大學(xué)物理第五下冊(cè) 大物期末復(fù)習(xí)學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1大學(xué)物理第五大學(xué)物理第五(d w)下冊(cè)下冊(cè) 大物期末復(fù)習(xí)大物期末復(fù)習(xí)第一頁，共53頁。maxxA2T 周期周期21T 頻率頻率T22 圓頻率圓頻率(pnl) 振幅振幅(zhnf)(zhnf)相相 位位tt)(第1頁/共53頁第二頁，共53頁。2.能夠能夠(nnggu)有初始條件或振動(dòng)曲線得到運(yùn)動(dòng)有初始條件或振動(dòng)曲線得到運(yùn)動(dòng)方程方程根據(jù)初始條件：根據(jù)初始條件： 時(shí)，時(shí)， , , ，得得0 xx 0vv 0t0000cossinxAvA 22002000()vAxva rctgx*由運(yùn)動(dòng)由運(yùn)動(dòng)(yndng)曲線得到運(yùn)動(dòng)曲線得到運(yùn)動(dòng)(yndng)方程，結(jié)方程，結(jié)合旋轉(zhuǎn)矢量法。合旋轉(zhuǎn)矢量法。第

2、2頁/共53頁第三頁，共53頁。位移位移(wiy(wiy)速度速度(sd(sd)加速度加速度)t(cos0 Ax3.簡諧振動(dòng)的位移簡諧振動(dòng)的位移(wiy)、速度、加速度、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, ,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第3頁/共53頁第四頁，共53頁。相位相位(xingw(xingwi)i)逆時(shí)針方向逆時(shí)針方向(fngxing(fngxi

3、ng) ) M M 點(diǎn)在點(diǎn)在 x x 軸上投影軸上投影(tuyng)(P(tuyng)(P點(diǎn)點(diǎn)) )的運(yùn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律：動(dòng)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(dòng)振幅振動(dòng)振幅A振動(dòng)圓頻率振動(dòng)圓頻率)cos(0 tAx0toAtt t)cos(tAxx1.旋轉(zhuǎn)矢量與簡諧運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)關(guān)系旋轉(zhuǎn)矢量與簡諧運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)關(guān)系旋轉(zhuǎn)矢量旋轉(zhuǎn)矢量第4頁/共53頁第五頁，共53頁。例：簡諧振動(dòng)例：簡諧振動(dòng)(zhndng)的表達(dá)式及確定方法：的表達(dá)式及確定方法：)(cos tAx然后確定然后確定(qudng)三個(gè)特征量：三個(gè)特征量：、A、旋轉(zhuǎn)矢量法確定旋

4、轉(zhuǎn)矢量法確定：先在先在X軸上找到相應(yīng)軸上找到相應(yīng)x0，有兩，有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)矢量，由個(gè)旋轉(zhuǎn)矢量，由v的正負(fù)的正負(fù)(zhn f)來確定其中的一個(gè)來確定其中的一個(gè)XOAA0 x , 0, 002, 00, 000000AxAxvvv或或下半圓，下半圓，上半圓，上半圓，第5頁/共53頁第六頁，共53頁。 兩個(gè)兩個(gè)(lin )同方向同頻率簡諧運(yùn)動(dòng)合成后同方向同頻率簡諧運(yùn)動(dòng)合成后仍為同頻率的簡諧運(yùn)動(dòng)仍為同頻率的簡諧運(yùn)動(dòng))cos(212212221AAAAA)cos(tAx11A1xxOAx21xxx2x2A222112211coscossinsintanAAAA 兩個(gè)同方向同頻率簡諧運(yùn)動(dòng)兩個(gè)同方向同頻率簡諧運(yùn)

5、動(dòng)(jin xi yn dn)的合成的合成第6頁/共53頁第七頁，共53頁。too212k)cos()(21tAAxA21AAA1A2AT（1）相位差相位差212k), 2 1 0( ，kxx第7頁/共53頁第八頁，共53頁。xto)cos()(12tAAxT2A21AA（2）相位差相位差) 12(12k) , 1 0( ，k21AAA)12(12kox第8頁/共53頁第九頁，共53頁。第9頁/共53頁第十頁，共53頁。第十章 波動(dòng)(bdng)1、四個(gè)物理量的聯(lián)系及波函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)、四個(gè)物理量的聯(lián)系及波函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)(biozhn)形式形式T1TuTuucoscos2 2 cosxyAtutxATxA

