山東建筑大學大學物理下復習(內(nèi)有考試原題)

1、大學大學物理學物理學第九章第九章 氣體動理論氣體動理論摩爾氣體常量摩爾氣體常量理想氣體物態(tài)方程一：理想氣體物態(tài)方程一：RTMmRTpV 11KmolJ 318 .Rk 稱為玻耳茲曼常量稱為玻耳茲曼常量231/1.38 10 J KAkR N一、理想氣體物態(tài)方程一、理想氣體物態(tài)方程理想氣體物態(tài)方程二：理想氣體物態(tài)方程二：nkTp 質(zhì)量為質(zhì)量為m，摩爾質(zhì)量為，摩爾質(zhì)量為M 的理想氣體的內(nèi)能為的理想氣體的內(nèi)能為RTiMmE2 二、理想氣體的內(nèi)能二、理想氣體的內(nèi)能復習復習復習復習1 1大學大學物理學物理學復習復習復習復習2 2氣體處于平衡態(tài)時，分子的任何一個自由度的平均動能都等于氣體處于平衡態(tài)時，分子

2、的任何一個自由度的平均動能都等于，這一結論叫做能量按自由度均分定理或能量均分定理，這一結論叫做能量按自由度均分定理或能量均分定理12kT三、能量均分定理三、能量均分定理 某種剛性氣體分子的平動自由度為某種剛性氣體分子的平動自由度為 ， t分子的平均平動動能為分子的平均平動動能為 kt2tkT ，轉動的自由度為，轉動的自由度為 ，分子的平均轉動動能為，分子的平均轉動動能為 rkr2rkT , ,分子總的自由度為分子總的自由度為itr ，分子平均總動能為，分子平均總動能為 . k()2trkT 雙原子氣體分子，平動自由度為雙原子氣體分子，平動自由度為 3t ，分子的平均平動動能為，分子的平均平動動

3、能為 kt32kT ，分子總的自由度為，分子總的自由度為 k52kT 5i , ,分子平均總動能分子平均總動能為為 . ., ,轉動的自由度為轉動的自由度為 kr22kTkT 2r ，分子的平均轉動動能為，分子的平均轉動動能為 大學大學物理學物理學復習復習復習復習3 3剛性分子的自由度剛性分子的自由度四、麥克斯韋速率分布曲線四、麥克斯韋速率分布曲線 最概然速率最概然速率最概然速率是反映速率分布特征的物理量最概然速率是反映速率分布特征的物理量 p.kTRTmM01 411 41v大學大學物理學物理學復習復習復習復習4 4（1 1）對同一種氣體，溫度升高，最概然速率）對同一種氣體，溫度升高，最概然

4、速率vp增大，在速率分布曲線增大，在速率分布曲線上的最大值向上的最大值向v增加的方向移動，曲線變平坦增加的方向移動，曲線變平坦. .(2)(2)在同一溫度下，分子質(zhì)量（或氣體的摩爾質(zhì)量）越大，在同一溫度下，分子質(zhì)量（或氣體的摩爾質(zhì)量）越大，vp越小越小. . C解：解：-203231.33 3.44 10 m1.38 10280 nkTp pnkT 2311.38 10J Kk 118.31 J molKR（波爾茲曼常量（波爾茲曼常量 ， 氮氣的摩爾質(zhì)量氮氣的摩爾質(zhì)量 31mol28 10kg molM，普試氣體常量，普試氣體常量 ）1. (09-10-11. (09-10-1試卷試卷) )容

5、器中有容器中有1mol氮氣，壓強為氮氣，壓強為1.33Pa,溫度為溫度為7 , ,則則 （1 1）1m3中氮氣的分子數(shù)為中氮氣的分子數(shù)為_；（2 2）容器中氮氣的密度為容器中氮氣的密度為_；（3 3） 1m3中氮氣的總平動動能為中氮氣的總平動動能為_；203.44 10 531.6 10 kg m1.99J大學大學物理學物理學mV .353328 101.6 10 kg m1 75 10 RTMmRTpV RTVp kt32NNkT 20233= 3.44 101.38 102801.99J2 2.2.如圖示兩條如圖示兩條 曲線分別表示氫氣和氧氣在同一溫度下的麥克斯韋曲線分別表示氫氣和氧氣在同

6、一溫度下的麥克斯韋速率分布曲線，速率分布曲線， 從圖上數(shù)據(jù)求出兩氣體最概然速率從圖上數(shù)據(jù)求出兩氣體最概然速率. .( )f vv)(vf1sm /v2000opkTm 02v()()0202HOmm 解解:)(O)(H2p2pvv 復習復習復習復習5 5大學大學物理學物理學-12pm.s 000 2)(H vpp()()()()202202HO324OH2mm vv-12pm.s 500)(O v作業(yè)：作業(yè)：1 1，4 4，5 5，9 9，1010，1111，1313復習復習復習復習6 6大學大學物理學物理學第十章第十章 熱力學基礎熱力學基礎理想氣體等值、絕熱過程中的公式理想氣體等值、絕熱過程

