾循環(huán),熱力學(xué)第二定律.四、解熱力學(xué)問題的一般方法和應(yīng)注意的問題注意熱力學(xué)溫度T與攝氏溫度t的換算,大氣壓atm與Pa的換算.涉及分子數(shù)密度時(shí)用推導(dǎo)壓強(qiáng)公式的步驟大致如下:先求一個(gè)分子和器壁碰撞一次所受器壁的沖量,再求單(dt)時(shí)間內(nèi)和dA面積的器壁碰撞的分子個(gè)數(shù),下來求這么多分子所受器壁的總沖量,最后得壓2.理解下列各式的物理意義 注意速率分布曲線與分子量m和的變化關(guān)系。求含有麥克斯韋速率分布函數(shù)的積分時(shí),若積分區(qū)間很小,則用近似.3.熟練掌握四種基本過程中的表達(dá)式.任何過程的,只與初末態(tài)有關(guān).功A的絕對(duì)值等于過程曲線底下與v軸之間的面積.時(shí),A>0(系統(tǒng)對(duì)外做功,正功),反之,A<0(外界對(duì)系統(tǒng)做功,負(fù)功).對(duì)等壓過程,既可用求Q,也可用.計(jì)算這三個(gè)量時(shí),并不需要一些態(tài)參量的具體數(shù)值,而只要知道各態(tài)參量之間的關(guān)系,因而計(jì)算時(shí),往往選一個(gè)態(tài)作基準(zhǔn),把其它態(tài)的參量用基準(zhǔn)態(tài)的參量表示.要記住的數(shù)值.4.對(duì)循環(huán).求效率和制冷系數(shù)可用中的任兩個(gè),因而只要計(jì)算這三個(gè)中易求的任兩個(gè)即可.一次循環(huán)的功的絕對(duì)值等于循環(huán)曲線所包圍的面積.求Q,首先要確定過程是吸熱還是放熱.對(duì)卡諾循環(huán),和僅與高低溫?zé)嵩吹臏囟群陀嘘P(guān).5理解熱力學(xué)第二定律時(shí),要注意關(guān)鍵字”自動(dòng)”,”惟一”和”全部”等.要能根據(jù)熱力學(xué)第二定律和不可逆性相互溝通性判定一個(gè)過程是否是可逆過程.沖刺串講四波和光學(xué)~、本部分的基本元素基本模型:平面簡(jiǎn)諧波,薄膜,雙縫,單縫,光柵?;靖拍睿焊缮?、衍射、偏振,雙折射?;径桑厚R呂斯定律,布儒斯特定基本原理:惠更斯原理,波的獨(dú)立性和疊加原理,惠更斯—菲涅耳原二、基本內(nèi)容機(jī)械簡(jiǎn)諧波波函數(shù) 沿x軸正向傳播沿x軸負(fù)向傳播簡(jiǎn)諧波特征量: 波的能量:平均能量密度通過面積S的能流波的強(qiáng)度聲級(jí):(分貝),惠更斯原理:介質(zhì)中任一波振面上的各點(diǎn),都可以看作是發(fā)射子波的波源,其后任一時(shí)刻,這些子波的包跡就是新的波振面.波的獨(dú)立性和疊加原理:幾列波可以保持各自的特點(diǎn)(頻率,波長(zhǎng),振幅,振動(dòng)方向等)同時(shí)通過同一介質(zhì),好像在各自的傳播過程中沒有遇到其他波一樣,這叫波的獨(dú)立性原理.在幾列波相遇或疊加的區(qū)域內(nèi),任一點(diǎn)的位移為各個(gè)波單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的位移的合成,這稱為波的疊加原理.波的疊加原理僅適用于波的強(qiáng)度(振幅)小,即線性波的情況.相干波的疊加:相干波:頻率相同,振動(dòng)方向相同,相位差恒定疊加:干涉加強(qiáng)(相長(zhǎng)干涉減弱(相消當(dāng)時(shí),引入波程差駐波波腹 波節(jié):相鄰波節(jié)間各點(diǎn)的振動(dòng)同相,而一個(gè)波節(jié)兩邊半波長(zhǎng)的范圍內(nèi)的各點(diǎn)的振動(dòng)反相兩端固定(封閉),(或兩端自由(開放))—端固定(封閉),另一端自由(開放)反射波半波損失:大的介質(zhì)叫波密介質(zhì),小的介質(zhì)叫波疏介質(zhì).