6、t第10頁/共53頁第十一頁，共53頁。上式代表上式代表x1 x1 處質(zhì)點(diǎn)的簡諧運(yùn)動(dòng)處質(zhì)點(diǎn)的簡諧運(yùn)動(dòng)(jin xi yn dn)(jin xi yn dn)方程。方程。x 一定。令x=x1，則質(zhì)點(diǎn)位移y 僅是時(shí)間t 的函數(shù)。( , )cos2 ()txy x tAT同一波線上任意同一波線上任意(rny)兩點(diǎn)的振動(dòng)兩點(diǎn)的振動(dòng)位相差位相差: 221212xxx xtAy2cos1即t 一定。令t=t1，則質(zhì)點(diǎn)位移y 僅是x 的函數(shù)。為此時(shí)刻的波形。x、t 都變化第11頁/共53頁第十二頁，共53頁。* *能夠由已知點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程能夠由已知點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程(fngchng)(fngchng)得到得到波函數(shù)

7、。波函數(shù)。0cosxxyAtu0cosxyAt如已知x0點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)(yndng)方程為：則波函數(shù)為：* *掌握掌握(zhngw)(zhngw)由波形得到波函數(shù)方法。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(diǎn)的振動(dòng)方程能夠根據(jù)波函數(shù)得出已知點(diǎn)的振動(dòng)方程和速度。和速度。第12頁/共53頁第十三頁，共53頁。波源波源(byun)振振動(dòng)動(dòng))cos(111tAy)cos(222tAy干涉現(xiàn)象干涉現(xiàn)象(n sh xin xin)(n sh xin xin)的定的定量討論量討論1s2sP*1r2r傳播到傳播到 P 點(diǎn)引起振動(dòng)點(diǎn)引起振動(dòng)(zhndng)的振的振幅為：幅為： cos2212221AAAA

8、A12122rr 定值定值第13頁/共53頁第十四頁，共53頁。cos2212221AAAAA合振幅最大合振幅最大當(dāng)當(dāng).3, 2, 1, 02kk 時(shí)21maxAAA合振幅最小合振幅最小21minAAA當(dāng)當(dāng)12 k干涉的位相差條件干涉的位相差條件討討 論論點(diǎn)處兩分振動(dòng)的相位差，其大小取決于該是與時(shí)間無關(guān)的穩(wěn)定值可看出 A第14頁/共53頁第十五頁，共53頁。當(dāng)當(dāng)時(shí)（半波長偶數(shù)倍）時(shí)（半波長偶數(shù)倍）合振幅最大合振幅最大krr2121maxAAA當(dāng)當(dāng)時(shí)（半波長奇數(shù)倍）時(shí)（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(dāng)初相位相同時(shí)）干涉的波程差條件（

9、當(dāng)初相位相同時(shí)）第15頁/共53頁第十六頁，共53頁。txA2cos2cos2 駐波駐波(zh b)(zh b)方程方程)(2cos1xtAy正向正向)(2cos2xtAy負(fù)向負(fù)向21yyy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反方向(fngxing)傳播疊加后就形成駐波。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(gè)波長、相鄰波節(jié)（波腹）的間距為半個(gè)波長。2 2、相鄰兩波節(jié)間各點(diǎn)振動(dòng)相位相同、相鄰兩波節(jié)間各點(diǎn)振動(dòng)相位相同(xin (xin tn)tn)，一波節(jié)兩側(cè)各點(diǎn)振動(dòng)相位相反，一波節(jié)兩側(cè)各點(diǎn)振動(dòng)相

10、位相反駐波駐波第16頁/共53頁第十七頁，共53頁。 波源波源(byun)(byun)與觀察者同時(shí)相對(duì)介質(zhì)運(yùn)與觀察者同時(shí)相對(duì)介質(zhì)運(yùn)動(dòng)動(dòng)),(0svvs0vvuu 0v觀察者向波源觀察者向波源(byun)(byun)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng) + + ，遠(yuǎn)，遠(yuǎn)離離 - - 波源波源(byun)(byun)向觀察者運(yùn)動(dòng)向觀察者運(yùn)動(dòng) - - ，遠(yuǎn)，遠(yuǎn)離離 + + sv多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)第17頁/共53頁第十八頁，共53頁。第18頁/共53頁第十九頁，共53頁。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(dòng)動(dòng)(bdng)光光學(xué)學(xué)

11、光的衍射光的衍射(ynsh)（夫瑯禾費(fèi)）夫瑯禾費(fèi)）單縫衍射單縫衍射光柵光柵(gungshn)衍射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（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）圓孔衍圓孔衍射射第19頁/共53頁第二十頁，共53頁。波陣面分割法波陣面分割法*光源光源1s2s 相干光的產(chǎn)生相干光的產(chǎn)生(chnshng)的兩種方的兩種方法法振幅分割法振幅分割法第20頁/共53頁第二十一頁，共53頁。實(shí)實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 裝裝 置置ooB1s2ssrx1r2rddp 楊氏雙

