大学物理总复习课下.pptx

大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学1 气体动理论气体动理论 复习课复习课大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学22.能量按自由度均分定理能量按自由度均分定理 气体分子任一自由度均分到的平均动能都等于气体分子任一自由度均分到的平均动能都等于 分子总平均动能分子总平均动能 理想气体的内能改变量理想气体的内能改变量 理想气体的内能理想气体的内能分子的平均平动动能分子的平均平动动能 1.理想气体物态方程理想气体物态方程大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学33.麦克斯韦分子速率分布麦克斯韦分子速率分布 分子速率分布函数分子速率分布函数 分子速率分布曲线分子速率分布曲线某一温度下的某一温度下的 f(v)v曲线曲线v最概然速率最概然速率气体分子的自由度气体分子的自由度单单原子分子原子分子 i=3 双双原子刚性分子原子刚性分子 i=5 多多原子刚性分子原子刚性分子 i=6 大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学4同一温度下不同气体的速率分布同一温度下不同气体的速率分布同一气体在不同温度下的速率分布同一气体在不同温度下的速率分布结论：结论：同一气体温度越高，同一气体温度越高，分子的最概然速率越大。分子的最概然速率越大。结论：结论：同一温度下，分子同一温度下，分子 质量小的气体，分子的最质量小的气体，分子的最 概然速率大。概然速率大。大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学5 热力学基础热力学基础 复习课复习课大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学61.几个概念几个概念 准静态过程功的计算准静态过程功的计算理想气体内能及内能的改变量理想气体内能及内能的改变量 定体摩尔热容：定体摩尔热容：定压摩尔热容：定压摩尔热容：比热容比比热容比 大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学72.热力学第一定律热力学第一定律 定律中的定律中的符号约定符号约定+系统吸热系统吸热系统放热系统放热系统内能增加系统内能增加系统内能减少系统内能减少系统对外界做功系统对外界做功外界对系统做功外界对系统做功符号符号3.热力学第一定律在理想气体等值过程、绝热热力学第一定律在理想气体等值过程、绝热 过程中的应用过程中的应用大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学8过程过程特征特征 过程方程过程方程吸收热量吸收热量Q对外做功对外做功W 内能增量内能增量 E等等温温等等压压等等体体绝绝热热T=常量常量pV=C000p=常量常量V=常量常量 Q=0 记忆方法记忆方法大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学95.循环过程循环过程循环过程的特征：循环过程的特征：E=0正循环：系统对外做功正循环：系统对外做功热机效率热机效率pVOaBbAVAVBpApBW 0循环过程的功：循环过程的功：Q1Q2注：注：Q2 取绝对值取绝对值大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学10大题大题：一般循环（三个等值过程，绝热过程，循环效率）：一般循环（三个等值过程，绝热过程，循环效率）小题：小题：1 1、理想气体的物态方程及内能、理想气体的物态方程及内能 （物态方程的两种表示形式、能量均分定理）（物态方程的两种表示形式、能量均分定理）2 2、麦克斯韦速率分布曲线。最概然速率、麦克斯韦速率分布曲线。最概然速率 大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学11振动振动 复习课复习课大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学12 简谐运动微分方程简谐运动微分方程一、简谐运动一、简谐运动 简谐运动表达式简谐运动表达式1.简谐运动的特征简谐运动的特征(1)动力学特征动力学特征(2)运动学特征运动学特征以上各式可作为简谐运动的以上各式可作为简谐运动的判据判据（具备其一即可）。（具备其一即可）。大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学133.描述简谐运动的三个特征量：描述简谐运动的三个特征量：(1)角频率角频率 由振动系统本身的性质决定：由振动系统本身的性质决定：2.简谐运动的简谐运动的速度、加速度速度、加速度(2)振幅振幅 A 和初相位和初相位 如如 由初始条件由初始条件(x0、v0)确定确定 A 和和 已知已知 x0、且知、且知 v0 的方向，确定初相位用旋转矢量法。的方向，确定初相位用旋转矢量法。