當(dāng)波從波疏介質(zhì)垂直入射到與波密介質(zhì)的分界面上反射時(shí),有半波損失,形成波節(jié);反之,當(dāng)波從波密介質(zhì)垂直入射到與波疏介質(zhì)的分界面上反射時(shí),無半波損失,形成波腹.機(jī)械波的多普勒效應(yīng): 接收器接收到的頻率;:波源的頻率:波在介質(zhì)中的速度:接收器相對(duì)介質(zhì)的速度,當(dāng)接近時(shí),取正值,離開時(shí)取值. :波源相對(duì)介質(zhì)的速度;當(dāng)S接近R時(shí),取正值,離開時(shí)取負(fù)值.2.光的干涉:相干光:相干條件振動(dòng)方向相同,頻率相同,相位差恒定用普通光源獲得相干光的原理:把光源上同一點(diǎn)發(fā)出的光設(shè)法分成兩部分,再使這兩部分疊加分波振面法,分振幅法楊氏實(shí)驗(yàn):D:雙縫到屏的距離,d:兩縫的間距 分別是兩縫到屏上一點(diǎn)的離相長(zhǎng)干涉(明紋相消干涉(暗紋相鄰明(暗)條紋的間距中央明紋與無關(guān).若則洛埃鏡:計(jì)算方法同雙縫實(shí)驗(yàn),但僅在直射光和反射光相遇區(qū)域出現(xiàn)干涉條紋;半波損失,折射率大的叫光密介質(zhì),折射率小的叫光疏介質(zhì).光線由光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)在界面生反射時(shí)有半波損失(相位突變).譜線寬度:光強(qiáng)等于最大光強(qiáng)一半的波長(zhǎng)范圍相干長(zhǎng)度:是波列長(zhǎng)度薄膜干涉光程與光程差 叫做與路 相應(yīng)的光程,它是把光在介質(zhì)中通過的路 按相位變化相同(合到真空中的路 光在介質(zhì)中的波長(zhǎng)為光在真空中的波長(zhǎng)的1/ ).用表示光(差,則相 是光在真空中的波長(zhǎng)普適光程差公式上式適用于 任意大小關(guān)系的反射,透射干涉.表示根據(jù)等號(hào)左端前取”+”還是”-”等情況決定k能否從0開始取值.等厚干涉(分振幅):光線垂直入射劈尖:明紋: 暗紋:相鄰明(暗)條紋的厚度差相鄰明(暗)條紋在的劈尖表面的距離:.當(dāng)劈尖下表面有凹陷時(shí),凹陷處條紋向棱邊彎曲,有突起時(shí),突起處條紋向遠(yuǎn)離棱邊方向彎曲牛頓環(huán):明環(huán)半徑:暗環(huán)半徑:相鄰明(暗)環(huán)的半徑明(暗)級(jí)次從中心向外算.空氣牛頓環(huán)上下介質(zhì)一樣時(shí),中心是暗環(huán)等傾干涉以相同入射角入射到厚度均勻的平膜上的光線,經(jīng)膜上下表面反射后產(chǎn)生的相干光有相等的光程差,因而形成同一級(jí)條紋,稱為等傾條紋.等傾條紋內(nèi)疏外密,條紋級(jí)次從外向內(nèi)算.干涉圖樣定域在無窮遠(yuǎn)處,要用透鏡觀察用面光源.麥克爾孫干涉儀:兩平面鏡嚴(yán)格垂直時(shí),觀察到等傾條紋;兩平面鏡不嚴(yán)格垂直時(shí),觀察到等厚條紋.用麥克爾孫干涉儀通常是改變光程差,觀察條紋移動(dòng)的數(shù)目.移動(dòng)反射鏡或在一條光路中加入介質(zhì)可改變光的衍惠更斯—菲涅耳原理:任一波振面上的各點(diǎn)都可以看做是發(fā)射子波的波源,其后任一時(shí)刻這些子波的包跡就是新的波振面衍射時(shí)波場(chǎng)中各點(diǎn)的強(qiáng)度由各子波在該點(diǎn)的相干疊加決定.衍射分類菲涅耳衍射(近場(chǎng)衍射):光源和觀察者(或二者之一)離開衍射孔(或縫)的距離有限夫瑯禾費(fèi)衍射(遠(yuǎn)場(chǎng)衍射):光源和觀察者都在離衍射孔(或縫)無限遠(yuǎn)處單縫:半波帶法:用一組相互平行的,與衍射光線垂直的且相距半波長(zhǎng)的平面將單縫分成許多等寬度的長(zhǎng)條帶,使相鄰兩帶上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)發(fā)出的光在屏上相遇點(diǎn)的光程差為半個(gè)波長(zhǎng).