7、中的公式過程過程特征特征過程方程過程方程吸收的熱量吸收的熱量Q對外做功對外做功W內(nèi)能的增量內(nèi)能的增量E等體等體等壓等壓等溫等溫絕熱絕熱常量常量 V常量常量p 常量常量T aQ 0pCT VCT pVC pVC VTC 1pTC 1,V mmCTM ,V mmCTM 0,V mmCTM ,V mmCTM 0,p mmCTM lnpmRTMp120lnVmRTMV21lnpmRTMp12lnVmRTMV21,V mmCTM 或或或或p V 或或mR M PVPV 001或或熱力學第一定律熱力學第一定律 QEW , ,對理想氣體物態(tài)方程對理想氣體物態(tài)方程 RTMmpV 復習復習復習復習7 7大學大學

8、物理學物理學（1 1）計算熱機的效率有兩個公式）計算熱機的效率有兩個公式WQ 吸吸1QQ 放吸或或（2 2）判斷吸熱和放熱的方法：判斷吸熱和放熱的方法：W是凈功是凈功；Q放放是循環(huán)過程放出的總熱量；是循環(huán)過程放出的總熱量；Q吸吸是循環(huán)過程吸收的總熱量；是循環(huán)過程吸收的總熱量；三者都取絕對值三者都取絕對值. .復習復習復習復習8 8大學大學物理學物理學等體過程：等體過程：,2121()()VV mV mmVQCTTCppMRpVo1p2p1p2p等壓過程：等壓過程：,2121()()pp mp mmpQCTTCVVMR1V2V2V1V等溫過程：等溫過程：1221lnlnVVRTMmppRTMmQ

9、T 1p2p1()V2()V2p1p2()V1()V復習復習復習復習9 9大學大學物理學物理學141V4V231p2pPVo12Q34Q41Q23Q 1. 1 mol 氦氣經(jīng)過如圖所示的循環(huán)過程，其中氦氣經(jīng)過如圖所示的循環(huán)過程，其中 , 求求12、23、34、41各過程中氣體吸收的熱量和熱機的效率各過程中氣體吸收的熱量和熱機的效率 .212pp 412VV 解解 :TT 212TT 314VQCTT 12,m21()pQCTT 23,m32()VQCTT 34,m43(), ,由理想氣體物態(tài)方程得由理想氣體物態(tài)方程得pQCTT41,m14(), ,QQQQQQ 3441122311放吸過程過程

10、12：過程過程23：ppTT 1212, ,pp 212VV 412已知已知, ,VVTT 3223, ,VVTT 1423, ,復習復習復習復習1010大學大學物理學物理學過程過程34：ppTT 3434, ,ppTT 2134TT 412, ,141V4V231p2pPVo12Q34Q41Q23QVQCT 12,m 1pQCT 23,m 12mVQCT 34,12, , ,VpRTCTCT 1,m1,m12p VRT 111pQCT 41,m1VpCTCT ,m1,m12QQQ 1223吸吸WppVV 2141()()0015.4 WQ 吸吸RiiRR 2222氦氣是單原子分子氣體氦氣是單

11、原子分子氣體i 3pp 212VV 412復習復習復習復習11112211221115.4%213222iiRRiiRR 法二：法二：大學大學物理學物理學復習復習復習復習12122.2. (09-10-1試卷試卷)一定量的理想氣體經(jīng)歷如圖所示的循環(huán)過程，一定量的理想氣體經(jīng)歷如圖所示的循環(huán)過程，AB和和CD是等壓過程，是等壓過程， BC和和DA是是絕熱過程絕熱過程.已知：已知：TC=300K, TB=400K.試求：試求：（1）這循環(huán)是不是卡諾循環(huán)？為什么？）這循環(huán)是不是卡諾循環(huán)？為什么？（2）此循環(huán)的效率）此循環(huán)的效率.ABCDVpOABQCDQ思路：思路：1QQ 放吸WQ 吸吸或或用哪一個簡

12、單？用哪一個簡單？解：解：,()ABp mBAQCTT ,()CDp mCDQCTT 11CDBAQTTQTT 放吸 大學大學物理學物理學復習復習復習復習131311BBCCpTpT 11AADDpTpT ADBCTTTT CCDBBATTTTTT %11125CDCBABQTTTQTTT 放吸 作業(yè)：作業(yè)：10，12，13，14，15大學大學物理學物理學第十一章第十一章 簡諧運動簡諧運動一、判斷物體做簡諧振動的四條判據(jù)一、判斷物體做簡諧振動的四條判據(jù)Fkx 2ax 22ddxxt 20 xAt cos()二、兩個同方向同頻率簡諧運動的合成二、兩個同方向同頻率簡諧運動的合成合振幅合振幅合振動的