大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学14 简谐运动求解的两类问题简谐运动求解的两类问题第一类问题：第一类问题：证明物体作简谐运动证明物体作简谐运动简谐运动的判据简谐运动的判据第二类问题：第二类问题：建立简谐运动表达式建立简谐运动表达式描述简谐运动的三个特征量：描述简谐运动的三个特征量：大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学15二、二、简谐运动的合成简谐运动的合成合振幅合振幅初相位初相位合振动合振动简谐振动简谐振动合振动加强合振动加强合振动减弱合振动减弱1.两个同方向同频率简谐运动的合成两个同方向同频率简谐运动的合成大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学16简谐运动简谐运动小题：小题：1 1、简谐运动的合成（同方向同频率的合成、简谐运动的合成（同方向同频率的合成)公式法公式法旋转矢量法旋转矢量法参考复习作业：参考复习作业：6大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学17简谐运动的基本特征简谐运动的基本特征（1 1）运动学特征）运动学特征（或（或 ）大题：大题：1 1、证明物体做简谐运动（要求：掌握基本步骤）、证明物体做简谐运动（要求：掌握基本步骤）大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学18波动波动 复习课复习课大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学19一、一、平面简谐波的波动表达式（波函数）平面简谐波的波动表达式（波函数）设设O点点处质点的振动方程处质点的振动方程则沿则沿 x 轴传播的平面简谐波的轴传播的平面简谐波的波动表达式（波函数）波动表达式（波函数）波动表达式波动表达式还可表示为还可表示为大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学20 波动表达式的物理意义波动表达式的物理意义 (2)如果如果 t 给定（令给定（令 t=t0），则波动表达式变为），则波动表达式变为 t0时刻的波形方程时刻的波形方程y 是是 t 的函数。的函数。y 是是 x 的的函数。函数。(1)如果如果 x 给定（令给定（令 x=x0），则波动表达式变为），则波动表达式变为 x0处质点的振动方程处质点的振动方程y tOx0处处质点的振动曲线质点的振动曲线yxOut0时刻时刻各质点的位移各质点的位移t0大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学21 波动中各质点振动的速度和加速度波动中各质点振动的速度和加速度 (3)如果如果 x 与与 t 都发生变化，则都发生变化，则波动表达式包括波动表达式包括了了 不同时刻的波形不同时刻的波形，它反映了波形的传播。，它反映了波形的传播。y 是是 x 和和 t 的函数的函数tOt+t不同时刻的波形不同时刻的波形大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学22波节波节波节的位置波节的位置 波腹波腹波腹的位置波腹的位置注：注：以上两公式只适用于初相位为零的两列波合成的驻波。以上两公式只适用于初相位为零的两列波合成的驻波。驻波振幅驻波振幅 二、二、驻波驻波驻波方程驻波方程 (2k+1)/2 k=0相邻两波腹（或波节）的距离相邻两波腹（或波节）的距离大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学23三、三、多普勒效应多普勒效应 波源或观察者相对于介质运动时，而使观察者接波源或观察者相对于介质运动时，而使观察者接 收到的波的频率发生变化的现象，称为收到的波的频率发生变化的现象，称为多普勒效应多普勒效应。符号的规定：符号的规定：观察者接收到的频率；观察者接收到的频率；波源的频率；波源的频率；v0 观察者的运动速度；观察者的运动速度；vS 波源的运动速度；波源的运动速度；u 波速波速。波源和观察者相向运动时：波源和观察者相向运动时：v0 取取正正，vS 取取正正；波源和观察者相背运动时：波源和观察者相背运动时：v0 取取负负，vS 取取负负;大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学24四、四、电磁波电磁波 沿沿 x 轴正方向传播的平面简谐电磁波波动表达式轴正方向传播的平面简谐电磁波波动表达式 平面电磁波的一般性质平面电磁波的一般性质 (1)电磁波是横波。电磁波是横波。E、H、u 相互垂直，相互垂直，构成右手螺旋关系。构成右手螺旋关系。(3)E 和和 H 同相位同相位。在任何时刻同一地点的在任何时刻同一地点的E 和和H 都是都是 同步变化的。同步变化的。(4)在空间同一点处在空间同一点处 和和 量值满足关系：量值满足关系：对于平面电磁波有对于平面电磁波有真空中真空中:(5)电磁波传播速度电磁波传播速度 (2)电磁波具有偏振性。电磁波具有偏振性。