大學物理第五版下冊 大物期末復習

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1、maxxA2T 周期周期21T 頻率頻率T22 圓頻率圓頻率 振幅振幅相相 位位tt)(根據(jù)初始條件：根據(jù)初始條件： 時，時， , , ，得得0 xx 0vv 0t0000cossinxAvA 22002000()vAxva rctgx*由運動曲線得到運動方程，結(jié)合旋轉(zhuǎn)矢量法。由運動曲線得到運動方程，結(jié)合旋轉(zhuǎn)矢量法。位移位移速度速度加速度加速度)t(cos0 Ax3.簡諧振動的位移、速度、加速度簡諧振動的位移、速度、加速度)t(sin0 Adtdxv)t(cos02 Adtdva 稱為稱為速度幅速度幅, ,速度相位比位移相位超前速度相位比位移相位超前 /2/2。Amv 稱為稱為加速度幅加速度幅

2、, ,加速度與位移反相位。加速度與位移反相位。Aa2mtx 圖圖tv圖圖ta 圖圖TAA2A2AxvatttAAoooTT相位相位逆時針方向逆時針方向 M 點在點在 x 軸上軸上投影投影( (P點點) )的運動規(guī)律的運動規(guī)律： 的長度的長度A 旋轉(zhuǎn)的角速度旋轉(zhuǎn)的角速度A旋轉(zhuǎn)的方向旋轉(zhuǎn)的方向A與參考方向與參考方向x 的夾角的夾角A振動振幅振動振幅A振動圓頻率振動圓頻率)cos(0 tAx0toAtt t)cos(tAxx1.旋轉(zhuǎn)矢量與簡諧運動對應關(guān)系旋轉(zhuǎn)矢量與簡諧運動對應關(guān)系旋轉(zhuǎn)矢量旋轉(zhuǎn)矢量例：簡諧振動的表達式及確定方法：例：簡諧振動的表達式及確定方法：)(cos tAx然后確定三個特征量：然后

3、確定三個特征量： 、A、 旋轉(zhuǎn)矢量法確定旋轉(zhuǎn)矢量法確定 ：先在先在X軸上找到相應軸上找到相應x0，有有兩個旋轉(zhuǎn)矢量，由兩個旋轉(zhuǎn)矢量，由v的的正負正負來確定其中的一個來確定其中的一個XOAA0 x , 0, 002, 00, 000000AxAxvvv或或下下半半圓圓，上上半半圓圓， 兩個兩個同同方向方向同同頻率簡諧運動頻率簡諧運動合成合成后仍后仍為為同同頻率的頻率的簡諧簡諧運動運動)cos(212212221AAAAA)cos(tAx11A1xxOAx21xxx2x2A222112211coscossinsintanAAAA 兩個同方向同頻率簡諧運動的合成兩個同方向同頻率簡諧運動的合成too2

4、12k)cos()(21tAAxA21AAA1A2AT（1）相位差相位差212k), 2 1 0( ，kxxxto)cos()(12tAAxT2A21AA（2）相位差相位差) 12(12k) , 1 0( ，k21AAA)12(12kox P371,2,3,4,5,6,12,15,28 P8例第十章 波動1、四個物理量的聯(lián)系及波函數(shù)的標準形式、四個物理量的聯(lián)系及波函數(shù)的標準形式T1TuTuucoscos2 2 cosxyAtutxATxAt上式代表上式代表x x1 1 處質(zhì)點的簡諧運動方程。處質(zhì)點的簡諧運動方程。x 一定。令x=x1，則質(zhì)點位移y 僅是時間t 的函數(shù)。( , )cos2 ()t

5、xy x tAT同一波線上任意兩點的振動位相差同一波線上任意兩點的振動位相差: 221212xxx xtAy2cos1即t 一定。令t=t1，則質(zhì)點位移y 僅是x 的函數(shù)。為此時刻的波形。x、t 都變化* *能夠由已知點的運動方程得到波函數(shù)。能夠由已知點的運動方程得到波函數(shù)。0cosxxyAtu0cosxyAt如已知x0點的運動方程為：則波函數(shù)為：* *掌握由波形得到波函數(shù)方法。掌握由波形得到波函數(shù)方法。* *能夠根據(jù)波函數(shù)得出已知點的振動方程能夠根據(jù)波函數(shù)得出已知點的振動方程和速度。和速度。波源振動波源振動)cos(111tAy)cos(222tAy干涉現(xiàn)象的定量討論干涉現(xiàn)象的定量討論1s2