暗紋:縫寬為a,衍射角為,縫被分成偶數(shù)個(gè)半波明紋條件(近似),縫被分成奇數(shù)個(gè)半波帶:(,否則就在暗紋內(nèi)了)中央明紋半角寬度:中央明紋線寬度: 為透鏡焦距光強(qiáng)分布圓孔:艾里斑:圓孔直徑為第一暗環(huán)所包圍的中央亮斑叫做艾里斑,其光強(qiáng)約占整個(gè)光束總光強(qiáng)的,其半角寬度(角半徑)瑞利判據(jù):一個(gè)點(diǎn)光源的衍射圖樣的主極大剛好和另一點(diǎn)光源的衍射圖樣的第一個(gè)極小相重合最小分辨角 :兩物點(diǎn)剛好能被分辨時(shí)在透鏡處的張角,分辨本領(lǐng):光柵衍射:光柵及其參數(shù):大量等寬的狹縫等距離地排列起來形成的光學(xué)元件叫光柵,透光縫寬為a,不透光部分寬度為b,ab=d叫光柵常數(shù).為光柵總縫數(shù).主極大:光柵方程:缺級(jí):第k級(jí)主極大的半角寬度:暗紋與次極大 在兩個(gè)主極大之間有N-1個(gè)暗紋,其衍射角在兩個(gè)主極大之間有個(gè)次極大(幾乎看不見)光強(qiáng)分布:斜入射的光柵方程:設(shè)光線入射角為,入射線和衍射線在光柵法線的同側(cè)時(shí),取同號(hào),反之異號(hào)斜入射時(shí)衍射條紋的級(jí)次分布不對(duì)稱,缺級(jí)級(jí)次相同,完整級(jí)次數(shù)不變,可得到更高級(jí)次的光譜,能提高分辨率.光柵的分辨本領(lǐng):波長(zhǎng)差為的兩條k級(jí)譜線的角間隔等于譜線本身的半角寬(即某一極大的中心到相鄰的一級(jí)極小的角距離)時(shí),兩條譜線剛能分開分辨本領(lǐng)射線衍射的布拉格公式偏振
式中d為各晶面間距,為掠射角光是電磁波(橫波),電場(chǎng)強(qiáng)度矢量是光矢量光矢量方向和光的傳播方向構(gòu)成振動(dòng)面自然光(非偏振光):在垂直于其傳播方向的平面內(nèi)光矢量的分布各向均勻,而且各方向光振動(dòng)振幅都相同偏振光完全(線)偏振光:在垂直于其傳播方向的平面內(nèi)光矢量只沿一個(gè)固定的方向振動(dòng)橢圓偏振光(圓偏振光):光矢量在沿著光的傳播方向前進(jìn)的同時(shí),還繞著傳播方向均勻轉(zhuǎn)動(dòng).如果光矢量的大小不斷改變,其端點(diǎn)描繪出一個(gè)橢圓,則其稱為橢圓偏振光,如果光矢量的大小不變,即是圓偏振光.左旋,右旋.部分偏振光:介于自然光和完全偏振光之間.部分偏振光可看成是自然光和線偏振光的混合,設(shè)部分偏振光的強(qiáng)度為It,其中自然光強(qiáng)度為In,線偏振光的強(qiáng)度為Ip,則有,偏振度,線偏振光;部分偏振光;自然光馬呂斯定律:是線偏振光的光矢量振動(dòng)方向與檢偏器的偏振化方向之間的夾角布儒斯特定律入射角等于起偏振角(布儒斯特角)時(shí),反射光成為光振動(dòng)垂直于入射面的線偏振光,(布儒斯特定律)時(shí),反射線和折射線垂直,即這時(shí),盡管反射光是完全偏振光,但折射光是平行振動(dòng)多于垂直振動(dòng)的部分偏振光雙折射o光和e光:當(dāng)光線射入某些各向異性晶體時(shí),折射光分成兩束,稱為雙折射.其中一束光線服從通常的折射定律,稱為尋常光線(o光);另一束光線不服從折射定律,稱為非常光線(e光).光軸:晶體內(nèi)的某些特殊方向.光沿著這些特殊方向傳播時(shí),o光和e光的折射率相同,傳播速度也相等,不發(fā)生雙折射.主平面:在晶體中,某光線的傳播方向和光軸方向構(gòu)成的平面叫做該光線的主平面.o光的振動(dòng)垂直于其主平面,e光的振動(dòng)在其主平面內(nèi).正晶體與負(fù)晶體:晶體內(nèi)o光和e光的波振面分別是球面(o波面)和旋轉(zhuǎn)橢球面(e波面).o光和e光沿光軸方向速度相等,所以兩波面在光軸方向相切.在垂直于光軸方向上,兩光線傳播速度相差最大.