13、初相位合振動的初相位11221122sinsintgcoscosAAAA 221212212cos()AAAA A復習復習復習復習1414大學大學物理學物理學1.1.（例（例11-211-2）如圖）如圖11-411-4所示，輕彈簧的一端固定，另一端系一輕繩，所示，輕彈簧的一端固定，另一端系一輕繩，輕繩繞過滑輪連接一質(zhì)量為輕繩繞過滑輪連接一質(zhì)量為m的物體，繩在輪上不打滑的物體，繩在輪上不打滑.已知彈簧的勁已知彈簧的勁度系數(shù)為度系數(shù)為k，滑輪的半徑為，滑輪的半徑為R、轉動慣量為、轉動慣量為 J.使物體略偏離平衡位置后使物體略偏離平衡位置后放手使其振動，試證明物體放手使其振動，試證明物體m作簡諧運動

14、，并求其周期作簡諧運動，并求其周期 T.解：解： 選擇物體和滑輪為研究對象選擇物體和滑輪為研究對象受力分析受力分析 查運動查運動平動的物體用牛頓第二定律平動的物體用牛頓第二定律列方程，轉動的物體用轉動定列方程，轉動的物體用轉動定律列方程律列方程, , 設設彈簧沿伸長彈簧沿伸長x建坐標建坐標1mgFma12() FFRJ 取物體取物體m 平衡位置為坐標原點平衡位置為坐標原點O，向下為正方向，此時彈簧，向下為正方向，此時彈簧的伸長量的伸長量x01F 2F Ox1F gmaxkJR復習復習復習復習1515大學大學物理學物理學kxmg0Fk xx20()aR 聯(lián)立式聯(lián)立式可得可得2()xkxtmJ/R

15、22d0d 振動物體的運動是簡諧運動振動物體的運動是簡諧運動. . ()kmJ/R 22所以，所以，()kmJ/R 21F 2F Ox1F gmaxkJR第十一章第十一章 振動振動11.1 11.1 簡諧運動簡諧運動1616振動周期為振動周期為 ()mJ/Rk22T 2 大學大學物理學物理學作業(yè)作業(yè)作業(yè)作業(yè)1717Ox1TmgaxkJR 1T2T1mgTma12T RT RJ kxmg0Fk xx20()aR 2.2.（作業(yè)（作業(yè) 8 8）解解: :聯(lián)立式聯(lián)立式可得可得22kRaxmRJ 或或2222d0dxkRxtmRJ 大學大學物理學物理學作業(yè)作業(yè)作業(yè)作業(yè)1818振動物體的運動是簡諧運動振

16、動物體的運動是簡諧運動. . 222kRmRJ 所以，所以，()kmJ/R 23. (09-10-13. (09-10-1試卷試卷) )兩個同方向同頻率的簡諧運動，其振動表達式分別為：兩個同方向同頻率的簡諧運動，其振動表達式分別為：216 10cos(5)2xt 222 10cos(5 )2xt 它們的和振動的振幅為它們的和振動的振幅為_,_,初相為初相為_._.221212212cos()AAAA A24 102 大學大學物理學物理學tan 22112211coscossinsin AAAA 22226 10sin2 10sin()226 10cos2 10cos()22 222222(6

17、10 )(2 10 )2 6 102 10cos()22 44436 104 1024 10cos 24 10 m 2 作業(yè)：作業(yè)：3,6,7,8,9,10,113,6,7,8,9,10,11作業(yè)作業(yè)作業(yè)作業(yè)1919xO 1A 2A 證明簡諧運動和求振動方程證明簡諧運動和求振動方程2 大學大學物理學物理學cos ()xyAtu沿沿x軸傳播的平面簡諧波的波動表達式可寫為軸傳播的平面簡諧波的波動表達式可寫為波沿波沿x軸正方向傳播取軸正方向傳播取“-”-”號；波沿號；波沿x軸軸負方向傳播取負方向傳播取“+”. .利用利用 和和 可得波動表達式的幾種不同形式：可得波動表達式的幾種不同形式：2/T /u