6、sP*1r2r傳播到傳播到 P 點引起振動的振幅為：點引起振動的振幅為： cos2212221AAAAA12122rr 定值定值cos2212221AAAAA合振幅最大合振幅最大當當.3, 2, 1, 02kk 時21maxAAA合振幅最小合振幅最小21minAAA當當12 k干涉的位相差條件干涉的位相差條件討討 論論點處兩分振動的相位差，其大小取決于該是與時間無關(guān)的穩(wěn)定值可看出 A當當時（半波長偶數(shù)倍）時（半波長偶數(shù)倍）合振幅最大合振幅最大krr2121maxAAA當當時（半波長奇數(shù)倍）時（半波長奇數(shù)倍） 合振幅最小合振幅最小 2) 12(21krr21minAAA干涉的波程差條件（當初相位

7、相同時）干涉的波程差條件（當初相位相同時）txA2cos2cos2 駐波方程駐波方程)(2cos1xtAy正向正向)(2cos2xtAy負向負向21yyy同一介質(zhì)中，兩列振幅相同的相干波在同一條直線同一介質(zhì)中，兩列振幅相同的相干波在同一條直線上沿相反方向傳播疊加后就形成駐波。上沿相反方向傳播疊加后就形成駐波。結(jié)論：結(jié)論：1 1、相鄰波節(jié)（波腹）的間距為半個、相鄰波節(jié)（波腹）的間距為半個波長。波長。2、相鄰兩波節(jié)間各點振動相位相同，、相鄰兩波節(jié)間各點振動相位相同，一波一波節(jié)兩側(cè)各點振動相位相反節(jié)兩側(cè)各點振動相位相反駐波駐波 波源與觀察者同時相對介質(zhì)運動波源與觀察者同時相對介質(zhì)運動),(0svvs

8、0vvuu 0v觀察者觀察者向向波源運動波源運動 + + ，遠離遠離 - - 波源波源向向觀察者運動觀察者運動 - - ，遠離遠離 + + sv多普勒效應多普勒效應P53例1、例2； P63例 P73例1； P88：1、2、3、4、5、6、7、8、9、11、12、13、14、19、20、29 光的干涉光的干涉楊氏雙縫（分波振面）楊氏雙縫（分波振面）薄膜干涉（分振幅）薄膜干涉（分振幅）等厚等厚干涉干涉劈尖劈尖牛頓環(huán)牛頓環(huán)波波動動光光學學 光的衍射光的衍射（夫瑯禾費）（夫瑯禾費）單縫衍射單縫衍射光柵衍射光柵衍射光的偏振光的偏振三種偏振態(tài)三種偏振態(tài)自然光自然光線偏振光線偏振光部分偏振光部分偏振光起（

9、檢）偏方法起（檢）偏方法偏振片偏振片(二向色性二向色性)利用反射與折射利用反射與折射十一章內(nèi)容結(jié)構(gòu)十一章內(nèi)容結(jié)構(gòu)（橫波）（橫波）圓孔衍射圓孔衍射波陣面分割法波陣面分割法*光源光源1s2s 相干光的產(chǎn)生的兩相干光的產(chǎn)生的兩種方法種方法振幅分割法振幅分割法實實 驗驗 裝裝 置置ooB1s2ssrx1r2rddp 楊氏雙縫干涉實驗楊氏雙縫干涉實驗dxdsin12drrr波程差波程差dx /tansinkdxdr加強加強, 2 , 1 , 0k2) 12(k 減弱減弱2) 12(kdd暗紋暗紋ddkx 明紋明紋,2, 1 ,0k 屏上相鄰明條紋中心或相鄰暗條紋中心間距為屏上相鄰明條紋中心或相鄰暗條紋中

10、心間距為條紋間距條紋間距 ddx 物理意義物理意義：光在介質(zhì)中通過的光在介質(zhì)中通過的幾何路程折算到同一時間內(nèi)在真空幾何路程折算到同一時間內(nèi)在真空中的路程中的路程. .( (1) )光程光程光在媒質(zhì)中傳播的幾何路程（波程）與媒質(zhì)折射率光在媒質(zhì)中傳播的幾何路程（波程）與媒質(zhì)折射率的乘積的乘積nrL由于均勻介質(zhì)有：由于均勻介質(zhì)有：ctrucnr 相位差和光程差的關(guān)系相位差和光程差的關(guān)系：光程差：光程差：( (2) )光程差光程差 (兩光程之差兩光程之差) 1n2n1r2r2S1S221 1()n rn r 221122 )rnrn(上式中的波長為真空中波長。上式中的波長為真空中波長。2sin2221

