自考物理(工)復(fù)習(xí)資料(最全最基礎(chǔ))

財(cái)務(wù)管理學(xué) 工程經(jīng)濟(jì) 工程質(zhì)量管理 土木工程理論 工程造價(jià)與管理工程建設(shè)監(jiān)理概論 建設(shè)與房地產(chǎn)法規(guī) 施工組織與管理 等試題 資料下載地址 自考物理 工 復(fù)習(xí)資料自考物理 工 復(fù)習(xí)資料 最全最基礎(chǔ)最全最基礎(chǔ) 第一篇 力學(xué) 1 1 基本概念基本概念 1 2 守恒定律守恒定律 這一篇主要包括兩大部分內(nèi)容 一部分是運(yùn)動(dòng)學(xué)部分 一部分是力學(xué)部分 下面首先為 同學(xué)們介紹第一部分內(nèi)容 運(yùn)動(dòng)學(xué)部分首先要了解運(yùn)動(dòng)學(xué)主要包括哪些物理量及這些物理量之間的關(guān)系是什么 其次要了解運(yùn)動(dòng)學(xué)中主要的幾種運(yùn)動(dòng)類型 運(yùn)動(dòng)學(xué)中都包含哪些物理量呢 正如上面方框圖 中簡單介紹的運(yùn)動(dòng)學(xué)包括的物理量主要有三個(gè) 位移 速度 加速度 位移是一個(gè)矢量 表示的是質(zhì)點(diǎn)位置的變動(dòng) 等于質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量 在某段時(shí)間內(nèi)位置矢量的 增量 提到位移要注意兩點(diǎn) 1 它是矢量 和路程的定義不同 路程是標(biāo)量 2 它和 位置矢量有關(guān) 位置矢量和質(zhì)點(diǎn)在空間的位置有關(guān) 它和時(shí)間 t 的函數(shù)稱之為質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方 向 速度是描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)快慢的物理量 以往高中我們計(jì)算速度大小時(shí)通常利用位移除以時(shí) 間 這種計(jì)算方法算出的速度為平均速度 由于物體運(yùn)動(dòng)的多樣性及運(yùn)動(dòng)過程中受力的復(fù)雜 性 物體運(yùn)動(dòng)速度是時(shí)時(shí)刻刻改變的 這就需要知道物體在某一時(shí)刻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度也就是瞬 時(shí)速度 瞬時(shí)速度 為位置矢量對(duì)時(shí)間的 階導(dǎo)函數(shù) 其物理意義又指瞬時(shí)速度是位置矢量 對(duì)時(shí)間的變化率 瞬時(shí)速率是指瞬時(shí)速度的大小 而與速度的方向無關(guān) 它是一個(gè)標(biāo)量其大小 即質(zhì)點(diǎn)運(yùn) 動(dòng)軌跡中弧度對(duì)時(shí)間的變化率 s s t 為質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌道的弧長函數(shù) 以上解決了速度的大小 速度是矢量 因此還要明確速度的方向 關(guān)于速度的方向是這 樣確定的 質(zhì)點(diǎn)在任一時(shí)刻的速度方向總是與該時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)所在處的軌道曲線相切 并指向前 進(jìn)方向 加速度 描述速度變化快慢的物理量 同樣是矢量 既有大小又有方向 在數(shù)值上等于 速度增量和時(shí)間間隔 的比值 同樣的這樣計(jì)算得出的加速度為平均加速度 當(dāng)時(shí)間間隔 趨 近于零時(shí) 上述比值的極限值我們稱它為瞬時(shí)加速度 即 