《大學(xué)物理第二章》課件

大學(xué)物理第二章目錄CONTENTS引言力學(xué)基礎(chǔ)相對(duì)論基礎(chǔ)電場(chǎng)與磁場(chǎng)電磁波01引言大學(xué)物理第二章主要涉及力學(xué)的基本原理和經(jīng)典力學(xué)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，包括牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)量、角動(dòng)量、萬(wàn)有引力和相對(duì)論基礎(chǔ)等。大學(xué)物理是理工科專業(yè)的一門必修基礎(chǔ)課程，旨在培養(yǎng)學(xué)生掌握物理學(xué)的基本原理、定律和方法，為后續(xù)的專業(yè)課程學(xué)習(xí)和科學(xué)研究打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。課程簡(jiǎn)介01020304理解力學(xué)的基本概念、原理和方法，掌握力學(xué)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和動(dòng)力學(xué)方程的求解。掌握牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)量、角動(dòng)量、萬(wàn)有引力和相對(duì)論基礎(chǔ)等核心知識(shí)點(diǎn)，能夠運(yùn)用這些知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。培養(yǎng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，提高邏輯推理和數(shù)學(xué)運(yùn)算能力。培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新精神，為未來(lái)的科學(xué)研究和技術(shù)創(chuàng)新打下基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)目標(biāo)02力學(xué)基礎(chǔ)物體若不受外力作用，則將保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變。牛頓第一定律物體加速度的大小與作用力成正比，與物體的質(zhì)量成反比。牛頓第二定律作用力和反作用力大小相等，方向相反，作用在同一條直線上。牛頓第三定律牛頓運(yùn)動(dòng)定律一個(gè)物體的質(zhì)量乘以速度的矢量，表示物體運(yùn)動(dòng)的量。動(dòng)量一個(gè)物體相對(duì)于某點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，質(zhì)量、速度和距離的乘積，表示物體轉(zhuǎn)動(dòng)的量。角動(dòng)量動(dòng)量與角動(dòng)量一個(gè)封閉系統(tǒng)中的總能量在任何過(guò)程中保持不變。一個(gè)封閉系統(tǒng)中的總動(dòng)量在任何過(guò)程中保持不變。能量與動(dòng)量守恒動(dòng)量守恒能量守恒03相對(duì)論基礎(chǔ)相對(duì)論的起源相對(duì)論的發(fā)展相對(duì)論的起源與發(fā)展1905年，愛(ài)因斯坦發(fā)表了特殊相對(duì)論，提出了時(shí)間、空間和物質(zhì)之間的相對(duì)性原理，并解釋了經(jīng)典力學(xué)與麥克斯韋電磁理論之間的不協(xié)調(diào)。隨后在1915年，他進(jìn)一步發(fā)展了廣義相對(duì)論，將引力解釋為時(shí)空的幾何屬性。19世紀(jì)末，物理學(xué)界出現(xiàn)了一系列與經(jīng)典理論相矛盾的新觀察和新實(shí)驗(yàn)，如光速的恒定性和米氏-摩雷森實(shí)驗(yàn)的零結(jié)果，促使科學(xué)家們開(kāi)始探索新的理論框架。相對(duì)性原理物理定律在所有慣性參考系中都是一樣的，即不受觀察者的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)影響。這意味著無(wú)法通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定觀察者相對(duì)于絕對(duì)空間或絕對(duì)時(shí)間的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。光速不變?cè)碓谡婵罩校馑賹?duì)于所有慣性參考系都是恒定的，約為每秒299,792,458米。這一原理排除了牛頓力學(xué)中的絕對(duì)空間和絕對(duì)時(shí)間的概念。相對(duì)論的基本原理相對(duì)論認(rèn)為時(shí)間和空間是一個(gè)連續(xù)的整體，稱為時(shí)空連續(xù)體。時(shí)間和空間不再是絕對(duì)的、獨(dú)立的概念，而是相互關(guān)聯(lián)的。時(shí)空連續(xù)體相對(duì)論提出了著名的質(zhì)能關(guān)系公式E=mc^2，其中E代表能量，m代表質(zhì)量，c代表光速。