11、22rinnd 反反射光的光程差射光的光程差rk加加 強強), 2, 1(k2) 12(k減減 弱弱),2, 1 ,0(kP1n1n2n1M2MdLiDC34E5A1B212nn 1. 均勻均勻薄膜干涉薄膜干涉(等傾干涉等傾干涉) 四薄膜干涉四薄膜干涉*會判斷半波損失的有無。 半波損失半波損失 ：光由光速較大的介質(zhì)射向光由光速較大的介質(zhì)射向光速較小的介質(zhì)時，反射光位相突變光速較小的介質(zhì)時，反射光位相突變 . . 當光線垂直入射時當光線垂直入射時0i222rdn2r2dn 1n1n2n1n3n2n12nn 當當 時時123nnn當當 時時, 2 , 1,kk明紋明紋, 1 , 0,2) 12 (

12、kk暗紋暗紋22nd1n1nnd 劈劈 尖尖dnk2)21(nk2（明紋）（明紋）（暗紋）（暗紋）討論討論2 ( (1) )棱邊處棱邊處0d為暗紋為暗紋有有“半波損失半波損失”221niindd( (2) )相鄰明紋（暗紋）間的厚度差相鄰明紋（暗紋）間的厚度差LnbLbDn22 ( (3) )條紋間距條紋間距nb2RrdRkr)21( kRr 暗環(huán)半徑暗環(huán)半徑明環(huán)半徑明環(huán)半徑), 2 , 1(kk), 1 , 0()21(kk暗紋暗紋1兩相鄰半波帶上對應點發(fā)的光在兩相鄰半波帶上對應點發(fā)的光在P P 處干涉相消形成暗紋處干涉相消形成暗紋2b2AB半波帶半波帶半波帶半波帶1/2/2C五五 單縫的夫

13、瑯禾費衍射單縫的夫瑯禾費衍射*S f f b pBA0 菲涅耳半波帶法：菲涅耳半波帶法： 作若干垂直于作若干垂直于 束光、間距為入射光波長束光、間距為入射光波長一半的平行平面如圖所示，這些平行平面把縫處的波陣面一半的平行平面如圖所示，這些平行平面把縫處的波陣面AB 分分成面積相等的若干個帶，稱為成面積相等的若干個帶，稱為菲涅耳半波帶。菲涅耳半波帶。0 sin2 1,2,3.2(21) 1,2,3.2bkkkkk 所有光線都加強中央明紋暗紋中心明紋中心0 1,2,3.(21) 1,2,3.2xkfkbkfkb 所有光線都加強中央明紋暗紋中心明紋中心上式在衍射角較小時成立，中央明紋是其他明紋寬度的

14、2倍。( (1) )第一暗紋距中心的距離第一暗紋距中心的距離fbfx1第一暗紋的衍射角第一暗紋的衍射角barcsin1RPLobfx角范圍角范圍 bbsin線范圍線范圍fbxfb中央明紋的寬度中央明紋的寬度fbxl2210( (2) )中央明紋中央明紋1k（ 的兩暗紋間）的兩暗紋間） 圓孔的夫瑯禾費衍射圓孔的夫瑯禾費衍射*1s2sf02dDfd22. 120Dfd22. 12光學儀器的通光孔徑光學儀器的通光孔徑D兩兩艾艾里斑中心的角距離等于每個里斑中心的角距離等于每個艾艾里斑的半角寬度里斑的半角寬度), 2 , 1 , 0( sin) (kkbb明紋位置明紋位置相鄰兩縫間的光程差：相鄰兩縫間的

15、光程差：sin) (bb 光柵的衍射條紋是衍射和干涉的總效果光柵的衍射條紋是衍射和干涉的總效果 光柵光柵 八八 自然光、偏振光、部分偏振光自然光、偏振光、部分偏振光線偏振光線偏振光 光振動垂直板面光振動垂直板面光振動平行板面光振動平行板面自然光自然光平行板面的平行板面的光振動較強光振動較強垂直板面的垂直板面的光振動較強光振動較強部分偏振光部分偏振光PP E0 E=E0cos I0I 2021221cosIcosII 九九 馬呂斯定理馬呂斯定理n1n2iBiBr線偏振光線偏振光S 非布儒斯特角非布儒斯特角入射入射, 反、折射光均為部分偏振光反、折射光均為部分偏振光 布儒斯特角入射布儒斯特角入射