由于速度是位矢對(duì)時(shí)間的一階導(dǎo)數(shù) 所以加速度是位矢對(duì)時(shí)間二階導(dǎo)數(shù) 關(guān)于位矢形成 的運(yùn)動(dòng)方程和速度 加速度之間的導(dǎo)數(shù)關(guān)系一定要重點(diǎn)掌握 下面介紹幾種典型的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng) 1 直線運(yùn)動(dòng) 勻速直線運(yùn)動(dòng)比較簡單 其運(yùn)動(dòng)方程為 特點(diǎn)是速度為常量 勻變速直線運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)是加速度保持不變 運(yùn)動(dòng)方程 值得一提的是自由下落過程 豎直 上拋 豎直下拋 運(yùn)動(dòng)均是勻變速直線運(yùn)動(dòng) 相關(guān)公式在高中學(xué)習(xí)過 書上也有詳細(xì)列出 請(qǐng)大家參閱教材 2 拋體運(yùn)動(dòng) 從地面上某點(diǎn)把一物體以一角度投射出去 物體在空中的運(yùn)動(dòng)就叫做拋體運(yùn)動(dòng) 拋體運(yùn) 動(dòng)的時(shí)候拋出角度也就是初速方向通常和水平是一定角度 因此拋體運(yùn)動(dòng)通常可以將速度分 成水平和垂直方向兩個(gè)分量 相應(yīng)位移也分為水平 垂直兩段位移 其運(yùn)動(dòng)方程和其速率公 式如下 3 圓周運(yùn)動(dòng) 圓周運(yùn)動(dòng)是一種比較常見的曲線運(yùn)動(dòng) 什么是圓周運(yùn)動(dòng)呢 簡單講質(zhì)心繞 某一參考點(diǎn)沿著圓的軌道運(yùn)動(dòng) 比如手里拿根繩子 繩子一端系一小球 以手為參考點(diǎn) 將 小球搖起來 使它在一個(gè)垂直于地面的面上繞手作圓的運(yùn)動(dòng) 關(guān)于圓周運(yùn)動(dòng)又可以分為勻速 率圓周運(yùn)動(dòng)和變速率圓周運(yùn)動(dòng) word 文檔版免費(fèi)下載地址 財(cái)務(wù)管理學(xué) 工程經(jīng)濟(jì) 工程質(zhì)量管理 土木工程理論 工程造價(jià)與管理工程建設(shè)監(jiān)理概論 建設(shè)與房地產(chǎn)法規(guī) 施工組織與管理 等試題 資料下載地址 勻速率圓周運(yùn)動(dòng) 速度大小恒定 速度方向則不斷變化 由于速度是矢量 所以方向的 改變意味著必有加速度 其加速度為 其方向指向圓心 與速度垂直 所以是改變速度的方 向而不改變速度的大小 對(duì)于變速率圓周運(yùn)動(dòng) 質(zhì)點(diǎn)速度的大小和方向都在改變 因此它的加速度往往有兩個(gè) 一個(gè)切向加速度 一個(gè)法向加速度 前者改變速度大小 后者改變速度方向 計(jì)算公式 此外和圓周運(yùn)動(dòng)還有關(guān)系的兩個(gè)物理量角加速度和角速度 角速度是指質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)時(shí) 假設(shè)走過一段弧長為 S 相應(yīng)的半徑所轉(zhuǎn)過的角度為 設(shè)角度隨時(shí)間 t 的變化率就是角速度通常用 表示 即 因?yàn)榻撬俣鹊拇嬖?