18、T ( , )cos 2()txy x tAT ( , )cosy x tAtkx 2 k角波數(shù)角波數(shù)一、平面簡諧波的波函數(shù)一、平面簡諧波的波函數(shù)若已知距坐標原點若已知距坐標原點O振動表達式振動表達式( )cos()OytAt復習復習復習復習2020第十二章第十二章 波動波動大學大學物理學物理學若已知距坐標原點若已知距坐標原點O為為xo的的Q點振動表達式點振動表達式0( )cos()xytAt 沿沿x 軸傳播的平面簡諧波的波動表達式軸傳播的平面簡諧波的波動表達式0( , )cos()xxy x tAtu 二、駐波二、駐波)(2cos1 xTtAy )(2cos2 xTtAy 兩波的合成波兩波的

19、合成波 設頻率相同設頻率相同, , 振幅相同的右行波和左行波（取初相位均為零振幅相同的右行波和左行波（取初相位均為零), ), 其波其波動表達式分別為動表達式分別為: :1222(2cos)cosyyyAxtT 復習復習復習復習2121大學大學物理學物理學0Suu vv三、三、多普勒效應公式多普勒效應公式觀察者向著波源運動時觀察者向著波源運動時v0 0取取正號正號；觀察者遠離波源運動時觀察者遠離波源運動時v0 0取取負號負號；波源向著觀察者運動時波源向著觀察者運動時vs取取負號負號；波源遠離觀察者運動時波源遠離觀察者運動時vs取取正號正號. .四、平面電磁波的特性四、平面電磁波的特性)(cos

20、0uxtEE )(cos0uxtHH (1) (1) 電磁波是橫波，電磁波是橫波， 三者互相垂直，構成右三者互相垂直，構成右手螺旋關系手螺旋關系. .E H u 、 、uEH(2) (2) 和和 都作周期性變化，且頻率相同，相位相同都作周期性變化，且頻率相同，相位相同. . EHHE (3) (3) 和和 數(shù)值成比例數(shù)值成比例 EH1208.85 10F/m 704 10N/A 復習復習復習復習2222大學大學物理學物理學復習復習復習復習2323(m)y(m)xO20/2A160A800t 2t 1.(09-10-11.(09-10-1試卷試卷) )圖示一平面余弦波在圖示一平面余弦波在t=0s

21、和和t=2s時刻的波形圖時刻的波形圖. .已知波速為已知波速為u, ,求求（1 1）坐標原點處介質(zhì)質(zhì)點的振動方）坐標原點處介質(zhì)質(zhì)點的振動方程；（程；（2 2）該波的波動表達式）該波的波動表達式. .解解: : （1 1）波由右向左傳播）波由右向左傳播設設O 點的振動表達式為點的振動表達式為 cos()oyAtyO2 A4 4t 1s8 由旋轉矢量法得由旋轉矢量法得2 cos(-)82oyAt 大學大學物理學物理學2.(2.(例例12-3)12-3) 一平面簡諧波以一平面簡諧波以200ms-1的波速沿的波速沿x x軸正方向傳播，已知坐標原點軸正方向傳播，已知坐標原點O處質(zhì)點的振動周期為處質(zhì)點的振

22、動周期為0.01s， 振幅為振幅為0.02m，在，在t=0時刻，其正好經(jīng)過平衡位時刻，其正好經(jīng)過平衡位置且向負方向運動。求：置且向負方向運動。求：(1(1) ) 以以O O為坐標原點的波動表達式；為坐標原點的波動表達式； (2) (2) 距原點距原點2m處的質(zhì)點的振動表達式；處的質(zhì)點的振動表達式；(3) (3) 若以若以 2m 處為坐標原點，寫出波動表達式。處為坐標原點，寫出波動表達式。分析分析: : 振動表達式振動表達式o( )cos()ytAt A由已知求出由已知求出( , )cos ()xy x tAtu波動表達式波動表達式( , )cos2()txy x tAT 2010m/s2u c

23、os()8102xyAt復習復習復習復習2424大學大學物理學物理學( )cos()oytAt 由已知由已知得得 =2 /T = 200 rad/s，因為因為u= =200m/s設原點處質(zhì)點的設原點處質(zhì)點的振動表達式振動表達式為為解解: (1): (1)2 由旋轉矢量法得由旋轉矢量法得A = 0.02m原點處的振動表達式為原點處的振動表達式為( )0.02cos(200) m 2oy tt 該波波動表達式該波波動表達式0.02cos200() m2002xt ( , )cos () xy x tAtu yO2 A復習復習復習復習2525大學大學物理學物理學 (2) (2) 將將 x=2m 代入

