大學(xué)物理復(fù)習(xí)提綱

1、大學(xué)物理復(fù)習(xí)綱要(下冊(cè))第九章 靜電場(chǎng)一、基本要求1、理解庫侖定律2、掌握電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)概念3、理解靜電場(chǎng)的高斯定理和環(huán)路定理4、熟練掌握用點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式和疊加原理以及高斯定理求帶電系統(tǒng)電場(chǎng)強(qiáng)度的方法5、熟練掌握用點(diǎn)電荷的電勢(shì)公式和疊加原理以及電勢(shì)的定義式來求帶電系統(tǒng)電勢(shì)的方 法二、內(nèi)容提要1、靜電場(chǎng)的描述描述靜電場(chǎng)有兩個(gè)物理量 。電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)。電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量點(diǎn)函數(shù)， 電勢(shì)是標(biāo)量點(diǎn)函數(shù)。如果能求出帶電系統(tǒng)的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)分布的具體情況。 這個(gè)靜電場(chǎng)即 知。(5) 如果無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，點(diǎn)電荷的電勢(shì)公式:q4二；0r(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E =Fq。點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式廠-1qer匚24。r(2)電勢(shì)a點(diǎn)

2、電勢(shì)a呻4Va 二。E.dl(V。=0)(3)a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差Vab "a -Vb 二bE.dlabT 4(4)電場(chǎng)力做功W 二 q。E.dl = q°(Va -必)-a2、表征靜電場(chǎng)特性的定理(1)真空中靜電場(chǎng)的咼斯定理：nqiE.ds#s0高斯定理表明靜電場(chǎng)是個(gè)有源場(chǎng)， 注意 電場(chǎng)強(qiáng)度通量只與閉合曲面內(nèi)的電荷有關(guān)，而閉合面上的場(chǎng)強(qiáng)和空間所有電荷有關(guān)(2)靜電場(chǎng)的環(huán)路定理：f E.dl =0表明靜電場(chǎng)是一種保守場(chǎng)，靜電力是保守力，在靜電場(chǎng)中可以引入電勢(shì)的概念。3、電場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算(1) 利用點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式和疊加原理求點(diǎn)電荷 e二1 a q2帶電體 E dqer4二；0 i

3、 a n4二；0 r(2)高斯定理求E高斯定理只能求某些對(duì)稱分布電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度，用高斯定理求電場(chǎng)強(qiáng)度關(guān)鍵在于做出一個(gè)合適的高斯面。4、電勢(shì)計(jì)算(1)用電勢(shì)的定義求電勢(shì)(E的分布應(yīng)該比較容易求出)電勢(shì)零點(diǎn)T 4 Va = E.dl(2)禾用點(diǎn)電荷的電勢(shì)公示和電勢(shì)疊加原理求電勢(shì):dqr第十章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)、基本要求1、 理解靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體的靜電平衡條件，能從平衡條件出發(fā)分析導(dǎo)體上電荷分布和電場(chǎng) 分布。2、 了解電介質(zhì)極化的微觀機(jī)理， 理解電位移矢量 D的概念，及在各向同性介質(zhì)中 D和E關(guān)系，理解電介質(zhì)中的高斯定理并會(huì)利用它求介質(zhì)中對(duì)稱電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)。3、理解電容的定義，能計(jì)算常用電容器的電容