12、縫干涉楊氏雙縫干涉(gnsh)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)dxdsin12drrr波程差波程差dx /tansinkdxdr加強(qiáng)加強(qiáng), 2 , 1 , 0k2) 12(k 減弱減弱第21頁/共53頁第二十二頁，共53頁。2) 12(kdd暗紋暗紋ddkx 明紋明紋,2, 1 ,0k 屏上相鄰明條紋中心屏上相鄰明條紋中心(zhngxn)或相鄰暗條紋中心或相鄰暗條紋中心(zhngxn)間距為間距為條紋條紋(tio wn)間距間距 ddx第22頁/共53頁第二十三頁，共53頁。 物理物理(wl)意義：光在介質(zhì)中通過的意義：光在介質(zhì)中通過的幾何路程折算到同一時(shí)間內(nèi)在真空中的幾何路程折算到同一時(shí)間內(nèi)在真空中的路程路程.(1

13、)(1)光程光程(un (un chn)chn)光在媒質(zhì)中傳播光在媒質(zhì)中傳播(chunb)(chunb)的幾何路程（波程）與媒質(zhì)折射的幾何路程（波程）與媒質(zhì)折射率的乘積率的乘積nrL由于均勻介質(zhì)有：由于均勻介質(zhì)有：ctrucnr 第23頁/共53頁第二十四頁，共53頁。相 位 差 和 光 程相 位 差 和 光 程 ( ( u nu n chnchn) )差的關(guān)系：差的關(guān)系：光程光程( ( u nu n chnchn) )差差：(2)(2)光程光程(un chn)(un chn)差差 ( (兩兩光程光程(un chn)(un chn)之差之差) ) 1n2n1r2r2S1S2 21 1()n r

14、n 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。第24頁/共53頁第二十五頁，共53頁。2sin222122rinnd 反反射光的光程差射光的光程差rk加加 強(qiáng)強(qiáng)), 2, 1(k2) 12(k減減 弱弱),2, 1 ,0(kP1n1n2n1M2MdLiDC34E5A1B212nn 1. 均勻均勻(jnyn)薄膜干涉薄膜干涉(等等傾干涉傾干涉) 四薄膜干涉四薄膜干涉(gnsh)*會(huì)判斷(pndun)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(shí)，反射光位相突變光速較小的介質(zhì)時(shí)，反射光位相突變 . .第25

15、頁/共53頁第二十六頁，共53頁。 當(dāng)光線垂直入射時(shí)當(dāng)光線垂直入射時(shí)0i222rdn2r2dn 1n1n2n1n3n2n12nn 當(dāng)當(dāng) 時(shí)時(shí)123nnn當(dāng)當(dāng) 時(shí)時(shí)第26頁/共53頁第二十七頁，共53頁。, 2 , 1,kk明紋明紋, 1 , 0,2) 12 (kk暗紋暗紋22nd1n1nnd 劈劈 尖尖dnk2)21(nk2（明紋）（明紋）（暗紋）（暗紋）第27頁/共53頁第二十八頁，共53頁。討討論論2 (1)棱邊棱邊(ln bin)處處0d為暗紋為暗紋有有“半波半波(bn b)(bn b)損失損失”221niindd(2)(2)相鄰相鄰(xin ln)(xin ln)明紋（暗紋）間的明紋（

16、暗紋）間的厚度差厚度差LnbLbDn22 ( (3) )條紋間距條紋間距nb2第28頁/共53頁第二十九頁，共53頁。RrdRkr)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暗紋暗紋第29頁/共53頁第三十頁，共53頁。1兩相鄰半波兩相鄰半波(bn b)(bn b)帶上對(duì)應(yīng)點(diǎn)發(fā)的光在帶上對(duì)應(yīng)點(diǎn)發(fā)的光在P P 處干涉相消形處干涉相消形成暗紋成暗紋2b2AB半波帶半波帶半波帶半波帶1/2/2C五五 單縫的夫瑯禾費(fèi)衍射單縫的夫瑯禾費(fèi)衍射(ynsh)(ynsh)*S f f b pBA0 菲涅耳半波菲涅耳半波(bn b)(bn b)帶法：帶法：