這表明質(zhì)量和能量之間可以相互轉(zhuǎn)化，且兩者之間存在等價(jià)關(guān)系。質(zhì)能關(guān)系相對(duì)論的時(shí)空觀04電場(chǎng)與磁場(chǎng)總結(jié)詞描述電場(chǎng)對(duì)電荷的作用力詳細(xì)描述電場(chǎng)是由電荷產(chǎn)生的，對(duì)放入其中的電荷施加作用力，這種作用力稱為電場(chǎng)力。電場(chǎng)強(qiáng)度是描述電場(chǎng)對(duì)電荷作用力大小的物理量，其大小與電荷所帶電量成正比，與電荷距離場(chǎng)源電荷的距離成反比。電場(chǎng)與電場(chǎng)強(qiáng)度描述電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量性總結(jié)詞電場(chǎng)強(qiáng)度是一個(gè)矢量，具有大小和方向。在空間某一點(diǎn)，電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與正電荷在該點(diǎn)所受的電場(chǎng)力方向相同。電場(chǎng)強(qiáng)度遵循矢量疊加原理，即空間任意一點(diǎn)的總場(chǎng)強(qiáng)等于各個(gè)獨(dú)立場(chǎng)源產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和。詳細(xì)描述電場(chǎng)與電場(chǎng)強(qiáng)度總結(jié)詞詳細(xì)描述電場(chǎng)與電場(chǎng)強(qiáng)度描述電場(chǎng)強(qiáng)度的性質(zhì)描述電場(chǎng)強(qiáng)度的性質(zhì)磁場(chǎng)與磁感應(yīng)強(qiáng)度描述磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力總結(jié)詞磁場(chǎng)是由電流產(chǎn)生的，對(duì)放入其中的電流施加作用力，這種作用力稱為安培力。磁感應(yīng)強(qiáng)度是描述磁場(chǎng)對(duì)電流作用力大小的物理量，其大小與電流的強(qiáng)度成正比，與電流所處位置的磁感應(yīng)線密度成正比。詳細(xì)描述VS描述磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量性詳細(xì)描述磁感應(yīng)強(qiáng)度也是一個(gè)矢量，具有大小和方向。在空間某一點(diǎn)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與小磁針靜止時(shí)北極的指向相同。磁感應(yīng)強(qiáng)度遵循矢量疊加原理，即空間任意一點(diǎn)的總磁感應(yīng)強(qiáng)度等于各個(gè)獨(dú)立磁源產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和?？偨Y(jié)詞磁場(chǎng)與磁感應(yīng)強(qiáng)度描述磁感應(yīng)強(qiáng)度的性質(zhì)磁感應(yīng)強(qiáng)度具有相對(duì)性，即參考系的選擇會(huì)影響磁感應(yīng)強(qiáng)度的測(cè)量結(jié)果。在靜止參考系中，磁感應(yīng)強(qiáng)度是定值；而在運(yùn)動(dòng)參考系中，由于相對(duì)論效應(yīng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度可能會(huì)發(fā)生變化。此外，磁感應(yīng)強(qiáng)度還具有閉合性和有源性，可以描述空間中任意一點(diǎn)的磁場(chǎng)狀態(tài)。總結(jié)詞詳細(xì)描述磁場(chǎng)與磁感應(yīng)強(qiáng)度總結(jié)詞描述電場(chǎng)與磁場(chǎng)的關(guān)系詳細(xì)描述變化的磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)也會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。這種相互產(chǎn)生的關(guān)系形成了電磁波，電磁波的傳播速度等于光速。此外，磁場(chǎng)和電場(chǎng)在空間中是相互聯(lián)系的，它們的分布和變化是相互制約的。電場(chǎng)與磁場(chǎng)的相互關(guān)系05電磁波電磁波的產(chǎn)生與傳播電磁波的產(chǎn)生電磁波是由電荷或電流的振蕩產(chǎn)生的，例如電子的加速運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生電磁波。電磁波的傳播電磁波在空間中以波動(dòng)的形式傳播，其傳播速度等于光速。123電磁波具有波動(dòng)性質(zhì)，表現(xiàn)為振動(dòng)和傳播。波動(dòng)性電磁波也具有粒子性質(zhì)，可以表現(xiàn)出能量和動(dòng)量。粒子性電磁波的頻率范圍非常廣泛，從低頻的無(wú)線電波到高頻的X射線。頻譜特性