為了避免混淆 我們通常將前面的速度稱為線速度 4 相對(duì)運(yùn)動(dòng) 簡單介紹 下面介紹本章節(jié)的第二部分 力 自然界力的形成很多 比如 物體由于接觸而產(chǎn)生的 壓力 拉力 摩擦力 又如帶電體在電場 磁場中受到的電磁力等 我們?cè)诒菊鹿?jié)中主要涉 及以下幾種力 A 萬有引力 自然界中的任何兩物體之間都存在著相互吸引 這種力我們稱之為萬有引 力 比如地球?qū)Φ孛嫔衔矬w的引力 那么萬有引力如何進(jìn)行計(jì)算呢 量化萬有引力的定律我 們稱它為萬有引力定律 其中 r 表示兩物體質(zhì)點(diǎn)間距離 為兩物體質(zhì)量 G 為任何物體 質(zhì)量均適用的普遍常量 被稱作萬有引力常量 G 的取值是 P28 F 為兩物體質(zhì)點(diǎn)間產(chǎn)生的萬 有引力 值得說明的上述定律僅對(duì)質(zhì)點(diǎn)才成立 比如如果計(jì)算兩球體物之間的萬有引力 公式中 的 r 指兩球心間距 B 重力 地球?qū)ζ浔砻娓浇奈矬w的引力 稱之為重力 物體由于重力而產(chǎn)生的加速度 我們稱之為重力加速度 重力實(shí)質(zhì)是地球?qū)ξ矬w的萬有引力 其大小計(jì)算公式 M 為地球質(zhì) 量 r 地心到物體距離 m 為物體質(zhì)量 由此得到的重力加速度 可見重力加速度和物體本身質(zhì)量無關(guān) 但實(shí)際計(jì)算過程中 g 通常不用計(jì)算 直接取值 9 81m s2 一般取 9 8m s2 C 彈性力 什么是彈性力呢 所謂的彈性力就是指當(dāng)具有彈性的物體受到力的作用后發(fā) 生形變時(shí) 物體總是對(duì)使其發(fā)生形變的物體產(chǎn)生力的作用 這種力就是彈性力 典型的彈性 力主要有 1 彈簧的彈性力 彈簧彈性力是大家熟悉的 彈簧彈性力的量化也就是計(jì)算公式 這是 R 為勁度函數(shù) 其單位為 N m x 為位移式中負(fù)號(hào)表明力和位移方向相反 2 正壓力 一個(gè)物體和另一個(gè)物體接觸 比如一個(gè)物體靜止擺放在桌面上 由于重力作用 它將對(duì) 桌面產(chǎn)生一個(gè)壓力 這個(gè)壓力就是一種正壓力 它通常沒有明確的計(jì)算公式 而需要根據(jù)實(shí) 際發(fā)生的情況 受力分析計(jì)算 通常和物體質(zhì)量有關(guān)系 3 繩中張力 當(dāng)繩子受到拉伸的時(shí)候 它會(huì)因?yàn)槁杂猩扉L而形成彈性力 這種拉力的方向沿繩長方向 這種彈性力不僅作用在繩子的兩端連結(jié)的物體上 同時(shí)也存在繩子的內(nèi)部 我們把這種拉緊 的繩中任一截面兩側(cè)的兩部分通過截面的相互作用力稱之為該截面處張力 值得注意的是 如果繩子可以忽略質(zhì)量的話 則不論繩子靜止還是運(yùn)動(dòng)著的 繩中各處張力相等并且等于繩 子兩端所受外界給予的拉力的大小 如果繩子的質(zhì)量不能忽略 則張力還和繩子的加速度有 關(guān) 這一點(diǎn)要注意 尤其是在解有關(guān)張力的計(jì)算題時(shí) 一定要看清楚題中條件 word 文檔版免費(fèi)下載地址 財(cái)務(wù)管理學(xué) 工程經(jīng)濟(jì) 工程質(zhì)量管理 土木工程理論 工程造價(jià)與管理工程建設(shè)監(jiān)理概論 建設(shè)與房地產(chǎn)法規(guī) 施工組織與管理 等試題 資料下載地址 第二篇 熱學(xué) 2 1 氣動(dòng)理論氣動(dòng)理論 2 2 熱力學(xué)理論熱力學(xué)理論 這一篇主要講述的內(nèi)容是以氣體為研究對(duì)象時(shí)所涉及的物理量 以及氣體狀態(tài)改變所涉 及的功 熱 內(nèi)能運(yùn)算研究氣體時(shí)所涉及的物理量主要有 P V T 分別為壓強(qiáng) 體積 溫 度 氣體的狀態(tài)可以用一組 P V T 來表示 如果氣體的 P V T 中有物理量發(fā)生改變 我們就稱之為氣體狀態(tài)改變了 因此在研究氣體的時(shí)候不同狀態(tài)的氣體通?？赡茏裱煌?