大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学25波动波动小题：小题：1、驻波（驻波形成的推导、驻波方程、驻波（驻波形成的推导、驻波方程)2、电磁波的性质（类似作业）、电磁波的性质（类似作业）3、多普勒效应（公式）、多普勒效应（公式）大题大题:根据已知条件，求波动方程（振动方程、波根据已知条件，求波动方程（振动方程、波动方程、会找原点的振动方程）动方程、会找原点的振动方程）大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学26光学光学 复习课复习课大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学27 杨氏双缝干涉杨氏双缝干涉P 由由 S1、S2 发出的两束光的波程差发出的两束光的波程差明条纹明条纹 暗条纹暗条纹1.双缝干涉明、暗条纹的条件双缝干涉明、暗条纹的条件一、一、光的干涉光的干涉大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学282.双缝干涉明、暗条纹位置双缝干涉明、暗条纹位置明纹中心位置明纹中心位置暗纹中心位置暗纹中心位置相邻相邻两两明（或暗）条纹间距为明（或暗）条纹间距为大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学29 薄膜干涉薄膜干涉(1)反射光的干涉反射光的干涉干涉加强（明纹）干涉加强（明纹）干涉干涉减弱（暗纹）减弱（暗纹）一般情况下，薄膜上、下一般情况下，薄膜上、下 表面表面两反射光线的光程差两反射光线的光程差PC34E5B2LA1SD1.等倾干涉等倾干涉 若光线垂直入射薄膜时：若光线垂直入射薄膜时：大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学30 当当n1 n3时时，上表面反射时上表面反射时有有半波损失半波损失 当当n1 n2 n3时时，下表面反射时下表面反射时有有半波损失半波损失 当当n1 n2 n2 n3时时，上下表面反射时上下表面反射时均无均无半波损失半波损失两反射光的两反射光的附加光程差附加光程差 的确定：的确定：PC34E5B2LA1SD特例：特例：当薄膜处在当薄膜处在同一介质中同一介质中时：时：若光线垂直入射薄膜时：若光线垂直入射薄膜时：大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学312(2)透射光的干涉透射光的干涉 当薄膜处在当薄膜处在同一介质中同一介质中时，时，两透射光线的光程差两透射光线的光程差PC34E5B2LA1SD比较薄膜处在比较薄膜处在同一介质中同一介质中时两反射光线的光程差时两反射光线的光程差同一薄膜对某波长反射光干涉加强，同一薄膜对某波长反射光干涉加强，对该波长的透射光对该波长的透射光 干干涉减弱；反之亦然，两者互补，涉减弱；反之亦然，两者互补，满足能量守恒定律。满足能量守恒定律。大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学32 且光线且光线 垂直入射垂直入射劈尖时，劈尖时，劈尖上、下表面两劈尖上、下表面两 两反射光的光程差两反射光的光程差 n 2.劈尖劈尖明纹明纹暗纹暗纹=(2)各级明、暗各级明、暗纹对应的劈尖膜厚度纹对应的劈尖膜厚度 (3)相邻两明相邻两明(或暗或暗)纹对应膜的厚度差纹对应膜的厚度差(4)相邻两明纹相邻两明纹(或暗纹或暗纹)的间的间距距 劈尖劈尖干涉条纹的特点干涉条纹的特点:(1)干涉条纹为平行于劈尖棱边的等间距直干涉条纹为平行于劈尖棱边的等间距直条纹。干涉级随膜的厚度而增加。条纹。干涉级随膜的厚度而增加。当劈尖膜处于当劈尖膜处于同一介质同一介质，b d大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学33BAfa PC 当光线垂直入射单缝时，当光线垂直入射单缝时，1.单缝衍射明暗纹条件单缝衍射明暗纹条件P 处衍射条纹的明暗取决于处衍射条纹的明暗取决于 单缝边缘两光线的光程差单缝边缘两光线的光程差 O 中央明纹中央明纹 明纹明纹 暗纹暗纹 单缝的夫琅禾费衍射单缝的夫琅禾费衍射二、二、光的衍射光的衍射大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学342.单缝衍射图样的特点单缝衍射图样的特点 (1)光强分布（如图）光强分布（如图）(2)单缝单缝衍射明、暗条纹的位置衍射明、暗条纹的位置暗纹暗纹明纹明纹中央中央明纹明纹线宽度线宽度其它其它明纹宽度明纹宽度aPI IfBA k O k-x1-xk(3)明条纹的宽度明条纹的宽度L大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学352.光栅方程光栅方程 当光线垂直入射光栅时，当光线垂直入射光栅时，P 点出现明纹的条件点出现明纹的条件是是 光栅衍射明纹的条件光栅衍射明纹的条件 光栅衍射光栅衍射1.光栅常数光栅常数 d=a+bba光栅常数与光栅缝数光栅常数与光栅缝数/cm（或刻痕数（或刻痕数/cm)成倒数关系。成倒数关系。3.光栅缺级现象光栅缺级现象 f ddsin 当衍射角当衍射角 的光线的光线同时满足同时满足时，满足光栅方程的主明纹将时，满足光栅方程的主明纹将 消失，消失，缺级的级数缺级的级数大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学36 P1自然光自然光 检偏器检偏器线偏振光线偏振光 P2 起偏器起偏器三、光的偏振三、光的偏振 光强为光强为I1的的线偏振光，透过检偏器后的光强为线偏振光，透过检偏器后的光强为 马吕斯定律马吕斯定律 自然自然光透过起偏器后，出射光为线偏振光，光透过起偏器后，出射光为线偏振光，出射光出射光 强为入射光强的一半强为入射光强的一半。