16、反射光為線偏振光反射光為線偏振光 120nnitg 20 i0i起偏振角起偏振角布儒斯特角布儒斯特角十十 布儒斯特定律布儒斯特定律 P166：1、2、3、4、5、6、7、8、9、12、13、14、24、25（不含第3問）、27、28、35、36 pVRTNkT理想氣體物理想氣體物態(tài)方程一態(tài)方程一氣體動理論理想氣體物理想氣體物態(tài)方程二態(tài)方程二nkTp k32np 宏觀可測量量宏觀可測量量微觀量的統(tǒng)計平均微觀量的統(tǒng)計平均kTm23212kv 氣體處于平衡態(tài)時，分子任何一個自由氣體處于平衡態(tài)時，分子任何一個自由度的平均能量都相等，均為度的平均能量都相等，均為 ，這就是，這就是能量按自由度均分定理能量

17、按自由度均分定理 .kT21 分子的平均能量分子的平均能量kTi2理想氣體的內(nèi)能理想氣體的內(nèi)能 理想氣體的內(nèi)能理想氣體的內(nèi)能 ：分子動能和分子內(nèi)原：分子動能和分子內(nèi)原子間的勢能之和子間的勢能之和.RTiNE2A 1 mol 理想氣體的內(nèi)能理想氣體的內(nèi)能 理想氣體的內(nèi)能理想氣體的內(nèi)能RTiE2TRiEd2d 理想氣體內(nèi)能變化理想氣體內(nèi)能變化 v)(vfoSfNNdd)(dvvvvvvvvdd1lim1lim)(00NNNNNNf速率分布函數(shù)速率分布函數(shù)vvv dSd 表示速率在表示速率在 區(qū)間的分區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比子數(shù)占總分子數(shù)的百分比.vvvd 物理意義物理意義 表示在溫度為表示在

18、溫度為 的平衡狀態(tài)下，速的平衡狀態(tài)下，速率在率在 附近附近單位速率區(qū)間單位速率區(qū)間 的分子數(shù)占總的分子數(shù)占總數(shù)的百分比數(shù)的百分比 .vT 的物理意義：的物理意義：vvf)d()(vfMRTmkT332rmsvv2pvvvMRTmkT60. 160. 1vMRTmkT22pv三種速率的比較三種速率的比較MRTmkT60. 18v 平均自由程平均自由程 ndz221vnkTp pdkT22 T 一定時一定時p1 p 一定時一定時TndZv22 P207 1,2,3,4, 13,14,17,25熱力學第一定律熱力學第一定律WEEQ12 系統(tǒng)系統(tǒng)從外界吸收的熱從外界吸收的熱量，一部分使系統(tǒng)的內(nèi)能量，一

19、部分使系統(tǒng)的內(nèi)能增加，另一部分使系統(tǒng)對增加，另一部分使系統(tǒng)對外界做功外界做功 .12*pVo1V2VWEWEEQ12熱力學基礎熱力學基礎21dVVVpEQ準靜態(tài)過程準靜態(tài)過程VpEWEQddddd微變過程微變過程WEWEEQ12+E系統(tǒng)吸熱系統(tǒng)吸熱系統(tǒng)放熱系統(tǒng)放熱內(nèi)能增加內(nèi)能增加內(nèi)能減少內(nèi)能減少系統(tǒng)對外界做功系統(tǒng)對外界做功外界對系統(tǒng)做功外界對系統(tǒng)做功第一定律的符號規(guī)定第一定律的符號規(guī)定QW要求掌握：1、等壓、等體、等容和絕熱過程的做功、吸熱、內(nèi)能改變等問題。2、能夠熟練寫出絕熱方程。3、會判斷循環(huán)做正功還是負功，是熱機循環(huán)還是制冷機循環(huán)。4、會計算熱機循環(huán)效率，制冷系數(shù)等。理解：第一和第二定律 P232：例1； P255 1,2,3,4,5,6,17,18,21,23,24人有了知識，就會具備各種分析能力，明辨是非的能力。所以我們要勤懇讀書，廣泛閱讀，古人說“書中自有黃金屋?！蓖ㄟ^閱讀科技書籍，我們能豐富知識，培養(yǎng)邏輯思維能力；通過閱讀文學作品，我們能提高文學鑒賞水平，培養(yǎng)文學情趣；通過閱讀報刊，我們能增長見識，擴大自己的知識面。有許多書籍還能培養(yǎng)我們的道德情操，給我們巨大的精神力量，鼓舞我們前進。