同濟大學大學物理下知識點總結(jié)

1、普通物理（下）學習總結(jié)第九章熱力學基礎章節(jié)概述：熱力學整章的重點在于理想氣體動態(tài)方程、熱力學兩大定律在各種狀態(tài)下的應用以及卡諾定理用來計算各種熱機的效率。1、 開爾文溫度和攝氏溫度的換算。t=T-273.152、 平衡狀態(tài)、準靜態(tài)過程和非靜態(tài)過程的區(qū)別。對于一個孤立系統(tǒng)而言，如果其宏觀性質(zhì)經(jīng)過充分長的時間后保持不變，即系統(tǒng)的狀態(tài)參量不再隨時間改變，此時系統(tǒng)屬于平衡態(tài)。而如果系統(tǒng)在變化過程中，每一個中間狀態(tài)都無線接近于平衡態(tài)，則稱之為準靜態(tài)過程。3、 理想氣體的狀態(tài)方程：注意玻爾茲曼常量和斯密特常量的定義。 4、 焦耳的實驗，定義了熱功當量。如用做功和傳熱的方式使系統(tǒng)溫度升高相同時，所傳遞的熱量

2、和所做的功總有一定的比例關系，即1卡熱量=4.18焦耳的功可見，功與熱量具有等效性。做功與傳熱雖然有等效的一面，但本質(zhì)上有著區(qū)別。做功：通過物體作宏觀位移完成。作用是機械運動與系統(tǒng)內(nèi)分子無規(guī)則運動之間的轉(zhuǎn)換。從而改變內(nèi)能。傳熱：通過分子間相互作用完成。作用是外界分子無規(guī)則熱運動與系統(tǒng)內(nèi)分子無規(guī)則熱運動之間的轉(zhuǎn)換。從而改變了內(nèi)能。5、 熱力學第一定律和第一類永動機的概念。對微小過程，即準靜態(tài)過程，6、 等溫等壓過程、絕熱過程、多方過程中熱力學第一定律的應用。等容過程等溫過程等壓過程 7、 熱循環(huán)、制冷機與熱機的關系、卡諾循環(huán)及其效率的計算。效率計算 制冷系數(shù)8、 熱力學第二定律的兩種表述（克勞斯

3、修表述和開爾文表述）。開爾文表述（開氏表述）：不可能從單一熱源吸取熱量，使它完全變?yōu)橛杏霉Χ灰鹌渌兓？藙谛匏贡硎觯耸媳硎觯簾崃坎荒茏詣拥貜牡蜏匚矬w傳到高溫物體。第十章氣體動理論章節(jié)概述：本章主要講述了氣體動理論的兩個基本公式壓強公式和能量公式，理解分子熱運動的原理，能夠理解熱力學第二定律和熵的意義。在本章中還大量地運用了統(tǒng)計規(guī)律來對分子的熱運動進行分析，即通過對微觀物理量求統(tǒng)計平均值的方法得到宏觀物理量。1、自然界的一切宏觀物體，無論是氣體、液體亦或是固體，都是由大量分子或原子構(gòu)成。分子間存在相互作用力。構(gòu)成物質(zhì)的分子處于永恒的、雜亂無章的運動之中。2、理想氣體的壓強公式和氣體溫度

4、的微觀實質(zhì)。氣體的溫度其實標志著氣體內(nèi)部分子無規(guī)則熱運動的劇烈程度，代表了氣體分子的平均平動動能。 3、剛性分子的自由度。分子種類平均自由度轉(zhuǎn)動自由度總自由度i單原子分子303雙原子分子325多原子分子3364、在某溫度的平衡態(tài)時、物質(zhì)分子的每個自由度都有著相同的平均動能。所以理想氣體的內(nèi)能公式為。5、由速度分布函數(shù)的定義引出的麥克斯韋速率分布函數(shù)，以及氣體分子的三個統(tǒng)計速率，即平均速率、方均根速率、最概然速率。它描述了運動的分子在速率上的分布。6、玻爾茲曼能量分布，即指出了確定的速率區(qū)間和空間區(qū)域中，分子的能量越大分子數(shù)越少。或者稱之為分子處于能量較低狀態(tài)的概率比處于能量較高的狀態(tài)概率要大。

5、主要的應用是在大氣壓強隨著高度的變化、氣體分子數(shù)密度隨著高度的變化關系。7、氣體分子熱運動頻繁碰撞的物理機制。主要是平均碰撞速率（單位時間內(nèi)一個分子與其他分子發(fā)生碰撞的平均次數(shù)）和平均自由程（分子與分子相繼兩次發(fā)生碰撞之間自由通過的路程的平均值）。 8、輸送過程，重要的公式有牛頓粘性定理 、傅里葉熱傳導定律 以及菲克擴散定理。 9、熵的概念（玻爾茲曼熵和克勞修斯熵），熱力學第二定律的微觀意義。孤立系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生的一切不可逆過程總是由包含微觀態(tài)數(shù)目少的宏觀態(tài)向包含微觀數(shù)目多的宏觀態(tài)方向進行。孤立系統(tǒng)中發(fā)生的一切不可逆過程都將導致系統(tǒng)熵的增加。同樣在孤立系統(tǒng)中發(fā)生的可逆過程，系統(tǒng)的熵保持不變。第十一