24、波動表達式代入波動表達式 得該質(zhì)點的振動表達式得該質(zhì)點的振動表達式3( )0.02cos(200)m2y tt (3) (3) 利用利用 x =2m 處的振動表達式可得以處的振動表達式可得以2m 處為坐標原點的波動表達式為處為坐標原點的波動表達式為3( , )0.02cos200() m2002xy x tt 復習復習復習復習2626大學大學物理學物理學3.(3.(例例12-5)12-5) 已知沿已知沿x軸正向傳播的平面波在軸正向傳播的平面波在 的波形的波形 ，周期，周期T=3s. .求出求出O點處質(zhì)點的振動表達式和該波的波動表達式點處質(zhì)點的振動表達式和該波的波動表達式. .1s4t x/cm

25、-510 y/cmO30u 解：解：設設O 點的振動表達式為點的振動表達式為 cos()oyAt由題意可知由題意可知0.05 m2oAy m1.0 A3sT oy(m)且有且有v 0.32 t t221334 ? 23 則則2 1s4t 復習復習復習復習2727大學大學物理學物理學20.1cos( )m32oyt所以所以O點處質(zhì)點的振動表達式為點處質(zhì)點的振動表達式為 uT 2,0.1cosm30.22xy x tt所以波動表達式為所以波動表達式為x/cm-510 y/cmO30u由圖可知：由圖可知：0.6m 則則0.2m/s 復習復習復習復習2828大學大學物理學物理學-12500s 4.(4

26、.(作業(yè)作業(yè)15)15)解：解：500m/su2.0m , ,( )cos()oytAt 設原點處質(zhì)點的設原點處質(zhì)點的振動表達式振動表達式為為4 , ,( )0.1cos(500)4oytt 原點處質(zhì)點的原點處質(zhì)點的振動表達式振動表達式為為oy(m)0.1mA 250Hz , ,(1)(1)(m)y(m)xO-A2/ 2AP1.0u復習復習復習復習2929大學大學物理學物理學( )0.1cos 500()m5004xy tt ) )根據(jù)上式直接寫出波動表達式為根據(jù)上式直接寫出波動表達式為 (2)(2)50sin 500()m/s5004yxtt ) )v2.52.550sin 500()500

27、4ytt ) )v350sin 500m/s4ytt 復習復習復習復習3030大學大學物理學物理學5.(5.(例例12-6)12-6) 有一波長為有一波長為2m的平面簡諧波沿的平面簡諧波沿x 軸負向傳播，圖為軸負向傳播，圖為x =1m處處質(zhì)點的振動曲線。求此平面簡諧波的波動表達式質(zhì)點的振動曲線。求此平面簡諧波的波動表達式. . 解：解：設設x =1m處質(zhì)點的振動表達式為處質(zhì)點的振動表達式為 ( )cos()y tAt 由由振動曲線振動曲線可知可知0.02mA 0.2sT oy(m)/myO0.1/st0.020.21210rad sT （）2 由旋轉矢量可得由旋轉矢量可得x =1m處質(zhì)點的振動

28、表達式為處質(zhì)點的振動表達式為 ( )0.02cos(10)2y tt110m suT 根據(jù)上式直接寫出波動表達式為根據(jù)上式直接寫出波動表達式為 1( )0.02cos 10()m102xy tt ) )0.02cos 10()m102xt ) )復習復習復習復習3131大學大學物理學物理學 216.0 10cos(40 ) (SI)2yxt 226.0 10cos(40 ) (SI)2yxt 6.6.(09-10-1(09-10-1試卷試卷) )（作業(yè)作業(yè)7 7） 兩列波在一根很長的弦線上傳播，其波動方程為兩列波在一根很長的弦線上傳播，其波動方程為 則合成波的駐波方程為則合成波的駐波方程為_；

29、在在x = 0至至x = 10.0 m內(nèi)波節(jié)的位置是內(nèi)波節(jié)的位置是_；波腹的位置是波腹的位置是_ 22(2cos)cosyAxtT 2216.0 10cos(40 )6.0 10cos2m240.1xtyxt 2226.0 10cos(40 )6.0 10cos2m240.1xtyxt 復習復習復習復習3232大學大學物理學物理學2112.0 10cos( )cos202yxt 24xk 腹腹 4) 12 ( kx節(jié)節(jié)210 xk腹腹4m x =1 m，3 m，5 m，7 m，9 m x = 0 m，2 m，4 m，6 m，8 m，10 m 2110 x k+節(jié)節(jié)復習復習復習復習3333大學大

30、學物理學物理學223.00 10 mA 22(2cos)cosyAxtT 7.7.（作業(yè)（作業(yè)1717）解：解：21.50 10 mA 21.6 251.25m1.64 21s500275T 2550T (1)(1)1.25343.75m1275uT (2)(2)1.250.625m22kx (3)(3) 22.53.00 10 cos 1.6sin550tyxt v復習復習復習復習3434大學大學物理學物理學8.8.（例題（例題12-1212-12 ）沿）沿x軸傳播的平面電磁波，電場強度的波動方程為軸傳播的平面電磁波，電場強度的波動方程為0cos2()zxEEt 000/cos2()xxHE