設(shè)O光的速度為 ,折射率為 ();設(shè)e光的速度為 ,折射率為 (). 稱為晶體的主折射率正晶體(如石英):負(fù)晶體(如方解石):波片:讓線偏振光通過晶片,可獲得振動(dòng)方向相互垂直而相差一定的兩束光,疊加形成橢圓偏振光.位相光程晶片厚波片波片線偏振光透過四分之一波片后成為橢圓偏振光,如果入射偏振光的振動(dòng)方向與四分之一波片的光軸方向的夾角為,當(dāng)時(shí),成為圓偏振光;線偏振光透過二分之一波片后仍為線偏振光,但其振動(dòng)面轉(zhuǎn)了角.偏振光的干涉:自然光依次通過偏振片,晶片C,偏振片P2得兩束相干的偏振光附加相差與P1和P2的偏振化方向的相對(duì)位之置有關(guān).和的偏振化方向正交時(shí),有,三、重點(diǎn)和難點(diǎn):波函數(shù),雙縫干涉,薄膜干涉,單縫和光柵衍射雙折射四、解波動(dòng)和波動(dòng)光學(xué)問題的一般方法和應(yīng)注意的問題用對(duì)比法求波的特征量2.將原點(diǎn)處波源的振動(dòng)表達(dá)式中的t換成,得沿x軸正向傳播的波的波函數(shù),將t換成得沿x軸負(fù)向傳播的波的波函數(shù)若波源不在原點(diǎn),先取波源為原點(diǎn),寫出波函數(shù),再用坐標(biāo)變換變回原坐標(biāo).把t時(shí)刻的波形圖沿波的傳播方向平移,得時(shí)刻的波形圖,反之,把t時(shí)刻的波形圖逆著波的傳播方向平移,得時(shí)刻的波形圖.注意利用波的空間周期性()和時(shí)間周期性()解題波的干涉完全決定于參與疊加的波在相遇點(diǎn)的相位差根據(jù)入射波和反射波會(huì)求駐波表達(dá)式及其波腹和波節(jié)的位置.寫反射波表達(dá)式的步驟根據(jù)入射波表達(dá)式寫出入射波引起的反射點(diǎn)的振動(dòng)表達(dá)式;根據(jù)有無半波損失,寫出反射波引起的反射點(diǎn)的振動(dòng)表達(dá)式;以反射點(diǎn)為新原點(diǎn),建立與原坐標(biāo)軸同向的坐標(biāo)軸x’,并寫出反射波在此坐標(biāo)系中的表達(dá)式;進(jìn)行坐標(biāo)變換,得到原坐標(biāo)系中反射波的表達(dá)式.4.引入光程差的概念后,由光程差求位相差,要用真空中光的波長(zhǎng)除光程差,再乘.干涉的明暗條紋完全由兩束光在相遇點(diǎn)的位相差決定.由產(chǎn)生明暗條紋的位相差條件可得出產(chǎn)生明暗條紋的光程差條件,進(jìn)而得出明暗條紋的位置,間距等.薄膜干涉的關(guān)鍵是要判定是否有半波損失若總的半波損失有偶數(shù)次,則不計(jì)半波損失,若的半波損失有奇數(shù)次,僅計(jì)一次.另外,薄膜干涉反透互補(bǔ),即反射加強(qiáng)時(shí),透射必減弱;反之,反射減弱時(shí),透射必加強(qiáng)反射加強(qiáng)也可按透射減弱解,反之亦然.6.惠更斯—菲涅耳原理是處理衍射問題的理論基礎(chǔ)(易出簡(jiǎn)答題).了解衍射分類.理解半波帶法.對(duì)一定的衍射角,是的多少倍,縫寬a就可分成多少個(gè)半波帶.若縫寬a被分成偶數(shù)個(gè)半波帶,即出現(xiàn)暗紋;分成奇數(shù)個(gè)半波帶,即出現(xiàn)明紋;分的半波帶數(shù)越多,明紋光強(qiáng)越?。导y條件中的k不能?。埃⒁膺@個(gè)公式與用光程差表示的干涉加強(qiáng)公式的區(qū)別.記艾里斑角半徑公式,理解并會(huì)運(yùn)用瑞利判據(jù).7.對(duì)光柵衍射注意缺級(jí)和斜入射.注意垂直入射光柵方程和布拉格公式的區(qū)別,兩公式中角度義不同8.自然光通過偏振片光強(qiáng)減半.對(duì)光線先后通過多個(gè)偏振片問題,建議畫圖,標(biāo)出相鄰的兩個(gè)偏振片的偏振化方向之間的夾角,示意地標(biāo)出光通過每個(gè)偏振片后的光強(qiáng)Ii,然后逐級(jí)求解.