4、4、了解電場(chǎng)能量密度的概念，能計(jì)算電場(chǎng)能量。、內(nèi)容提要1、靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體當(dāng)導(dǎo)體處于靜電平衡時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零；導(dǎo)體內(nèi)任意兩點(diǎn)電勢(shì)差為零。整個(gè)導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體， 導(dǎo)體表面是一個(gè)等勢(shì)面，導(dǎo)體內(nèi)部沒有靜電荷。 電荷按表面的曲E =率分布在表面上。導(dǎo)體表面附近的場(chǎng)強(qiáng)和該處導(dǎo)體表面的電荷面密度有P的關(guān)系。2、靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)電介質(zhì)的極化位于靜電場(chǎng)中的電解質(zhì)表面產(chǎn)生極化電荷，介質(zhì)中的場(chǎng)強(qiáng)：E = Eo E3、介質(zhì)中的高斯定理4、電容:電容的定義：計(jì)算電容器電容步驟:(1) 設(shè)電容器兩極板帶有電荷Q和Q。Vi V2 二:E.df(2) 求兩極板之間的場(chǎng)強(qiáng)分布(3) 利用電勢(shì)定義式求出兩極板之間的電勢(shì)差

5、:(4)利用電容公式求電容注：平行板電容器的電容5、電容器儲(chǔ)存的能量1 Q2We :2 C1 CU21QU2電場(chǎng)能量體密度。-。丘e 2利用能量體密度求電場(chǎng)能量We 二edVV為場(chǎng)不為零的空間三、解題的思路和方法靜電場(chǎng)中放置導(dǎo)體，應(yīng)先根據(jù)靜電平衡條件求出電荷分布，而后根據(jù)電荷分布求場(chǎng)強(qiáng)分布靜電場(chǎng)中放置電介質(zhì)，應(yīng)先根據(jù)電荷分布，求電位移矢量D，而后根據(jù)D和E的關(guān)系求E，由E分布求電勢(shì)或電勢(shì)差。恒定磁場(chǎng)、基本要求1、掌握描述磁場(chǎng)的物理量-磁感應(yīng)強(qiáng)度。2、理解畢奧-薩伐爾定律，能用它和疊加原理計(jì)算簡(jiǎn)單電流的磁場(chǎng)。3、理解恒定電流的磁場(chǎng)的高斯定理和安培環(huán)路定理，學(xué)會(huì)用安培環(huán)路定理計(jì)算磁感應(yīng) 強(qiáng)度的方法

6、4、理解洛倫茲力和安培力公式，能分析電荷在均勻電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的受力和運(yùn)動(dòng)情況， 了解磁矩概念，能計(jì)算簡(jiǎn)單幾何形狀載流導(dǎo)體和載流平面線圈載在磁場(chǎng)中受的力和 力矩。、內(nèi)容提要*1、描述磁場(chǎng)的物理量-磁感應(yīng)強(qiáng)度 B矢量B矢量方向：規(guī)定為正的運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受力為零時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)樵擖c(diǎn)的磁場(chǎng)方向。2、恒定電流在磁場(chǎng)中的基本定律-畢奧-薩伐爾定律dB% Idler4 二 r2式中 =4二 10T.m/AdB方向:與M e?的方向相同dB的大小為：dBSin（Idl °）r2由畢奧-薩伐爾定律求出幾種典型電流的磁場(chǎng)(1)無限長(zhǎng)載流直導(dǎo)線的磁場(chǎng)B）(2)圓電流中心的磁場(chǎng)（3）長(zhǎng)直螺線管的磁場(chǎng)B - A

7、0nl三、表征磁場(chǎng)特性的定理1、磁場(chǎng)的高斯定理：J B.ds =0s說明磁場(chǎng)是無源場(chǎng)真空中的安培環(huán)路定理J TB.dl = %Iin注：磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理八lii A四、磁感應(yīng)強(qiáng)度計(jì)算1、用畢奧-薩伐爾定律求2、用安培環(huán)路定理求 B 五、用安培環(huán)路定理解題的方法和思路用安培環(huán)路定理可以非常方便的求某些電流的磁感應(yīng)強(qiáng)度，具體步驟是：a）先要分析磁場(chǎng)分布是否具有空間的對(duì)稱性，包括軸對(duì)稱、點(diǎn)對(duì)稱等b） 根據(jù)磁場(chǎng)的對(duì)稱性特征選取適當(dāng)?shù)幕芈?，：該回路一定要通過求磁場(chǎng)的點(diǎn)，積分回 從積分號(hào)中提出，積分時(shí)只對(duì)回路的長(zhǎng)度積分。六、 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷和電流的作用1、磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力-洛倫茲力：F = q

