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文檔簡(jiǎn)介
振動(dòng)與波小結(jié)一.振動(dòng)1.描述諧振方程圖示法振動(dòng)曲線旋轉(zhuǎn)矢量(3)振子2.能量M
txyO
M0Pxx-tt3.同方向同頻率諧振動(dòng)的合成…二.波(1)條件(波源、媒質(zhì)),分類(橫波、縱波)1.基本概念:(2)特征量如波長(zhǎng)、波速、頻率…及其決定因素和相差關(guān)系。(3)圖示法、波面,波前、波線等,波形曲線。2.波動(dòng)方程波速u由介質(zhì)性質(zhì)決定,與波源無(wú)關(guān)。
3.能量(1)質(zhì)元4.干涉(1)相干條件…波函數(shù)物理意義:1).當(dāng)x=x0=定值時(shí),波動(dòng)方程為平衡位置在x0處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程。2).當(dāng)t=t0=定值時(shí),波動(dòng)方程波形方程3).當(dāng)x、t均變化波形變化波的傳播同方向、同頻率、相位差恒定xyO一.相干條件頻率相同振動(dòng)方向相同相差為零或恒定分割波陣面法
分割振幅法
二.產(chǎn)生相干光的方法oAPs1s2d’dx
條紋寬度
明紋位置暗紋位置三.雙縫干涉波動(dòng)光學(xué)干涉四.光程=nL
光程即等效于光在真空中走的路程。
相位差
半波損失干涉加強(qiáng)(明紋中心位置)干涉減弱(暗紋中心位置)光程差=
五.等傾干涉明紋
暗紋
設(shè)
垂直入射(即i=0)時(shí)明紋
暗紋
增透膜
當(dāng)滿足干涉相消條件空氣氟化鎂玻璃n1=1.00n3>1.38n2=1.38e32最小厚度為:高反射膜每層薄膜的光學(xué)厚度為即,,反射率提高六.等厚干涉劈尖
由于很小,又123d干涉減弱(暗紋中心位置)
干涉加強(qiáng)(明紋中心位置)
同一級(jí)條紋上的點(diǎn)對(duì)應(yīng)膜的厚度相等,
棱邊為暗條紋。
兩相鄰暗(明)紋對(duì)應(yīng)膜的厚度差
D
LABCDbb條紋寬度
由于
d平凸透鏡空氣平玻璃Rr牛頓環(huán)2.干涉條件
暗紋
明紋
0+0明環(huán)
(17-18)暗環(huán)
(17-19)邁克耳孫干涉儀一.惠更斯--菲涅爾原理
波面S上每一個(gè)面元都可看作新的波源,它們均發(fā)出子波,波面前方空間某一點(diǎn)的振動(dòng),可以由S面上所發(fā)出的子波在該點(diǎn)相干疊加后的合振動(dòng)來(lái)決定。衍射菲涅耳衍射
夫瑯和費(fèi)衍射二.單縫衍射BAPQA1A23
/2CAxf焦平面(1)半波帶一束平行衍射光最大光程差=
我們把縫(面)劃分成k等份,即k個(gè)波帶。
當(dāng)(17-22)時(shí),
實(shí)質(zhì):子波干涉
明紋位置公式
(1)=0(即x=0),中央明紋;
(2)
k愈大,條紋亮度就愈??!
其他明紋寬度
,角寬度
中央明紋寬度
角寬度
PQfx-1暗x1暗焦平面
暗紋位置公式
半波帶數(shù)目三.圓孔衍射(17-30)艾里斑角直徑:
直徑對(duì)透鏡光心張角艾里斑直徑:
spfd2
D艾里斑占總能量80%S1S2(b)恰能分辨
最小分辨角
=兩艾里斑中心相距為艾里斑半徑時(shí),對(duì)透鏡中心的張角
(瑞利判據(jù))
光學(xué)儀器分辨率=
四.光柵衍射
明紋(譜線)位置
單縫暗紋
缺級(jí)條件:同時(shí)滿足所缺級(jí)數(shù)(且為整數(shù))
如b=b’時(shí)k=2k’即k=2,4,6,8
缺級(jí)五.X射線的衍射布喇格公式馬呂斯定律
布儒斯特定律
當(dāng)=布儒斯特角時(shí),
即
(17-41)
反射光為偏振光,折射光仍是部分偏振光。ioro偏振分子動(dòng)理論要求內(nèi)容:一)一個(gè)重要的方程二)三個(gè)重要的統(tǒng)計(jì)規(guī)律:1)壓強(qiáng)公式2)溫度公式3)能量均分原理(平衡態(tài)中,均分到每個(gè)自由度上的能量為二分之一kT)分子的平均總能量m’克氣體的內(nèi)能對(duì)單、雙、多原子分子i分別為:3、5、6一.熱力學(xué)第一定律1.內(nèi)容:
Q>0表示系統(tǒng)從外界吸熱,
反之為放熱;W>0表示系統(tǒng)對(duì)外作正功,反之作負(fù)功。
它是包含熱現(xiàn)象在內(nèi)的
能量守恒與轉(zhuǎn)化定律。
內(nèi)能是
1).理想氣體內(nèi)能:
狀態(tài)的單值函數(shù)。
VPAB(E1)(E2)CDV1V2VV+dVp2).功=過(guò)程曲線與V軸圍成的面積功是過(guò)程量,
如圖顯然
熱力學(xué)小結(jié)3).熱量
定體摩爾熱容
定壓摩爾熱容
摩爾熱容比
Q也是過(guò)程量,
2.四種熱力學(xué)過(guò)程1).等體過(guò)程
2).等壓過(guò)程
3).