規(guī)律 這樣研究氣體就沒有標(biāo)準(zhǔn)了 結(jié)果也會(huì)五花八門 為此 我們規(guī)定一種標(biāo)準(zhǔn)的研究狀 態(tài) 即在壓強(qiáng) P0 1atm 溫度為 T0 273 15K 時(shí) 此時(shí) 1 摩爾的任何氣體的體積均為 此即阿 伏加德羅定律 符合該定律的氣體 稱之為理想氣體 理想氣體的 P V T 通常符合 關(guān) 于 R 稱之為普遍常量 上述公式涉及的單位詳見 P107 前面講到氣體的狀態(tài)涉及 P V T 那么 P V T 究竟是什么 如何產(chǎn)生的呢 我們知道氣體分子通常是運(yùn)動(dòng)的 關(guān)于氣體體積 V 比較容易理解 它通常和盛裝氣體 容器有關(guān) 因此在此不再敘述壓強(qiáng)如何產(chǎn)生的呢 我們?cè)谟晏齑騻?雨點(diǎn)打在傘上你會(huì)通過 手感到雨點(diǎn)對(duì)傘的壓力 如果將裝在容器的氣體分子想像成雨點(diǎn) 由于它們無規(guī)則雜亂無章 的熱運(yùn)動(dòng) 必然和裝它的容器壁發(fā)生沖撞 大量分子對(duì)器壁的沖撞就會(huì)形成對(duì)器壁的壓力作 用 此即壓強(qiáng)成因 如果是理想氣體的話 則其壓強(qiáng)可通過下式求取 是單位體積的平均分子數(shù) V 為分子熱運(yùn)動(dòng)的速率 關(guān)于反映分子熱運(yùn)動(dòng)的分子速率主要三種 最慨然速率 通常 表示 方均根速率 通常 表示 平均速率 上述理想氣體壓強(qiáng)公式中 V 為方均根速率的平方 上面介紹了壓強(qiáng)的微觀本質(zhì)和壓強(qiáng)的計(jì)算公式 那么什么是溫度呢 溫度是衡量分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度的 在數(shù)值上它和分子熱運(yùn)動(dòng)的平均平動(dòng)動(dòng)能有關(guān) 分子的平均平動(dòng)動(dòng)能是指將分子看成一個(gè)質(zhì)點(diǎn) 作平移運(yùn)動(dòng) 其熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能就是平動(dòng)動(dòng)能 其量化公式 分子作無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)表明分子具有能量 這種能量不僅僅體現(xiàn)在平動(dòng)動(dòng)能上 還體現(xiàn)在分子可以轉(zhuǎn)動(dòng) 振動(dòng)等運(yùn)動(dòng)形式上 將上述所有可能的能量的和稱之為分子熱運(yùn)動(dòng) 總能量 每個(gè)分子平均總能量 i 為自由度 關(guān)于自由度大家要記清楚不同分子種類的自由 度 詳見 P114 頁 除了上述分子熱運(yùn)動(dòng)能外分子和分子間還存在勢(shì)能 將分子熱運(yùn)動(dòng)的功能和熱能的和叫 作物質(zhì)的內(nèi)能 對(duì)于理想氣體 由于忽視分子間作用力 所以理想主體的內(nèi)能是指分子熱運(yùn) 動(dòng)動(dòng)能的總和 質(zhì)量 M 摩爾質(zhì)量 mol 的的理想氣體內(nèi)能 要牢牢掌握 本章節(jié)留閱讀 教材第 7 節(jié)氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的速率分布規(guī)律 在 115 頁 希望課后認(rèn)真 閱讀 熱力學(xué)基礎(chǔ)這一章是這一篇的重點(diǎn) 熱力學(xué)基礎(chǔ)這一章主要分為兩部分內(nèi)容 1 氣體狀態(tài)從一個(gè)狀態(tài)向另一個(gè)狀態(tài)變化 從能量角度涉及哪幾個(gè)物理量 對(duì)于幾 種典型的變化過程 Q W E 如何計(jì)算 2 氣體狀態(tài)從一個(gè)狀態(tài)向另一個(gè)狀態(tài)改變能不能發(fā)生 