8、 B2、磁場(chǎng)對(duì)載流導(dǎo)線的作用力-安培力dF =Idf BF = Idl B3、用安培力公式計(jì)算電流在磁場(chǎng)中受力步驟：a）根據(jù)磁場(chǎng)的分布情況選取合適的電流元b）由安培力公式求出電流元受力dFC）用分量式積分求出F可以證明：在均勻磁場(chǎng)中，任意形狀的平面載流導(dǎo) 線所受的磁力與該導(dǎo)線始終點(diǎn)連線相同的直導(dǎo)線所受 磁力相同，平面閉合線圈所受的合力為零。七、載流線圈在磁場(chǎng)中所受的磁力矩I H4M 二 m Bm 二 NISen磁力矩的大小M = NBIS si nr方向：遵循右手螺旋法則第十二章電磁感應(yīng)、基本要求1 、掌握并熟練應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，并判斷其方向及電勢(shì)高低。2、理解動(dòng)

9、生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)，會(huì)計(jì)算動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)。3、了解自感和互現(xiàn)象，會(huì)計(jì)算幾何形狀簡(jiǎn)單的導(dǎo)體的自感和互感。4 、了解磁場(chǎng)能量和能量密度概念。1、內(nèi)容提要d1 、法拉第電磁感應(yīng)定律：i - 一dt一個(gè)回路，不管什么原因，只要穿過回路的磁通量隨時(shí)間變化，回路中就有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。應(yīng)用該式只要求出=|7Bds，若它是時(shí)間的函數(shù)，則磁通量對(duì)時(shí)間求導(dǎo)即得感應(yīng)電流，若電路閉合，回路電阻為R：式中負(fù)號(hào)是楞次定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。,1 d1 iR dt2、楞次定律判定感應(yīng)電流方向回路中感應(yīng)電流所激發(fā)的磁場(chǎng)，總是使它反抗任何引起感應(yīng)電流的原因。3、動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(1)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì):b呻 =(B).dlLad

10、式中為線元，B為外磁場(chǎng)，為線元的速度(2)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)竺dSs dt感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算公式實(shí)質(zhì)上就是法拉第電磁感應(yīng)定律, 由于B的變化引起的。不過這種通量的變化只是4、求動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)的思路和方法(1)導(dǎo)體或?qū)w回路在恒定磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)(即導(dǎo)體切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí))b斗鳴i 二 J B).dl，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。應(yīng)用I*處的B和它的運(yùn)動(dòng)速度時(shí)，應(yīng)先選一個(gè)合適的線元dl，并注意線元所在，并注意各矢量之間的夾角。正確寫出d i = ( B).dl，而后積分，注意積分的上下限。(2)變化的磁場(chǎng)在其周圍空間產(chǎn)生渦旋電場(chǎng)，這種渦旋電場(chǎng)力是一種非靜電力。Ek時(shí),仍可按法拉第電磁感定律求正是它驅(qū)使載流

11、子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，在不要求計(jì)算 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。注：自感和互感電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算Ei址尬2其中 L mM2第十四章光學(xué)一、基本內(nèi)容：11.1、11.2、11.3、11.4、11.6、11.7、11.9 11.10、11.11二、基本要求：（一）光的干涉：1、理解光的相干性及獲得相干光的兩種方法；2、掌握楊氏雙縫的相干條件和條紋分布規(guī)律；3、掌握光程概念及光程差與相位差的關(guān)系；4、理解半波損失概念并掌握產(chǎn)生條件；5、掌握薄膜等厚干涉（劈尖、牛頓環(huán)）的干涉條件及條紋分布規(guī)律。（二）光的衍射：1、理解研究夫瑯禾費(fèi)單縫衍射的半波帶法，掌握其條紋分布規(guī)律；2、能用光柵衍射公式確定譜線位置，了解光柵的缺級(jí)問題。（三