等溫過(guò)程
4).
絕熱過(guò)程
過(guò)程方程:BACVPV1V2P1AP2a可見(jiàn)絕熱線下降更陡一些。
二、循環(huán)過(guò)程系統(tǒng)經(jīng)歷一系列變化過(guò)程又回到初始狀態(tài)的過(guò)程。正循環(huán)(指在P-V圖上順時(shí)針進(jìn)行的循環(huán)過(guò)程)=循環(huán)圍成的面積>0
通常由若干個(gè)過(guò)程組成。循環(huán)凈功循環(huán)中所有過(guò)程功的代數(shù)和
循環(huán)效率式中Q1表示循環(huán)中所有吸熱熱量之和,Q2表示循環(huán)中所有放熱熱量之和??ㄖZ循環(huán)效率(僅卡諾循環(huán)適用)卡諾定理:
C,….1.開(kāi)爾文表述或者說(shuō)第二類永動(dòng)機(jī)不可制造。2.克勞修斯表述熱力學(xué)第二定律的物理意義1.宏觀意義:揭示熱力學(xué)過(guò)程進(jìn)行的方向2.微觀意義:孤立系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行的過(guò)程必然是沿?zé)o序增加的方向進(jìn)行。結(jié)論:1)一切自發(fā)過(guò)程都按確定的方向進(jìn)行!2)一切實(shí)際過(guò)程都是不可逆過(guò)程!三、熱力學(xué)第二定律
不可能制造一種機(jī)器,只從單一熱源吸收熱量使之完全變?yōu)橛杏霉Χ划a(chǎn)生其它影響。熱量不可能自動(dòng)地從低溫物體傳向高溫物體
與光源、觀察者的運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān),恒為c.
洛侖茲變換式(18-7)
事件P=(x,y,z,t)S系
()S’系
P式中設(shè)S、S’為慣性系,
S’相對(duì)于S沿x軸運(yùn)動(dòng)速度為v
ZXYOX’Z’Y’O’(二)洛侖茲變換式
洛侖茲變換式是兩條原理的數(shù)學(xué)形式,它蘊(yùn)含各種相對(duì)論效應(yīng)。
所有的慣性系是等價(jià)的。(一)基本原理
1.狹義相對(duì)性原理:2.光速不變?cè)恚赫婵罩械墓馑伲ㄈ┞鍋銎澦俣茸儞Q式
(一維運(yùn)動(dòng))或者
二狹義相對(duì)論的時(shí)空觀
1.理想實(shí)驗(yàn)
(一).同時(shí)的相對(duì)性
S系A(chǔ)BA’B’S’系中點(diǎn)事件A’、事件B’
同時(shí)發(fā)生
系
不同時(shí)發(fā)生(B’早與A’)
S系
2.(異地兩事件)同時(shí)性與參考系有關(guān)。
由洛侖茲變換
當(dāng),時(shí),(二)長(zhǎng)度的相對(duì)性
洛侖茲收縮公式
固有長(zhǎng)度:棒沿運(yùn)動(dòng)方向的長(zhǎng)度收縮了。
YXOX1X2Y’X’O’X’1X’2棒相對(duì)于觀測(cè)者靜止時(shí)的長(zhǎng)度。為棒的固有長(zhǎng)度,v為棒相對(duì)于觀察者的速度。運(yùn)動(dòng)的鐘變慢(三)時(shí)鐘的延緩
為固有時(shí)間,指相對(duì)事件發(fā)生的地點(diǎn)靜止的參考系中所觀測(cè)的時(shí)間。(同一地點(diǎn)發(fā)生的兩個(gè)事件的時(shí)間間隔)。三.狹義相對(duì)論動(dòng)力學(xué)的幾個(gè)結(jié)論