應(yīng)用布儒斯特定律時(shí),注意當(dāng)入射角等于儒斯特角時(shí),反射線和折射線垂直9.記o光和e光的特性.理解光軸,注意其方向,以便確定o光和e光.注意在晶體內(nèi)只有e光在垂直光軸的平面內(nèi)時(shí),才可形式地應(yīng)用折射定律.10.注意線偏振光通過四分之一波片和二分之一波片后的變化,即o光和e光相位(或光程差)的變化.要產(chǎn)生有固定相位差的o光和e光,可使線偏振光通過波片.波片不能把自然光變成偏振光.通過波片的偏振光并不能干涉,要產(chǎn)生干涉,必須使其再通過一個(gè)偏振片.程程守洙《普通物理學(xué)》沖刺串講及模擬四套卷精沖刺串講五近代物理~、本部分的基本元素基本原理:相對(duì)性原理,光速不變?cè)??;痉匠蹋阂痪S定態(tài)薛定諤方程?;灸P停阂痪S無限深勢(shì)阱,氫原子個(gè)變換:洛倫茲變換(含時(shí)空間隔變換,速度變換)。兩個(gè)理論:愛因斯坦的光子理論,玻爾的氫原子理論。一個(gè)假設(shè):德布羅意假設(shè)。個(gè)關(guān)系:不確定關(guān)系二、基本內(nèi)容狹義相對(duì)愛因斯坦相對(duì)性原理:物理規(guī)律對(duì)所有慣性系都是一樣的,不存在任何一個(gè)特殊的(例如”絕對(duì)靜止”的)慣性系(背,且與力學(xué)相對(duì)性原理比較).光速不變?cè)恚涸谒袘T性系中,光在真空中的速率都相等(背)洛侖茲變換:(正變換)(反變換)事件時(shí)空間隔的洛侖茲變換:速度的洛侖茲變換同時(shí)的相對(duì)性:在一個(gè)慣性系中同時(shí)且同地發(fā)生的兩個(gè)事件在任何慣性系中都同時(shí)在一個(gè)慣性系中同時(shí)不同地(或同地不同時(shí))發(fā)生的兩個(gè)事件在別的慣性系中都不同時(shí)在一個(gè)慣性系中不同時(shí)且不同地發(fā)生的兩個(gè)事件在別的慣性系中有可能同時(shí) )也有可能不同時(shí)()同時(shí)的相對(duì)性并不違背因果律時(shí)間延緩(膨脹):固有時(shí)(原時(shí)) :在某一慣性系中同一地點(diǎn)先后發(fā)生的兩個(gè)事件之間的時(shí)間間隔,長(zhǎng)度收縮:固有長(zhǎng)度(靜長(zhǎng)):在與棒相對(duì)靜止的慣性系中測(cè)得的棒的長(zhǎng)度稱為棒的固有長(zhǎng)度測(cè)固有長(zhǎng)度時(shí)記棒兩端的坐標(biāo)時(shí),對(duì)時(shí)間無要求運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度:在與棒相對(duì)運(yùn)動(dòng)的慣性系中測(cè)棒的長(zhǎng)度時(shí)必須同時(shí)記下棒兩端的坐標(biāo),是固有長(zhǎng)度。方程相對(duì)論質(zhì)量:相對(duì)論動(dòng)方程相對(duì)論動(dòng)力學(xué)相對(duì)論能量動(dòng)能 質(zhì)量虧損:。釋放的能量波粒二象性單色輻出度(單位:W/(m3))單位時(shí)間內(nèi)從物體單位表面積發(fā)出的波長(zhǎng)在到的輻 的比值,物體的輻出 M(T):?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)從物體單位表面積發(fā)出的各種波長(zhǎng)的總輻射普朗克黑體輻射公式: 斯特藩-玻耳茲曼定律:斯特藩玻耳茲曼常量維恩位移律:在溫度為T的黑體輻射中,光譜輻射出射度最大的光的波長(zhǎng)(頻率): .愛因斯坦的光子理論:光子的靜止質(zhì)量,能量,質(zhì)量, 動(dòng)量:.德布羅意假設(shè):玻恩解釋:物質(zhì)波描述粒子在各處被發(fā)現(xiàn)的概率,因此德布羅意波是概率波光電效應(yīng):截止電壓Ua,紅限頻 ,入射光頻率時(shí)才有光電效應(yīng) 是逸出功康普頓散射(效應(yīng)):改變波長(zhǎng)的散射康普頓波長(zhǎng):不確定關(guān)系:薛定諤方程:一維定態(tài)薛定諤方程:波函數(shù):描述微觀粒子的狀態(tài),叫概率幅,為概率密度.