物理總復(fù)習(xí)課

1、)21(32322vmnnPk kTvmk23212 RTiME2 RTMPV 222111TVPTVP nkTP )21(32322vmnnPk kTvmk23212 kTi2 RTiME2 dvNdNvf1)( kTmvevkTMvf22232)2(4)( molpMRTmkTv22 molMRTmkTv 88molMRTmkTv332 1)(0 dvvfPdkTZv22 nvdZ22 f(v)vo氫氫氧氧f(v)vo1T2T2T(1)(1)相同溫度下，氫和氧相同溫度下，氫和氧 的速率分布曲線的速率分布曲線12TT (2)(2)不同溫度下，同一種不同溫度下，同一種 分子的速率分布曲線分子的

2、速率分布曲線21AQEE0 S121211TTQQ 121TT 1T2TiRdTdQCVV21 A)(12molTTCMMQEVVRidTdQCpP22 21W()P VV)(12TTCMMQPmolP)(12TTCMMEVmolE 021WlnmolVMQRTMVRCCVP PVPV1122CCPV0 Q1122W1PVPVE 等溫線、絕熱線比較等溫線、絕熱線比較QTPV等溫過程中的等溫過程中的 P 的降低僅是的降低僅是由分子數(shù)密度由分子數(shù)密度 n 減少，而絕減少，而絕熱過程中的熱過程中的 P 的降低由的降低由 n 和和 T的降低兩者貢獻。的降低兩者貢獻。1211QQQW 0 E2122QQ

3、QWQe 121TT 212TTTek JPPViTTCMQabaVV7598)(2)(12 JVVVPVVRTMQbcbbbcbT4213lnln JVVPiTTCMQaccacPP10637)(22)( V（l）JQQQTV118111 JQQP106372 %9 . 9112 QQCo27Co127%25112 TTJQQ4380)1(12 1A1460QJ22123AQTeTTJeQW19472 12A7787QQJ例例 1mol氧氣作如圖所示的循環(huán)氧氣作如圖所示的循環(huán). .求循環(huán)效率求循環(huán)效率. .解解:Qp pVpV000等等溫溫abc02VQQcaabbc)(bcVbcTTCMm

4、Q )(abpabTTCMmQ 002lnVVRTMmQcca )(ln)(abpccbVTTCMmRTMmTTCMmQQ 21112 %.ln)(ln)(71822222221 iTTCRTTTCccpcccV一、內(nèi)容提要一、內(nèi)容提要1.簡諧振動的特征與規(guī)律簡諧振動的特征與規(guī)律A. 動力學(xué)特征：動力學(xué)特征：kxF B.運動學(xué)特征：運動學(xué)特征：)cos( tAxC.規(guī)律：規(guī)律：)cos( tAx)cos( tAa2)sin( tAv0222 xdtxd 振動與波振動與波2.描寫振動的基本物理量及其關(guān)系描寫振動的基本物理量及其關(guān)系A(chǔ).振幅：振幅： AB.圓頻率、頻率和周期：圓頻率、頻率和周期：T

5、, 1 T 2 C.初相位：初相位： 由系統(tǒng)決定圓頻率：由系統(tǒng)決定圓頻率：mk 由初始條件確定由初始條件確定 A和和 ： 22020 vxA )(00 xvarctg ！簡諧振動可以用旋轉(zhuǎn)矢量表示！簡諧振動可以用旋轉(zhuǎn)矢量表示3、簡諧振動的能量、簡諧振動的能量A.動能：動能：)(sin tmAmvEk22222121B.勢能：勢能：)(cos tkAkxEp2222121C.特點：機械能守恒特點：機械能守恒221kAEEEpk 4. 簡諧振動的合成簡諧振動的合成A. 同方向同頻率：同方向同頻率：)cos(122122212 AAAAA22112211 coscossinsinAAAAtg 6.平

6、面簡諧波波動方程：平面簡諧波波動方程： )(cosuxtAy )(cosxTtAy211A1xx021xxx)cos(tAx)cos(111tAx)cos(222tAxAx2x2A27.描寫波動的物理量及其關(guān)系描寫波動的物理量及其關(guān)系周期：周期：T 由波源決定由波源決定波速：波速：u 由介質(zhì)決定由介質(zhì)決定波長：波長： uT 8. 波的能量波的能量能量密度：能量密度： )(cos22uxtAVWw平均能量密度：平均能量密度：2221 AVWw能流密度：能流密度：uAuwI2221 9. 波的干涉與駐波波的干涉與駐波相干條件：相干條件：同方向，同頻率，位相差恒定。同方向，同頻率，位相差恒定。加強條