6、章幾何光學章節(jié)概述：本章主要從幾何角度解釋了光學在宏觀傳播中的規(guī)律。主要是幾何光學的三條定律和傳播中的基本規(guī)律。1、幾何光學的三條性質(zhì)。光的直線傳播原理：光在均勻介質(zhì)中沿直線傳播光的反射定律：反射光線總是處于入射面內(nèi)，并且與入射光線分居在法線的兩側(cè)，入射角等于反射角。光的折射定律：折射光線總是處于入射面內(nèi)，并且與入射光線分居在法線的兩側(cè)；入射角的正弦與折射角的正弦之比為一個常數(shù)。常數(shù)即為第二種介質(zhì)對第一種介質(zhì)的相對折射率。2、平面反射和平面折射的成像規(guī)律。（1）球面反射成像公式。（2）球面鏡反射物理關系中的符號法則。物點P在鏡前時呈實物，物距為正。物點在鏡后時呈虛像，物距為負。像點在鏡前呈實像

7、，像距為正。像點在鏡后呈虛像，像距為負。歸納即為“實正虛負”。凸面鏡的曲率半徑為正、凹面鏡的曲率半徑為負。3、薄透鏡的成像規(guī)律。（1）、薄透鏡的成像公式。（2）、薄透鏡的焦距。（3）、空氣中薄透鏡的焦距。（4）、薄透鏡的橫向放大率。4、一般光學儀器的放大率。（1）、放大鏡的視角放大率。（2）、顯微鏡的放大率。（3）、望遠鏡的放大率。第十二章波動光學本章概述：本章主要從原理角度解釋了光在傳播過程中的特殊現(xiàn)象（干涉、衍射）。重點是干涉、衍射的原理，另外就是與光柵相關的概念與計算。1、光的電磁本質(zhì)，既有微粒特性，也有波的特性。2、光的干涉。光程：光在介質(zhì)中傳播的幾何路程r與該介質(zhì)折射率n的乘積。相干

8、光和相干光源：各原子發(fā)出的光波列的頻率、初相位、振動方向都相同，可以實現(xiàn)光干涉、滿足干涉條件的光稱之為相干光。能產(chǎn)生相干光的光源稱之為相干光源。（1）光干涉的一般條件。（2）雙縫干涉的條紋分布。（3）像距兩明紋或者暗紋的間距。（4）等傾干涉。薄膜反射光干涉加強的條件。薄膜反射光干涉減弱的條件。（5）光垂直入射下的薄膜等厚干涉。（6）光干涉的特例牛頓環(huán)。利用牛頓環(huán)檢測平面的平整度。 （7）邁克爾孫干涉儀的原理。3、光的衍射。（1）惠更斯-菲涅爾原理：波在傳播過程中，從同一波振面上各點發(fā)出的子波，經(jīng)傳播而在空間某點相遇時，產(chǎn)生想干疊加。（2）夫瑯禾費單縫衍射 （3）衍射光柵的光柵方程。（4）圓孔衍

9、射的分辨限角。（5）布拉格公式。3、X射線衍射。（1）產(chǎn)生機理。在真空管內(nèi)放置正極和熱陰極。當加上數(shù)萬伏高電壓時，熱陰極射出的電子獲得高能量對陽極進行撞擊，從而產(chǎn)生X射線。（2）利用：主要利用X射線在衍射時產(chǎn)生的衍射斑點，對被探照物質(zhì)的原子排列進行觀測。4、光的偏振。（1）常見的偏振光。自然光：在垂直于光傳播方向的平面內(nèi)沿各個方向光振動的概率相等，亦即各方向光矢量的振動相等。部分偏振光：在垂直于光傳播方向的平面內(nèi)，某一方向的光振動比與之相垂直方向的光振動占優(yōu)勢。線偏振光：在垂直光傳播的平面內(nèi)，只有一個確定方向的光振動。橢圓偏振光：光在傳播時，光矢量繞傳播方向旋轉(zhuǎn)（左旋或右旋），光矢量端點的軌跡