如果能夠發(fā)生 發(fā)生條件是 什么 前者和熱力學(xué)第一定律有關(guān) 后者和熱力學(xué)第二定律有關(guān) 熱力學(xué)系統(tǒng)從平衡狀態(tài) 1 向狀態(tài) 2 變化中 外界對(duì)系統(tǒng)所作的功和外界給系統(tǒng)的熱量二 者之和是恒定的 等于系統(tǒng)的內(nèi)能 word 文檔版免費(fèi)下載地址 財(cái)務(wù)管理學(xué) 工程經(jīng)濟(jì) 工程質(zhì)量管理 土木工程理論 工程造價(jià)與管理工程建設(shè)監(jiān)理概論 建設(shè)與房地產(chǎn)法規(guī) 施工組織與管理 等試題 資料下載地址 定律表明 1 狀態(tài)改變涉及功 熱 內(nèi)能 2 功 熱 內(nèi)能三者建立了量上的關(guān)系 那么 平衡過程中功 能 熱如何計(jì)算呢 平衡過程中功的計(jì)算 平衡過程中熱量的計(jì)算 C 是摩爾熱容量 通常又分為定壓摩爾熱容量和定容摩熱容量 因此對(duì)于等壓過程熱量計(jì)算 對(duì)于等容過程熱量計(jì)算 內(nèi)能的計(jì)算 原則上 上述對(duì)熱 功 內(nèi)能計(jì)算的方法對(duì)所有狀態(tài)改變所經(jīng)歷的過程來講 計(jì)算公式 都是適用的 下面我們就以幾個(gè)變化過程為例 看實(shí)際狀態(tài)改變過程三個(gè)物理量變化如何計(jì)算的 A 等容過程 等容過程就是指在狀態(tài)改變前后體積恒定不變 由于體積恒定不變 所以過程作功變化 為零 系統(tǒng)內(nèi)能的變化就等于熱的變化 熱量計(jì)算 內(nèi)能變化 內(nèi)能的計(jì)算 由上述兩式相等得 B 等壓過程 等壓過程就是指狀態(tài)改變前后的壓強(qiáng)恒定 此時(shí)功 熱 內(nèi)能均存在 根據(jù) 可以推知 C 等溫過程 等溫過程就是在狀態(tài)改變的過程中溫度不變 理想氣體的內(nèi)能僅僅是溫度的函數(shù)因此等 溫過程的內(nèi)能變化為零意味著過程的功和熱相等 D 絕熱過程 系統(tǒng)和外界之間沒有熱量傳遞即 稱之為絕熱過程 在這種特殊的過程中 理想主體的狀態(tài)參量變化 或 我們稱上述等式為泊松方程 其中 r 為泊松比 關(guān)于絕熱過程中的計(jì)算 只要記住泊松方程 按照公式解題就是了 絕熱過程沒有熱量交換 按照熱力學(xué)第一定律 在絕熱過程的特點(diǎn)是絕熱膨脹過程中系統(tǒng)沒消耗本身的內(nèi)能對(duì)外界作功 因而系統(tǒng)溫度 下降 在絕熱壓縮過程中 外界對(duì)系統(tǒng)所做的功完全用來增加系統(tǒng)內(nèi)能 因而系統(tǒng)溫度升高 下面我們介紹一下熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用 熱機(jī)就是利用吸收的熱量對(duì)外作功的設(shè)備 典型熱機(jī)比如氣缸中氣體膨脹 推動(dòng)相連活 塞 帶動(dòng)連桿 曲軸 那么這種有用途的設(shè)備的工作原理是怎樣的呢 涉及兩個(gè)內(nèi)容 如 何獲吸熱量 如何實(shí)現(xiàn)對(duì)外作功 實(shí)際情況這兩方面的任務(wù)通過以下三個(gè)過程實(shí)現(xiàn) 1 等溫膨脹 這一過程實(shí)現(xiàn)吸熱 Q1 2 等壓壓縮過程 系統(tǒng)向低溫?zé)釒旆懦鰺崃?Q2 3 絕熱壓縮過程 上述三個(gè)過程中系統(tǒng)對(duì)外作功 表明整個(gè)過程中 系統(tǒng)并沒有將從外界吸收來的熱量 Q1 全部轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)外界作功 只 word 文檔版免費(fèi)下載地址 財(cái)務(wù)管理學(xué) 工程經(jīng)濟(jì) 工程質(zhì)量管理 土木工程理論 工程造價(jià)與管理工程建設(shè)監(jiān)理概論 建設(shè)與房地產(chǎn)法規(guī) 施工組織與管理 等試題 資料下載地址 是將其中 部分變?yōu)楣?