7、件：加強條件：,.,)(2122212 kkrr 位相差位相差：21AAA 減弱條件：減弱條件：,.,)(2112 kk 21AAA 駐波：駐波：兩列振幅相同、相向傳播的相干波疊加形成駐波。兩列振幅相同、相向傳播的相干波疊加形成駐波。波腹與波節(jié)相間，相鄰兩波節(jié)（或波腹）間距為波腹與波節(jié)相間，相鄰兩波節(jié)（或波腹）間距為2 半波損失：半波損失： 入射波在界面處反射時位相發(fā)生突變的現(xiàn)象。入射波在界面處反射時位相發(fā)生突變的現(xiàn)象。楊氏雙縫、薄膜、劈尖、牛頓環(huán)；楊氏雙縫、薄膜、劈尖、牛頓環(huán)；1 1、光的干涉、光的干涉(interference)2 2、光的衍射、光的衍射單縫、圓孔、光柵、單縫、圓孔、光柵、

8、X X射線射線(diffraction)3 3、光的偏振、光的偏振自然光、偏振光、布儒斯特定律、自然光、偏振光、布儒斯特定律、馬呂斯定律、雙折射馬呂斯定律、雙折射(polaroid)(Wave optics)用光程差表示的干涉加強、減弱條件：用光程差表示的干涉加強、減弱條件： kk 0 1 , ,加強加強 2120 1kk , ,減弱減弱光光程程差差計計算算練練習(xí)習(xí)en1r2r1.21.51.2（1） （2）e一一. . 楊氏雙縫實驗楊氏雙縫實驗(Youngs double slit interference)aDx01r2r 22222rDxa 12222rDxa 兩式相減得：兩式相減得：

9、rrraxD 21x Dakk 0 1 , ,明紋明紋 Dakk21201 , ,暗紋暗紋 xxxkkDa 1 條紋分布特點條紋分布特點: :(1)(1)干涉條紋在中央明紋兩側(cè)對稱分布干涉條紋在中央明紋兩側(cè)對稱分布; ;(2)(2)相鄰兩級明紋相鄰兩級明紋( (暗紋暗紋) )中心間距相等中心間距相等; ;xDa(3)(3)各級明紋亮度相同各級明紋亮度相同 ; ;04II 1 1、劈尖、劈尖: :等厚干涉等厚干涉22nekk12 , ,明紋明紋2 1201kk,暗蚊暗蚊(1)(1)相鄰明相鄰明( (暗暗) )紋對應(yīng)的厚度差紋對應(yīng)的厚度差eeekkn12 e(2)(2)相鄰明相鄰明( (暗暗) )

10、紋間距紋間距L LLennsinsin22二、薄膜干涉二、薄膜干涉(film interference)檢查光學(xué)元件表面質(zhì)量檢查光學(xué)元件表面質(zhì)量用一標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)平面和待驗光學(xué)元件組用一標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)平面和待驗光學(xué)元件組成劈形膜成劈形膜, ,根據(jù)條紋的規(guī)則度估算凹凸的根據(jù)條紋的規(guī)則度估算凹凸的不平整度不平整度. . HabHaabHab sin 224、牛頓環(huán)、牛頓環(huán)1 1）實驗裝置）實驗裝置 2 2）條紋分布規(guī)律）條紋分布規(guī)律Rre22 e Re2222 eRRrRer22 22 Rrkk 1 2 , ,明紋明紋21201kk, ,暗蚊暗蚊= =明環(huán)半徑明環(huán)半徑 ,2, 121 kRkr暗環(huán)半徑暗環(huán)半徑

11、, 1 ,0 kkRr條紋分布特點條紋分布特點: :中心為暗點中心為暗點, ,由內(nèi)向外由內(nèi)向外, ,條紋逐漸變密。條紋逐漸變密。三、三、 單縫夫瑯和費衍射單縫夫瑯和費衍射1 1、實驗裝置、實驗裝置 s sE EL1L2(single slit Fraunhofer diffraction)2 2、單縫衍射條紋的特點、單縫衍射條紋的特點1 1）衍射條紋明暗相間，對稱分布在中央明紋兩側(cè)；）衍射條紋明暗相間，對稱分布在中央明紋兩側(cè)；3 3）明紋級次越高，光強越弱。）明紋級次越高，光強越弱。2 2）中央明紋既亮又寬，為其它明紋寬度的兩倍）中央明紋既亮又寬，為其它明紋寬度的兩倍; ;3、衍射條紋特點分析