10、是一個橢圓。圓偏振光：光在傳播時，光矢量繞傳播方向旋轉(zhuǎn)（左旋或右旋），光矢量端點的軌跡是一個院。（2）馬呂斯定律。在不考慮吸收和反射的情況下，透射線偏振光與入射偏振光的強度關系為。（3）布儒斯特定律。當自然光在折射率為的介質(zhì)中沿布儒斯特角入射另一種折射率的介質(zhì)的表面時，反射光為線偏振光，光振動垂直于入射面。5、晶體的雙反射。（1）雙反射現(xiàn)象。一束光射入一些晶體內(nèi)，在晶體內(nèi)部分分裂成兩束光。其中一束遵守折射定律，稱為尋常光。另一束不遵守折射定律，稱為非常光。兩者都是線偏振光，尋常光的光振動垂直于它對應的主平面，非常光的光振動平行于它對應的主平面。（2）在晶體中的某個特殊方向，在該方向是不發(fā)生光的

11、雙折射現(xiàn)象。這個方向稱之為光軸。第十三章狹義相對論本章概述：本章主要講述了如何運用相對論原理解釋簡單的時間空間問題，了解相對論的本質(zhì)。1、力學相對性原理和伽利略坐標變換。（1）牛頓力學的一切規(guī)律在伽利略變換下其形式保持不變，亦即力學規(guī)律對于一切慣性參考系都是等價的。（2）伽利略坐標換算。 2、狹義相對論的基本原理與時空的相對性。（1）在所有的慣性系中物理定律的表達形式都相同。（2）在所有的慣性系中真空中的光速都具有相同的量值。（3）同時性與所選擇的參考系有關。（4）時間膨脹。在某一慣性參考系中同一地點先后發(fā)生的兩個事件的時間間隔。（5）長度收縮。在不同的慣性系中測量出的同一物體的長度差。3、當

12、速度足夠快時，使用洛倫茲坐標變換和相對論速度變換。但是當運動速度遠小于光速時，均使用伽利略變換。 4光的多普勒效應。當光源相對于觀察者運動時，觀察者接受到的頻率不等于光源實際發(fā)出的頻率。5、狹義相對論揭示出電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象并不是互相獨立的，即表現(xiàn)為統(tǒng)一的電磁場。6、相對論中質(zhì)量、動量、力以及相對論動能、相對論靜能、相對論總能量、與速度的關系。 第十五章量子物理本章概述：主要介紹了簡單的量子物理。重點在于氫原子內(nèi)部的光譜理解和德布羅意實物波。另外激光的產(chǎn)生機理和應用。1、維恩位移定律（黑體輻射光譜中輻射最強的波長與黑體溫度成正比）和斯忒潘-玻爾茲曼原理（黑體的輻出度與黑體溫度的四次方成正比）。2、

13、泡利不相容原理：在一個原子中不可能有兩個或兩個以上的電子處于相同的狀態(tài)。即不可能具有完全相同的四個量子數(shù)。3、對于頻率為確定值的諧振子，其輻射能量是不連續(xù)的，只能去某一最小能量的整數(shù)倍。4、光電效應。（1）、愛因斯坦方程。（2）、紅限頻率。即恰能產(chǎn)生光電效應的入射光頻率。5、康普頓效應。X射線被物質(zhì)散射時，在散射光中不僅有與入射光相同的波長成分，更有波長大于入射光波長的成分。6、氫原子光譜。7、玻爾氫原子理論的三條基本假設。（1）原子中的電子只能在一些特定的圓軌道上運動而不會輻射電磁能量。這時原子處于穩(wěn)定狀態(tài)，簡稱定態(tài)，并具有一定的能量。（2）當電子從某一軌道巷另一軌道躍遷，亦即原子從一個能量

14、狀態(tài)向另一個能量狀態(tài)躍遷時，原子才會發(fā)射或吸收光子。光子頻率為。（3）電子在原子中的穩(wěn)定軌道必須滿足角動量L等于h/2pai的整數(shù)倍條件。（4）氫原子的各能態(tài)分布規(guī)律如下。8、德布羅意關系式。9、不確定關系式。10、波函數(shù)。11、粒子的一維定態(tài)運動。（1）一維定態(tài)薛定諤方程。（2）隧道效應（3）一維簡諧振子的能量12、原子的殼層結(jié)構(gòu)。13、激光。（1）產(chǎn)生激光的基本條件是：一是要有能實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的激活介質(zhì)；二是要有滿足閥值條件的光學諧振腔。（2）激光的特性：方向性好，單色行好，亮度高，相干性好。第十六章原子核物理章節(jié)概述：本章主要講解了原子核的構(gòu)成，以及在放射性衰變中原子和原子核是怎么變化。1、質(zhì)子和中子的自旋角動量。（1）自旋角動量。（2）自旋角動量在z軸上的分量。2、原子核的自旋角動量。（1）自旋角動量。（2）自旋角動量在z軸上的分量。3、核磁子。4、放射性。（1）放射性核素服從的衰變規(guī)律（2）放射性核素的半衰期：放射性核素衰減到原來數(shù)目的一半所需要的時間。