31、t 磁場強度的波動方程為磁場強度的波動方程為A、000/cos2()yxHEt B、000/cos2()yxHEt D、000/cos2()zxHEt C、000/cos2()yxHEt D、000/cos2()yxHEt C、復習復習復習復習3535大學大學物理學物理學9.9.(09-10-1(09-10-1試卷試卷) )在真空中沿在真空中沿z軸正方向傳播的平面電磁波的磁場強度波的軸正方向傳播的平面電磁波的磁場強度波的表達式為電場強度的波動方程為表達式為電場強度的波動方程為 則它的則它的電場強度波的表達式為電場強度波的表達式為_._.2.00cos()(SI)xzHtc 30000/7.54

32、 10 V/mEH F/m1085. 8120 N/A10470 , , z y x O uyExH37.54 10cos()yzEtc 解：解：37.54 10cos()(SI)yzEtc 復習復習復習復習3636大學大學物理學物理學 z y x O uxEyH1cos(2)3t 0000/0.796HE yH 0.796F/m1085. 8120 N/A10470 , ,8.8.（作業(yè)作業(yè)1010）5.(09-10-15.(09-10-1試卷試卷) )一列火車以一列火車以20m/s的速度行駛，若機車汽笛的頻率為的速度行駛，若機車汽笛的頻率為600Hz, ,一靜止觀測者在機車前和機車后所聽到

33、的聲音頻率分別為一靜止觀測者在機車前和機車后所聽到的聲音頻率分別為_和和_(_(設空氣中的聲速為設空氣中的聲速為340m/s).).解：解：s600Hz ，已知已知00 v1s20m s ，vS uu v當火車駛近觀察者時，觀察者聽到的頻率為當火車駛近觀察者時，觀察者聽到的頻率為340600637.5Hz 34020 復習復習復習復習3737大學大學物理學物理學S uu v當火車遠離觀察者時，觀察者聽到的頻率為當火車遠離觀察者時，觀察者聽到的頻率為340600566.7Hz 34020 復習復習復習復習3838作業(yè)作業(yè): : 1,2,6,7,8,9,10,11-15,171,2,6,7,8,9

34、,10,11-15,17大學大學物理學物理學第十三章第十三章 波動光學波動光學一、一、 雙縫干涉雙縫干涉明紋中心位置明紋中心位置暗紋中心位置暗紋中心位置2)12( kdD), 2 , 1 , 0( k), 2 , 1 , 0( k k xrdD 2) 12( k可得可得干涉加強干涉加強 干涉減弱干涉減弱 dDk 1kkDxxxd 條紋間距條紋間距二、二、 等傾干涉等傾干涉復習復習復習復習3939大學大學物理學物理學光線垂直入射，光線垂直入射，1n1n2n（1）薄膜處于同一種介質(zhì)中）薄膜處于同一種介質(zhì)中121nnn或或121nnnr222n d t22n d 0i 入射角入射角222t212si

35、ndnni 222r212sin2dnni （2 2）薄膜處于不同種介質(zhì)中）薄膜處于不同種介質(zhì)中t222n d r22n d 1n3n2n123nnna.復習復習復習復習4040大學大學物理學物理學r222n d t22n d t222n d r22n d r222n d t22n d 1n3n2n123nnnb.123nnnc.123nnnd.復習復習復習復習4141大學大學物理學物理學三、三、 劈尖劈尖22 nd明紋明紋暗紋暗紋 k),2,1( k=2)12( k),2,1,0( k任意兩相鄰暗紋任意兩相鄰暗紋( (或明紋或明紋) )的間距的間距 l 相鄰兩暗紋相鄰兩暗紋( (或明紋或明紋

36、) )對應的劈尖膜的厚度差對應的劈尖膜的厚度差 d dn2 kkddd 1 sinld n2 sin2nl n2 n dkd1 kdl 復習復習復習復習4242大學大學物理學物理學1.1.（ 09-10-109-10-1試卷試卷） 在雙縫干涉實驗中，光的波長為在雙縫干涉實驗中，光的波長為600（1nm=10-9m）, ,雙縫間距為雙縫間距為2mm，雙縫與屏幕距的間距為雙縫與屏幕距的間距為300 cm，在屏上形成的干涉圖樣的明在屏上形成的干涉圖樣的明條紋間距為條紋間距為( (A) ) 4.5 mm (B) 0.9 mm (C) 1.2 mm (D) 3.1 mm2. 2. （ 09-10-109