12、、衍射條紋特點分析菲涅耳菲涅耳半波帶半波帶ABE aLfP2 sinaACCO12k AA122 (half-wave zone)(2)暗紋（偶數(shù)個半波帶）暗紋（偶數(shù)個半波帶）(3)明紋中心（奇數(shù)個半波帶）明紋中心（奇數(shù)個半波帶）衍射明暗紋條件分析衍射明暗紋條件分析,2,1,2)12(sin kkak,2,1,22sin kkak sina2sin ka1 1、實驗裝置、實驗裝置ab光光柵柵常常數(shù)數(shù) 一一般般在在數(shù)數(shù)量量級級: a+b101056 ma+b LEOP (grating constant)四、光柵衍射四、光柵衍射 (diffraction grating) , 2 , 1 , 0

13、sin kkbaf0p光柵方程光柵方程ba sin)(ba(1)主極大明紋主極大明紋A.A.多光束干涉結(jié)果多光束干涉結(jié)果(grating equation)2 2、光柵衍射圖樣分析、光柵衍射圖樣分析相鄰主極大明紋間距相鄰主極大明紋間距()sinabkk ()sin()abkk 11sinsin kkabd 1中央明紋中央明紋: 0ffx00B B、單縫衍射的調(diào)制、單縫衍射的調(diào)制(1)(1)主極大光強受單縫衍射光強分布的調(diào)制主極大光強受單縫衍射光強分布的調(diào)制; ;缺級缺級干涉極大、衍射極小的位置干涉極大、衍射極小的位置, 3 , 2 , 1 kkabak級級則則干干涉涉若若,9 ,6 ,3,3

14、kaba(2)(2)缺級現(xiàn)象缺級現(xiàn)象單縫衍射極?。﹩慰p衍射極?。?sin ka （干干涉涉極極大大） kbasin明紋不出現(xiàn)，發(fā)生缺級。明紋不出現(xiàn)，發(fā)生缺級。五、五、自然光和偏振光自然光和偏振光1 1、線偏振光線偏振光（簡稱偏振光）（簡稱偏振光） 光矢量在一個固定的平面內(nèi)沿一固定光矢量在一個固定的平面內(nèi)沿一固定方向振動。（平面偏振光）方向振動。（平面偏振光）表示：表示：(natural light and polarized light)2 2、部分偏振光、部分偏振光 某一方向的光振動比與之相垂直方向某一方向的光振動比與之相垂直方向的光振動占優(yōu)勢。的光振動占優(yōu)勢。表示：表示：3 3、自然光、自

15、然光 光矢量在垂直于光傳播方向的平面內(nèi)光矢量在垂直于光傳播方向的平面內(nèi)的一切方向上的時間平均值都相等。的一切方向上的時間平均值都相等。表示：表示：(partial polarized light)(natural light)六、偏振片六、偏振片 起偏和檢偏起偏和檢偏1 1、偏振片、偏振片 自然光自然光偏振片偏振片偏振光偏振光偏振化方向偏振化方向: :偏振片允許通過的光振動偏振片允許通過的光振動 方向，表示方向，表示“ ”“ ”。2 2、起偏和檢偏、起偏和檢偏起偏器起偏器: :改變自然光改變自然光成偏振光的裝置。成偏振光的裝置。 (polaroid 、 polarizer and analys

16、er)檢偏器檢偏器: :檢查光是否檢查光是否為偏振光的裝置。為偏振光的裝置。 3 3、馬呂斯定律、馬呂斯定律I=I=？ (Malus law)起偏振器的偏振化方向與檢偏振器的偏起偏振器的偏振化方向與檢偏振器的偏振化方向的夾角為振化方向的夾角為 0A1A2AIIAA002022 (cos )cos II02cos 馬呂斯定律馬呂斯定律由此由此,利用檢偏器不僅可檢查入射光是否利用檢偏器不僅可檢查入射光是否偏振偏振,還可用于確定偏振光的振動方向。還可用于確定偏振光的振動方向。七、反射光和折射光的偏振七、反射光和折射光的偏振1 1、部分偏振光的獲得、部分偏振光的獲得反射光和入射光反射光和入射光都是部分偏振光都是部分偏振光 i ii ir rnn12s反射光是垂直入射面振動較強的部分反射光是垂直入射面振動較強的部分偏振光偏振光, ,折射光是平行入射面振動較強折射光是平行入射面振動較強的部分偏振光的部分偏振光. .1 1） 布儒斯特定律布儒斯