給出在中發(fā)現(xiàn)粒子的概率波函數(shù)必須滿足的標(biāo)準(zhǔn)條件:?jiǎn)沃?,有限,連續(xù).維無限深勢(shì)阱定態(tài)波函數(shù):能量本征值:n稱為量子數(shù),(能量最低)的態(tài)叫基態(tài),其它態(tài)叫激發(fā)態(tài)諧振子能量量子化,有零點(diǎn) 能級(jí)等間 4.氫原子:勢(shì)能: (對(duì)類氫離子)波函數(shù):激發(fā)態(tài):n電離能:使氫原子電離所需的最小能量:對(duì)第n個(gè)能級(jí)為玻爾頻率條件:,和分別表示高能級(jí)和低能級(jí)氫原子的譜線系高能級(jí)(基態(tài)), 萊曼系(紫外區(qū));(記)高能級(jí),巴耳末系(可見光區(qū));(記)高能級(jí),帕邢系(紅外區(qū))軌道量子 軌道磁量子 徑向概率密度:在半徑為 r和 r+dr的兩球面間的體積內(nèi)電子出現(xiàn)的概率為.(波爾半徑)徑向概率密度在處取得極大值,相應(yīng)于經(jīng)典理論里的第n個(gè)軌道半徑,電子自旋 叫自旋量子數(shù).自旋在空間某一方向的投影 自旋磁量數(shù)多電子原子基態(tài)原子的電子填充殼層遵循的兩條規(guī)能量最低原理:電子總處于可能最低的能級(jí)一般地
越大,越大,能量越高.有例外:越泡利不相容原理:對(duì)一個(gè)電子系統(tǒng),如果描述狀態(tài)的量子數(shù)包括自旋量子數(shù),則該系統(tǒng)的任何一個(gè)確定的狀態(tài)內(nèi)不可能有多于一個(gè)的電子存在.即同一狀態(tài)(四個(gè)量子數(shù)都已確定)不可能有多于一個(gè)電子存在.核外電子的殼層結(jié)構(gòu)和電子組態(tài)相同, 不同的可能狀態(tài)有兩個(gè)相同, 不同的可能狀態(tài)有個(gè),組成一個(gè)次(分)殼層相同,但不同的可能狀態(tài)有個(gè),組成一個(gè)殼層電子組態(tài)表示方法:數(shù)字表示殼層的n值,其后的小寫字母()表示殼層中次殼層的符號(hào),右上角的指數(shù)表示該次殼層中的電子數(shù).7.激光受激輻射:入射光子的能量等于相應(yīng)的能級(jí)差,而且在高能級(jí)上有原子存在,入射光子的電磁場(chǎng)引發(fā)原子從高能級(jí)躍遷到低能級(jí),同時(shí)放出一個(gè)與入射光子的頻率,相位,偏振方向和傳播方向度完全相同的光子.粒子數(shù)布居反轉(zhuǎn)即激光器:激光是完全相干光,光強(qiáng)與原子數(shù)平方成正比,光強(qiáng)大激光器兩端反射鏡之間的距離控制其間駐波的波長(zhǎng),使激光的單色性極高激光器兩端反射鏡嚴(yán)格與管軸垂直,使激光有高度的指向性固體:能帶N個(gè)原子聚集成晶體時(shí),由于泡利不相容原理,孤立原子的每一個(gè)能態(tài)都分裂成N個(gè)能態(tài),分裂的程度隨原子間距的減小而增大.分裂能級(jí)的間距很小,可以認(rèn)為這N個(gè)能級(jí)形成一個(gè)能量連續(xù)的區(qū)域,稱之為能帶.能帶的總寬度決定于原子的間距,與原子數(shù)N無關(guān).滿帶:被電子填滿的能帶叫滿帶空帶:所有能級(jí)都沒有電子填入的能帶叫空帶價(jià)帶:能帶中最上面的有電子存在的能帶,即由價(jià)電子能級(jí)分裂而形成的能帶叫價(jià)帶導(dǎo)帶:價(jià)帶上面相鄰的那個(gè)空著的能帶和未被電子填滿的價(jià)帶都叫導(dǎo)帶禁帶:在能帶之間沒有可能量子態(tài)的區(qū)域叫禁帶導(dǎo)體:價(jià)帶中有電子但未被填滿的晶體為導(dǎo)體,電阻率<絕緣體:價(jià)帶被電子填滿而且價(jià)帶和導(dǎo)帶間的禁帶寬度甚大(約為3-6eV)的晶體為絕緣體.