37、-10-1試卷試卷）一束波長為一束波長為 600nm （1nm=10-9m）的平行單色光）的平行單色光垂直入射到折射率為垂直入射到折射率為n=1.33的透明薄膜上，該薄膜是放在空氣中的的透明薄膜上，該薄膜是放在空氣中的. .要使反要使反射光得到最大限度的加強，薄膜最小厚度應為射光得到最大限度的加強，薄膜最小厚度應為_nm. .r (21,2,)2ndkk 解：解：薄膜處在同一種介質(zhì)中，一定有附加光程差，由明條紋條件薄膜處在同一種介質(zhì)中，一定有附加光程差，由明條紋條件1()22kdn 薄膜厚度為薄膜厚度為min1600 (1)2113nm2 1.33d 113復習復習復習復習4343大學大學物理

38、學物理學復習復習復習復習4444 3n2n1n3. (09-10-13. (09-10-1試卷試卷) ) 波長為波長為 的單色光垂直照射的單色光垂直照射到折射率為到折射率為 的劈形膜上，如圖所示，圖的劈形膜上，如圖所示，圖中中 ，觀察反射光形成的干涉條紋，觀察反射光形成的干涉條紋. .(1) (1) 從劈形膜從劈形膜O O處開始向右數(shù)起，第五條暗紋中處開始向右數(shù)起，第五條暗紋中心對應的薄膜厚度是多少？心對應的薄膜厚度是多少？（2 2）相鄰兩明紋對應的薄膜的厚度差是多少？）相鄰兩明紋對應的薄膜的厚度差是多少？ 2n123nnn 22(21)2n dk 22n d 暗條紋條件為暗條紋條件為O),

39、2 , 1 , 0( k第五條暗紋處第五條暗紋處k=4，薄膜厚度為薄膜厚度為 294dn 解解：（1） ，厚度為厚度為d處兩束反射光的光程差為處兩束反射光的光程差為123nnn 大學大學物理學物理學復習復習復習復習454522n dk 明條紋條件為明條紋條件為), 2 , 1 , 0( k22kdn ), 2 , 1 , 0( k明條紋對應的薄膜厚度為明條紋對應的薄膜厚度為222(1)222kkdnnn 相鄰兩明紋對應的薄膜的厚度差為相鄰兩明紋對應的薄膜的厚度差為四、四、 單縫衍射單縫衍射0sin a2)12(sin ka kka 22sin中央明紋中心中央明紋中心明紋中心明紋中心暗紋中心暗紋

40、中心), 2 , 1( k),2, 1( k大學大學物理學物理學中央明紋的寬度中央明紋的寬度012xx其它明紋的寬度其它明紋的寬度2 fa xfa tgkkxf 暗暗暗暗tgkkxf 明明明明(21)2fka fka tgkkxf sin(0,1,2,)dkk -光柵方程光柵方程光柵多光束干涉：光柵多光束干涉：單縫衍射：單縫衍射： (1,2,3,)dkkka-缺級條件缺級條件 kdka 五、五、 光柵光柵缺級級數(shù)：缺級級數(shù)：復習復習復習復習4646大學大學物理學物理學4.(09-10-14.(09-10-1試卷試卷) )一束單色光垂直入射在光柵上，衍射光譜中共出現(xiàn)一束單色光垂直入射在光柵上，衍

41、射光譜中共出現(xiàn)5 5條明紋。若已知此光柵縫寬度與不透明部分寬度相等，那么在中央條明紋。若已知此光柵縫寬度與不透明部分寬度相等，那么在中央明條紋一側的兩條明紋分別是第明條紋一側的兩條明紋分別是第_級和第級和第_級譜線級譜線. . (1,2,3,)dkkka第二級第二級缺級，觀察到的是第一級和第三級譜線缺級，觀察到的是第一級和第三級譜線2 = 2aka 解解: : 缺級級數(shù)缺級級數(shù)一一 三三復習復習復習復習4747大學大學物理學物理學復習復習復習復習48484.(09-10-14.(09-10-1試卷試卷)(1)(1)在單縫夫瑯禾費衍射實驗中，垂直入射的光有兩種波長在單縫夫瑯禾費衍射實驗中，垂直入

42、射的光有兩種波長1=400nm ，2=760nm( ).( ).已知單縫寬度已知單縫寬度 ，透，透鏡焦距鏡焦距 f=50cm. .求兩種光第一級衍射明條紋中心間距求兩種光第一級衍射明條紋中心間距. .-91nm =10 m-2=1 10 cma 3=+1.0 10 cmdab (2) (2)若用光柵常數(shù)為若用光柵常數(shù)為 的光柵代替狹縫，其他條件的光柵代替狹縫，其他條件和上一問相同，和上一問相同，求兩種光第一級主極大之間的距離求兩種光第一級主極大之間的距離. 解解: : （1 1）tgkkxf 明明明明sin(21)2kak 明明(21)2kxfka 明明x （紅紅- - 紫紫）32fa x1紅