而另一部分 Q2 放給外界了 將 稱之為熱機(jī)效率和熱循環(huán)相反 的過程冷機(jī)循環(huán) 比如電冰箱制冷 其過程和熱機(jī)循環(huán)相似 但是在 P V 圖中正好逆向的 請(qǐng)大家參閱教材 145 頁 要記住了解致冷系數(shù)的概念 以上我們介紹的是熱力學(xué)第一定律 下面我們介紹熱力學(xué)第二定律 正如前面所敘述的 熱力學(xué)第二定律所解決的問題是實(shí)現(xiàn)過程進(jìn)行方向 比如我們知道 溫度可以從高溫向低溫傳導(dǎo) 那么能不能反過來 溫度從低溫自動(dòng)的不需要任何影響的向高 端傳導(dǎo) 不能那又是什么原因呢 這就是熱力學(xué)第二定律告訴我們的東西 熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)講的是在宏觀孤立系統(tǒng)內(nèi)部所發(fā)生的過程 總是由包含微觀狀態(tài) 數(shù)目少的宏觀狀態(tài)向包含微觀狀態(tài)數(shù)目多的宏觀狀態(tài)進(jìn)行 宏觀狀態(tài)所包含的微觀狀態(tài)數(shù)目 為該宏觀狀態(tài)的熱力學(xué)概率用表示 關(guān)于宏觀狀態(tài)所包含的微觀狀態(tài)的數(shù)目大家閱讀教材 P152 第九節(jié) 理解即可 熱力學(xué)第二定律的量化形式 熱力學(xué)概率 S 熵 它是分子運(yùn)動(dòng)無序性的量度 引入熵后 熱力學(xué)第二定律又可表示為 在宏觀孤立系統(tǒng)內(nèi)所發(fā)生的實(shí)際過程是沿著熵 增加的方向進(jìn)行 典型習(xí)題典型習(xí)題 1 質(zhì)量為 kg 溫度 300k 壓強(qiáng)為 1atm 的氮?dú)?等壓膨脹到原來的體積的二倍 求氮?dú)?對(duì)外所作的功 內(nèi)能增量以及吸收的熱量 2 容器內(nèi)貯有 kg 氧氣 溫度為 300k 等溫膨脹為原來的體積的 2 倍 求氣體對(duì)外所作 的功和吸收的熱量 3 一定量氮?dú)?其初始溫度為 300k 壓強(qiáng)為 1atm 將其絕熱壓縮 使其體積變?yōu)槌跏?體積的 1 5 試求壓縮后的壓強(qiáng)和濕度各為多大 并將壓強(qiáng)與等溫壓縮成同樣末體積時(shí)所得 壓強(qiáng)比較 本篇典型習(xí)題 本篇典型習(xí)題 1 參考教材 107 頁習(xí)題 2 參考教材 108 頁習(xí)題 3 參考教材 136 頁習(xí)題 4 參考教材 137 頁習(xí)題 5 參考教材 141 頁習(xí)題 第三篇 電磁學(xué) 3 1 電學(xué)基礎(chǔ)電學(xué)基礎(chǔ) 3 2 磁學(xué)基礎(chǔ)磁學(xué)基礎(chǔ) 3 3 電磁感應(yīng)電磁感應(yīng) 電磁學(xué) 從字面上很容易想到這章的內(nèi)容是和電磁有關(guān) 只所以稱之為電磁學(xué) 是因?yàn)?電和磁的密切關(guān)系 下面首先介紹電學(xué)及和電學(xué)相關(guān)的物理量 講到這里 說些題外話 仔細(xì)的同學(xué)一定發(fā) 現(xiàn) 我們?cè)诮榻B每一篇的時(shí)候總是先介紹研究對(duì)象 然后介紹研究對(duì)象涉及的相關(guān)物理量 進(jìn)而量化這些物理量之間的關(guān)系 這是物理學(xué)科的特點(diǎn) 我們應(yīng)該沿著這樣的脈絡(luò)來學(xué)習(xí) 電雖然和我們很熟悉 但如果有人問你什么是電 你很難回答 因?yàn)殡姳旧硎呛艹橄蟮?