半導(dǎo)體:0K時(shí)價(jià)帶被填滿,導(dǎo)帶空著,但價(jià)帶和導(dǎo)帶間的禁帶寬度較?。s為0.1-1.5eV).常溫下有電子從價(jià)帶躍入導(dǎo)帶,電導(dǎo)率隨溫度升高而明顯增大,可以導(dǎo)電.半導(dǎo)體導(dǎo)電分電子導(dǎo)電和空穴導(dǎo)電四價(jià)元素純硅純鍺電子和空穴數(shù)目相等,為本征半導(dǎo)體.雜質(zhì)半導(dǎo)體N型半導(dǎo)體:四價(jià)元素(如硅)半導(dǎo)體中摻入五價(jià)雜質(zhì)(如砷),雜質(zhì)能級(jí)在禁帶中但靠進(jìn)導(dǎo)帶,其與導(dǎo)帶的能量差遠(yuǎn)小于禁帶寬度.受到熱激法時(shí),雜質(zhì)價(jià)電子易向?qū)кS遷,供給導(dǎo)帶電子.這種半導(dǎo)體稱為電子型半導(dǎo)體或N型半導(dǎo)體,電子是多子,空穴是少子.這種雜質(zhì)稱為施主,其能級(jí)稱為施主能級(jí).P型半導(dǎo)體:四價(jià)元素(如硅,鍺)半導(dǎo)體中摻入三價(jià)雜質(zhì)(如釴鋁,銦),雜質(zhì)能級(jí)在禁帶中但靠進(jìn)價(jià)帶,其與價(jià)帶頂?shù)哪芰坎钸h(yuǎn)小于禁帶寬度.受到熱激法時(shí),價(jià)帶中的電子很容易躍入雜質(zhì)能級(jí)而在價(jià)帶中產(chǎn)生大量空穴.這種半導(dǎo)體稱為空穴型半導(dǎo)體或P型半導(dǎo)體,電子是少子,空穴是多子這種雜質(zhì)稱為受主,其能級(jí)稱為受主能級(jí).PN結(jié):在本征半導(dǎo)體的兩部分分別參入3價(jià)和5價(jià)雜質(zhì),在N型和P型半導(dǎo)體的接界處形成一薄層,在這一薄層內(nèi)由于電子和空穴向?qū)Ψ綌U(kuò)散形成一PN結(jié),薄層內(nèi)存在由N側(cè)指向P側(cè)的電場(chǎng)結(jié)有單向?qū)щ娮饔茫?、重點(diǎn)和難點(diǎn):長(zhǎng)度收縮,時(shí)間膨脹,質(zhì)能關(guān)系;一維定態(tài)薛定諤方程—維無限深勢(shì)阱,氫原子,多電子原子電子組態(tài)四、解近代物理問題的一般方法和應(yīng)注意的問題1.對(duì)相對(duì)論運(yùn)動(dòng)學(xué)問題,要搞清楚已知的和待求的事件的時(shí)空坐標(biāo)是在哪個(gè)慣性系中測(cè)量的,然后套洛倫茲變換公式解之.對(duì)長(zhǎng)度收縮和時(shí)間膨脹及同時(shí)性問題,要明確固有長(zhǎng)度和固有時(shí)是在哪個(gè)慣性系中測(cè)量的,然后用長(zhǎng)度收縮和時(shí)間膨脹公式求解,也可回避這兩個(gè)公式,直接用兩個(gè)事件的時(shí)空間隔在不同慣性系間的洛倫茲變換解之.2.相對(duì)論中碰撞除動(dòng)量守恒外,總有總能量守恒。要注意在質(zhì)量動(dòng)量和能量公式中的因子中的是粒子在選定的坐標(biāo)系中的速度,而不是不同的慣性系的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度.無論解類問題,都不要忘了而是要自覺地應(yīng)用光速不變?cè)恚常洸6笮缘年P(guān)系式(能量E和動(dòng)量p,頻率,波長(zhǎng)),愛因斯坦的光電效應(yīng)方程,要理解并會(huì)求紅線 (相應(yīng)的),逸出功A,截止電壓,光電子的最大速率(動(dòng)能).飽和光電流與照射光強(qiáng)成正比.康普頓散射中入射光子和自由電子碰撞,動(dòng)量和能量守恒,要能寫出這兩個(gè)守恒方程.4.對(duì)給定的勢(shì)函數(shù),能寫出一維定態(tài)薛定諤方程.