43、紅- - x1紫紫-.9430 5360 102.7mm2 1 10 大學大學物理學物理學(2)(2)tgxf sinak kkxfa x （紅紅- - 紫紫）fa x1紅紅- - x1紫紫-.940 5360 101.8mm1 10 212cosII 六、馬呂斯定律六、馬呂斯定律七、布七、布儒斯特定律儒斯特定律12tannniB P1自然光自然光 檢偏器檢偏器線偏振光線偏振光P21I?2 I 起偏器起偏器復習復習復習復習4949大學大學物理學物理學（1 1）反射光和折射光互相垂直）反射光和折射光互相垂直. .12tannniB sincos Bi2Bi BiBi1n玻璃玻璃2n 空氣空氣 s

44、insinBi (2) (2) 根據(jù)光的可逆性，當入射光以根據(jù)光的可逆性，當入射光以 角從角從 介質(zhì)入射于界面時，此介質(zhì)入射于界面時，此 角角即為布儒斯特角。即為布儒斯特角。 2n2n玻璃玻璃1n Bi復習復習復習復習5050大學大學物理學物理學 4.(09-10-14.(09-10-1試卷試卷) )使一光強為使一光強為I I0 0 的平面偏振光先后通過兩個偏振片的平面偏振光先后通過兩個偏振片P P1 1 和和 P P2 2 . . P1 和和 P2 的偏振化方向與原入射光光失量的夾角分別是的偏振化方向與原入射光光失量的夾角分別是 和和 ，則通過這兩，則通過這兩個偏振片后的光強個偏振片后的光強

45、I 是是201cos2I 90 0（A）（B）201sin (2 )4I （C）201sin4I （D）40cosI （E）1p 2p0E222200coscos (90)cossinII 201sin (2 )4I 復習復習復習復習5151大學大學物理學物理學 5.(09-10-15.(09-10-1試卷試卷) )自然光以自然光以6060的入射角照射到不知其折射率的某一透的入射角照射到不知其折射率的某一透明介質(zhì)表面時，反射光為線偏振光，則知折射光明介質(zhì)表面時，反射光為線偏振光，則知折射光 （）完全線偏振光且折射角為（）完全線偏振光且折射角為3030； （）部分偏振光且只是在該光由真空入射到折

46、射率為（）部分偏振光且只是在該光由真空入射到折射率為 的介質(zhì)時，的介質(zhì)時，折射角為折射角為3030； （）部分偏振光，但須知兩種介質(zhì)的折射率才能確定折射角；（）部分偏振光，但須知兩種介質(zhì)的折射率才能確定折射角； （）部分偏振光，且折射角為（）部分偏振光，且折射角為30 . . 3復習復習復習復習5252作業(yè)作業(yè): : 2,3,4,5,7,8,9,10-15,17-332,3,4,5,7,8,9,10-15,17-33大學大學物理學物理學第十四章第十四章 量子物理量子物理212hmW v光電效應方程光電效應方程0U0 O0W h 截止頻率截止頻率一、光電效應一、光電效應2012eUm v截止電壓

47、截止電壓0hWUee 截止電壓和光照頻率成線性關系截止電壓和光照頻率成線性關系復習復習復習復習5353大學大學物理學物理學復習復習復習復習54542222222002222coshhhmccc vxy00hec hec m ve0e 2200hvm chmc 能量守恒：能量守恒：00hheemcc v動量守恒：動量守恒：221/20(1/)mmc v二、康普頓效應二、康普頓效應大學大學物理學物理學 康普頓波長康普頓波長 123C02.4310m2.4310nmhm c 2002(1cos)sin2hhm cm c 康普頓公式康普頓公式3412311806.63 102.43 10m2.43 1

48、0 nm9.11 103 10hm c 346.6310J sh （普朗克常量（普朗克常量 ，電子靜止質(zhì)量，電子靜止質(zhì)量 ）319.11 10kgem 復習復習復習復習5555大學大學物理學物理學三、德布羅意波三、德布羅意波hhpmv 2Emchh ， 若若 則則c v0mm 021()mcm vvc，若，若 則則1.(1.(09-10-1試卷試卷) )鎢的紅限波長是鎢的紅限波長是230nm(1nm=10-9m)，用波長為，用波長為180nm的紫的紫外光照射時，從表面逸出的電子的最大動能為外光照射時，從表面逸出的電子的最大動能為_eV. .解解: :212hmW v光電效應方程光電效應方程0Wh ，逸出功，逸出功2012ccmhWhh v34819996.63 103 1011()1.5eV1.6 10180 10230 10 1.5復習復習復習復習5656