I0I2=？式中式中 为入射到为入射到 P2 的的 线偏振光振动方向与线偏振光振动方向与 P2偏振化方向的夹角。偏振化方向的夹角。或两偏振片偏振化方或两偏振片偏振化方 向间的夹角。向间的夹角。马吕斯定律马吕斯定律大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学37 实验表明实验表明:反射光的偏振化程度和入射角有关。反射光的偏振化程度和入射角有关。布儒斯特定律布儒斯特定律当入射角当入射角 i 等于某一等于某一特定值特定值 ，且满足且满足时，反射光为完全偏振时，反射光为完全偏振光，且光，且只有垂直于入射只有垂直于入射面的光振动面的光振动。布儒斯特定律布儒斯特定律 当入射角当入射角i 为布儒斯为布儒斯 特角特角iB 时，有时，有自然光自然光空气空气玻璃玻璃完完全全偏偏振振光光大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学38大题大题：1 1、劈尖干涉（、劈尖干涉（干涉条件、会写光程差（注意判断有无半波损失）干涉条件、会写光程差（注意判断有无半波损失）、条纹特点（膜厚度，条纹间距）、条纹特点（膜厚度，条纹间距）2 2、光栅（光栅方程、缺级方程；类似作业）、光栅（光栅方程、缺级方程；类似作业）小题：小题：1 1、双缝干涉（干涉条件、明、暗条纹位置及条纹间距）、双缝干涉（干涉条件、明、暗条纹位置及条纹间距）2 2、薄膜干涉、薄膜干涉 （干涉条件；会写光程差（注意判断有无半波损失）（干涉条件；会写光程差（注意判断有无半波损失）3 3、单缝衍射（衍射条件、条纹位置及明条纹宽度）、单缝衍射（衍射条件、条纹位置及明条纹宽度）4 4、马吕斯定律、马吕斯定律 5 5、布儒斯特定律、布儒斯特定律大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学39量量 子子 物物 理理 复习课复习课大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学40一、一、光电效应光电效应1.光电效应的实验规律光电效应的实验规律(2)饱和光电流随入射光强增大而增大；饱和光电流随入射光强增大而增大；(3)遏止电势差遏止电势差 Ua 与入射光频率具有线性关系；与入射光频率具有线性关系；(4)光电效应具有光电效应具有“瞬时性瞬时性”。2.爱因斯坦光量子理论爱因斯坦光量子理论光子的能量光子的能量爱因斯坦光电效应方程爱因斯坦光电效应方程3.光的波粒二象性光的波粒二象性(1)截止频率截止频率 0（或红限（或红限频率频率）；）；大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学411.康普顿效应康普顿效应二、康普顿效应二、康普顿效应 X 射线在石墨体上散射时，射线在石墨体上散射时，散射线中除有与入射线散射线中除有与入射线波长波长 0 相同的成分外，还有波长相同的成分外，还有波长 0的成分。的成分。光子理论光子理论解释：康普顿效应解释：康普顿效应是入射是入射光子与原子光子与原子内电子发生弹性碰撞的结果。内电子发生弹性碰撞的结果。碰撞过程中，系统的能量守恒、动量守恒。碰撞过程中，系统的能量守恒、动量守恒。入射光子入射光子e反冲电子反冲电子散射光子散射光子电子电子大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学42入射光子入射光子e反冲电子反冲电子散射光子散射光子电子电子能量守恒能量守恒动量守恒动量守恒考虑电子是与光子发生作用，电子质量考虑电子是与光子发生作用，电子质量大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学43联立解联立解式可得散射波长的偏移量式可得散射波长的偏移量 康普顿散射公式康普顿散射公式 电子的康普顿波长电子的康普顿波长 注意：注意：反冲电子的动能反冲电子的动能 大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学44 质量为质量为 m 的粒的粒子以速度子以速度 v 匀速运动时，具有能量匀速运动时，具有能量 E 和动量和动量 p 时时，从波动性方面来看，它具有频率从波动性方面来看，它具有频率 和和波长波长 ，这些量之间的关系满足，这些量之间的关系满足与该粒子相联系的平面单色波的波长为与该粒子相联系的平面单色波的波长为 德布罗意公式德布罗意公式三、德布罗意波三、德布罗意波大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学45大题大题：康普顿效应（能量守恒、康普顿波长散射公式）：康普顿效应（能量守恒、康普顿波长散射公式）小题：小题：1 1、光电效应（光电效应方程，最大初动能与遏止电势、光电效应（光电效应方程，最大初动能与遏止电势差，逸出功与红限的关系）差，逸出功与红限的关系）2 2、德布罗意波、德布罗意波