17、 作若干垂直于作若干垂直于束光、間距為入束光、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AB AB 分成面積相等的若干個(gè)帶，稱為菲涅耳半波分成面積相等的若干個(gè)帶，稱為菲涅耳半波(bn b)(bn b)帶。帶。第30頁/共53頁第三十一頁，共53頁。0 sin2 1,2,3.2(21) 1,2,3.2bkkkkk 所有光線都加強(qiáng)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(qiáng)中央明紋暗紋中心明紋中心上式在衍射角較小時(shí)成立(chngl)，中央明紋是其他明紋寬度的2倍。

18、第31頁/共53頁第三十二頁，共53頁。(1)(1)第一第一(dy)(dy)暗紋距中心的距暗紋距中心的距離離fbfx1第一第一(dy)暗紋的衍暗紋的衍射角射角barcsin1RPLobfx第32頁/共53頁第三十三頁，共53頁。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)(2)中央中央(zhngyng)(zhngyng)明紋明紋1k（ 的兩暗紋間）的兩暗紋間）第33頁/共53頁第三十四頁，共53頁。 圓孔的夫瑯禾費(fèi)衍射圓孔的夫瑯禾費(fèi)衍射(ynsh)(ynsh)*1s2sf02dDfd22. 120Dfd22. 12光學(xué)儀器的通光孔徑光學(xué)儀器的

19、通光孔徑D兩艾里斑中心的角距離兩艾里斑中心的角距離(jl)等于每個(gè)艾里斑的半角寬度等于每個(gè)艾里斑的半角寬度第34頁/共53頁第三十五頁，共53頁。), 2 , 1 , 0( sin) (kkbb明紋位置明紋位置相鄰相鄰(xin ln)兩縫間兩縫間的光程差：的光程差：sin) (bb 光柵光柵(gungshn)的衍射條紋是衍射和干涉的的衍射條紋是衍射和干涉的總效果總效果 光柵光柵(gungsh(gungshn) n) 第35頁/共53頁第三十六頁，共53頁。八八 自然光、偏振光、部分自然光、偏振光、部分(b (b fen)fen)偏振光偏振光線偏振光線偏振光光振動(dòng)光振動(dòng)(zhndng)垂直板面垂

20、直板面光振動(dòng)光振動(dòng)(zhndng)平行板面平行板面自然光自然光平行板面的光平行板面的光振動(dòng)較強(qiáng)振動(dòng)較強(qiáng)垂直板面的垂直板面的光振動(dòng)較強(qiáng)光振動(dòng)較強(qiáng)部分偏振光部分偏振光第36頁/共53頁第三十七頁，共53頁。PP E0 E=E0cos I0I 2021221cosIcosII 九九 馬呂斯定理馬呂斯定理(dngl)(dngl)第37頁/共53頁第三十八頁，共53頁。n1n2iBiBr線偏振光線偏振光S 非布儒斯特角入射非布儒斯特角入射, , 反、折射光均為部分反、折射光均為部分(b (b fen)fen)偏振光偏振光 布儒斯特角入射布儒斯特角入射 反射光為線偏振光反射光為線偏振光 120nnitg

21、20 i0i起偏振起偏振(pin zhn)角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(dngl)第38頁/共53頁第三十九頁，共53頁。第39頁/共53頁第四十頁，共53頁。pVRTNkT理想氣體物理想氣體物態(tài)方程一態(tài)方程一氣體(qt)動(dòng)理論理想氣體物理想氣體物態(tài)方程二態(tài)方程二nkTp 第40頁/共53頁第四十一頁，共53頁。k32np 宏觀可測(cè)量量宏觀可測(cè)量量微觀量的統(tǒng)計(jì)平均微觀量的統(tǒng)計(jì)平均kTm23212kv 氣體處于平衡態(tài)時(shí)，分子任何一個(gè)自由氣體處于平衡態(tài)時(shí)，分子任何一個(gè)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按自由度均分

22、定理 .kT21 分子的平均能量分子的平均能量kTi2第41頁/共53頁第四十二頁，共53頁。理想氣體理想氣體(l xin q t)的內(nèi)能的內(nèi)能 理想氣體的內(nèi)能理想氣體的內(nèi)能(ni nn) ：分子動(dòng)能和分：分子動(dòng)能和分子內(nèi)原子間的勢(shì)能之和子內(nèi)原子間的勢(shì)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 第42頁/共53頁第四十三頁，共53頁。v)(vfoSfNNdd)(dvvvvvvvvdd1lim1lim)(00NNNNNNf速率分布速率分布(fnb)函函數(shù)數(shù)vvv dSd第43頁/共53頁第四十四頁，共53頁。 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