12、）光的偏振1、理解自然光、偏振光、部分偏振光、起偏、檢偏等概念；2、掌握馬呂斯定律；3、理解反射和折射時(shí)光的偏振現(xiàn)象，掌握布儒斯特定律。三、內(nèi)容摘要（一） 光的干涉1、 怎樣獲得相干光：將普通光源上同一點(diǎn)發(fā)出的光，利用雙縫（分波振面法）和反射和折射（分振幅法）使一束光“一分為二”，沿兩條不同的路徑傳播并相遇，這樣，單束的每一個(gè)波列都分成了頻率PIra 11 6楊氏規(guī)班干祿葩紋的計(jì)聲相同，振動(dòng)方向相同，相位差恒定 的兩部分，當(dāng)它們相遇時(shí)，符合 相干條件，產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。2、楊氏雙縫干涉:波程差xr = r2 _ 口 = d si= d d r z產(chǎn) 2k (k = 0,1,23 )明紋x2d &#

13、39;二d |±(2k-1)' (k= 1,2,3)暗紋條紋坐標(biāo)：丄2k-d 2L 2(2k -1)- d-相鄰明紋或相鄰暗紋之間的距離3、 光程:光在介質(zhì)中通過L距離引起的相位差:nLnL為光程即光通過介質(zhì)中的幾何路程折合成的光在真空中的路程4、 等厚干涉（劈尖、牛頓環(huán)）（1 ）等厚干涉的成紋公式：垂直入射時(shí)，上下表面反射的光的光程差（假設(shè)有半波損失）= 1,2,3加強(qiáng)圖11-16劈尖干涉條紋的形成（3）牛頓環(huán)：光垂直入射，反射光有半波損失時(shí)，明紋半徑廠 （ 1）RV 2暗紋半徑r二-kR條紋不是等間距的。k二0，,2,3減弱(2)(a)(b)劈尖條紋分布規(guī)律：如果反射光有

14、半波損失，棱 處d=0,零級(jí)暗紋條紋等間距（C）相鄰明紋（或暗紋）對(duì)應(yīng)的劈尖的厚度差I(lǐng)"1,2,30,1,2,3（4）關(guān)于半波損失（產(chǎn)生的條件）：入射光從光疏介質(zhì)到光密介質(zhì)的反射光，相位有躍變。n1n2n3當(dāng)ni n2 n3或 m ： % :帀時(shí)，反射光無半波損失; 當(dāng)m n2 ： n3或n1 :. n2 n3時(shí)，反射光有半波損失; 當(dāng)反射光有半波損失時(shí)，透射光一定沒有半波損失。(二)光的衍射1、單縫夫瑯禾費(fèi)衍射單婕衍射(1)(2)理解半波帶法。成紋規(guī)律2k_暗紋中心bsn = 1Iz(2k 1) 明紋中心 I2(k= -1,-2 )中央明紋的半角寬度為一級(jí)暗紋到中心的距離對(duì)應(yīng)的衍射角其他級(jí)明紋的寬度是中央明紋寬度的一半:2、圓孔衍射：最小分辨角入二也"22，九D物體最小間距I(1)光柵方程 (明紋條件)ra 1 -33透射式¥向布射光樹截而示羽.國(guó) 寶際鵝畫中$憂行丈超皋3、衍射光柵:光柵常數(shù)b+b'(b'為不透光部(b b )sin k (k = 0,1,2,3 )分，b為透光部分，相當(dāng)于單縫的縫寬)k b+ b(2)最大級(jí)次：km 一(3)光柵的缺級(jí)問題考慮縫與縫之間的干涉在某處出現(xiàn)光柵亮紋，但由于單縫衍射在該處是暗紋，光柵