1.質(zhì)速公式式中m0是相對(duì)于觀測(cè)者靜止時(shí)的質(zhì)量,叫靜質(zhì)量;m叫動(dòng)質(zhì)量2.相對(duì)論動(dòng)量3.質(zhì)能公式相對(duì)論動(dòng)能,靜止能量4.相對(duì)論動(dòng)量與能量的關(guān)系5.光子:1熱幅射
熱幅射是物體內(nèi)帶電粒子熱運(yùn)動(dòng)而發(fā)射電磁波地現(xiàn)象。為描述熱輻射而引入:
a、單色幅出度—溫度為T(mén)的物體單位面積上發(fā)射的波長(zhǎng)在
—
+d
內(nèi)幅射能與波長(zhǎng)間隔d
的比值。
b、幅射出射度—單位時(shí)間內(nèi)從物體單位面積上發(fā)射的各種波長(zhǎng)的總幅射能(幅出度)c、黑體—在任何溫度下對(duì)任何波長(zhǎng)的幅射吸收率都等于1的物體。光的量子性
黑體幅射規(guī)律
斯特潘—波爾茲曼定律
維恩位移定律
普朗克量子假設(shè):黑體是由許多線性諧振子構(gòu)成,其能量的吸收與發(fā)射是量子化的,且吸收發(fā)射的能量只能是最小能量子的整數(shù)倍。由此可導(dǎo)出普朗克公式:光子:E=pc=h
,p=h/
(E2
=p2c2+E02)(為遏止電壓)光電效應(yīng)a光電效應(yīng)是金屬中電子在光照射下釋放電子的現(xiàn)象。b規(guī)律:
光電子數(shù)正比于光強(qiáng);
光電子動(dòng)能與入射光頻率有關(guān),而與光強(qiáng)無(wú)關(guān),且存在紅限頻率;光電子發(fā)射具有“瞬時(shí)性”。(
0為決定金屬性質(zhì)的恒量)截止頻率為金屬的逸出功,不同頻率的光子具有不同的能量。愛(ài)因斯坦光子假設(shè)—光是一束以C運(yùn)動(dòng)的粒子流,每個(gè)光子的能量愛(ài)因斯坦方程:康普頓效應(yīng)波長(zhǎng)變長(zhǎng)的X射線的散射稱為compton散射。規(guī)律:解釋:光子與電子的完全彈性碰撞。其意義是證明了光子理論的正確和能量守恒、動(dòng)量守恒在微觀領(lǐng)域內(nèi)成立。量子力學(xué)基礎(chǔ)1.
玻爾氫原子理論:1)、定態(tài)假設(shè):原子系統(tǒng)中,原子具有一系列不連續(xù)的能量狀態(tài),處在這個(gè)狀態(tài)中的電子雖作加速運(yùn)動(dòng),但不輻射能量,這個(gè)狀稱為原子的定態(tài)。2)、量子化條件3)、躍遷假設(shè):電子可以從一個(gè)軌道躍遷到另一軌道,在這種情況下,兩個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的能量差以光子的形式輻射出來(lái)(或吸收光子),其頻率由量子規(guī)則來(lái)決定。
用玻爾理論解釋氫原子:軌道是量子化的:能量是量子化的:導(dǎo)出里德伯常數(shù):解釋氫光譜:nf
=1,2,3,…對(duì)應(yīng)賴曼、巴耳末、帕邢…系2.實(shí)物粒子的波粒二象性
De.Broglie關(guān)系式:實(shí)物粒子E=h
,p=h/
(與光子類似)
在非相對(duì)論條件下:
一個(gè)電子在電壓U的作用下加速到時(shí)的De.Brogle波長(zhǎng):?3不確定關(guān)系式:附:幾個(gè)數(shù)值:?=?電子靜止能量m0c=0.511Mev1、字體安裝與設(shè)置如果您對(duì)PPT模板中的字體風(fēng)格不滿意,可進(jìn)行批量替換,一次性更改各頁(yè)面字體。在“開(kāi)始”選項(xiàng)卡中,點(diǎn)擊“替換”按鈕右側(cè)箭頭,選擇“替換
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