要會(huì)求解一維無限深勢(shì)阱中粒子的能級(jí)和波函數(shù),波函數(shù)的歸一化常數(shù),概率密度最大的位置.對(duì)任意的一維波函數(shù),要能定出相應(yīng)的能量本征值和歸一化常數(shù)要記一維諧振子能量本征值公式.5.記氫原子基態(tài)能量E1,玻爾半徑r1等常數(shù)值.記氫原子光譜的前3個(gè)線系的nh和nl值.明確四個(gè)量子數(shù)的符號(hào),取值和作用.每個(gè)主,分殼層最多能填充的電子數(shù).電子填充殼層所服從的兩條規(guī)律.對(duì)激光,關(guān)鍵是要知道產(chǎn)生激光的條件,激光的三大特點(diǎn)和諧振腔的作用7.對(duì)固體,要能解釋下列名詞:滿帶,空帶,價(jià)帶,導(dǎo)帶,禁帶,導(dǎo)體(電阻率<.),絕緣(約為3-6eV),半導(dǎo)體(約為0.1-1.5eV),本征半導(dǎo)體,雜質(zhì)半導(dǎo)體,N型半導(dǎo)體,P型半導(dǎo)體,施主能級(jí),受主能級(jí),結(jié).模擬第一套卷時(shí)間:180分 滿分:150~、選擇題(每題分,共分某質(zhì)點(diǎn)作直線運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程為x=tt3+6(SI),則該質(zhì)點(diǎn)作(A.勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度沿x軸正方向B.勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度沿x軸負(fù)方向C.變加速直線運(yùn)動(dòng),加速度沿x軸正方向D.變加速直線運(yùn)動(dòng),加速度沿x軸負(fù)方向2.一輕繩繞在有水平軸的定滑輪上,滑輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J,繩下端掛一物體。物體所受重力P,滑輪的角加速度為α。若將物體去掉而以與P相等的力直接向下拉繩子,滑輪的角加速度α A.不變 B.變小 C.變大 D.如何變化無法判3.下面列出的真空中靜電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)公式,其中哪個(gè)是正確的 A.點(diǎn)電荷q的電場(chǎng):(r?yàn)辄c(diǎn)電荷到場(chǎng)點(diǎn)的距離B.“無限長(zhǎng)”均勻帶電直線(電荷線密度λ的電場(chǎng):(為帶電直線到場(chǎng)點(diǎn)的垂直于直線的矢量)C.“無限大”均勻帶電平面(電荷面密度σ的電場(chǎng):D.半徑為R的均勻帶電球面(電荷面密度σ外的電場(chǎng):(為球心到場(chǎng)點(diǎn)的矢量α粒子與質(zhì)子以同一速率垂直于磁場(chǎng)方向入射到均勻磁場(chǎng)中,它們各自作圓周運(yùn)動(dòng)的半徑Rα/Rp和周期比Tα/Tp分別為 A.1和 B.1和 C.2和 D.2和5.一定量的理想氣體貯于某一容器中,溫度為T,氣體分子的質(zhì)量為m。根據(jù)理想氣體分子模型和統(tǒng)計(jì)假設(shè),分子速度在x方向的分量的平均值( 6.1mol的單原子分子理想氣體從狀態(tài)A變?yōu)闋顟B(tài)B,如果不知是什么氣體,變化過程也不知道,但A、B兩態(tài)的壓強(qiáng)、體積和溫度都知道,則可求出( A.氣體所作的功 B.氣體內(nèi)能的變化C.氣體傳給外界的熱量 D.氣體的質(zhì)量7.下列函數(shù)f(x,t)可表示彈性介質(zhì)中的一維波動(dòng),式中A、a和b是正的常量。其中哪個(gè)函數(shù)表示沿x軸負(fù)向傳播的行波?( A.f(x,t)=Acos(ax+bt) B.f(x,t)=A
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