東西 所以最初的發(fā)現(xiàn)僅僅是通過觀察帶電體對(duì)其他物質(zhì)的影響開始的 因此當(dāng)一個(gè)物體經(jīng) 過摩擦以后有了吸引輕小物體的性質(zhì)的時(shí)候 我們就稱這個(gè)物體帶了電 電荷是電的基本單元 比較物體間帶電多少就是比較它們擁有電荷的數(shù)目 電荷的多少 叫電量 電量的單位庫侖 自然界中電荷主要有兩類 一類帶正電稱之為正電荷 一為帶負(fù) 電稱之為負(fù)電荷 一個(gè)電子帶電量正好是一個(gè)負(fù)電荷 約為 C word 文檔版免費(fèi)下載地址 財(cái)務(wù)管理學(xué) 工程經(jīng)濟(jì) 工程質(zhì)量管理 土木工程理論 工程造價(jià)與管理工程建設(shè)監(jiān)理概論 建設(shè)與房地產(chǎn)法規(guī) 施工組織與管理 等試題 資料下載地址 點(diǎn)電荷 帶電體抽象為電荷集中于一個(gè)幾何點(diǎn)的理想化模型 電荷的基本性質(zhì)是和其他電荷發(fā)生相互作用 也就是說點(diǎn)電荷和點(diǎn)電荷之間存在力的作 用 這種力的大小可通過庫侖定律來表示 真空中兩帶電的點(diǎn)電荷之間的相互作用的靜電力大小和它們所帶電量 乘積成正比 與 它們之間的距離的平方成反比 作用力沿兩點(diǎn)電荷的連線 即 上式表明真空中 兩個(gè)電荷 相隔一定距離 中間并不存在由分子 原子組成的媒介物 卻可以發(fā)生相互作用 顯然不是上述公式的錯(cuò)誤 因?yàn)樯鲜鼋Y(jié)果是庫侖先生通過試驗(yàn)總結(jié)的 結(jié)果 那么就可以推知電荷和電荷之間所產(chǎn)生的相互作用 一定有其他的原因 這就是 場 的概念的由來 也就是說任何一個(gè)電荷 在自己的周圍空間都能激發(fā)電場 電場的一個(gè)基本 性質(zhì)就是對(duì)處于其中的電荷產(chǎn)生作用力 這種作用力我們稱之為電場力 反應(yīng)電場強(qiáng)弱的物 理量我們稱它為電場強(qiáng)度 其定義為 它表明靜電場中任一點(diǎn)的電場強(qiáng)度矢量的大小等于帶有單位電量的電荷在該點(diǎn)所受電 場力的大小 其方向與正電荷在該點(diǎn)所受電場力的方向相同 一個(gè)點(diǎn)電荷形成電場中 距離點(diǎn)電荷 r 處的點(diǎn) P 的場強(qiáng)度為 假設(shè)存在若干個(gè)電荷 每個(gè)電荷都會(huì)產(chǎn)生電場 它們的電場將發(fā)生疊加 此時(shí)我求某 點(diǎn) P 的場強(qiáng)如何計(jì)算呢 首先將每個(gè)電荷單獨(dú)化處理 即假設(shè)其他電荷不在 求出單獨(dú)狀 態(tài)下的電場強(qiáng)度 然后將每個(gè)電荷在 P 處的場強(qiáng)加合這也就是電場疊加原理 為了形象描述電場中的強(qiáng)弱分布 在電場中人為地作出一系列曲線 使曲線上每一點(diǎn)的 切線方向與該點(diǎn)場強(qiáng)一致 這些曲線稱為電場線 電場線疏密反映電場的弱強(qiáng) 電場中任一 給定點(diǎn)附近 穿過垂直于場強(qiáng)方向的單位面積的電場線數(shù)與該點(diǎn)場強(qiáng)大小相等 通過某一個(gè) 面的電場線數(shù)稱為通過該面的電通量 有了電通量的概念 我們就可以將電場線和產(chǎn)生電場線的電荷聯(lián)系起來 二者存在的關(guān) 系就是高斯定理 在真空的靜電場中 通過任意封閉曲面的電通量等于該封閉曲面所包圍電荷的電量的 代數(shù)和的 高斯定理反映了靜電場是有源場 根據(jù)前面講過的知識(shí) 如果一點(diǎn)電荷放在電場中 則會(huì)受到電場力的作用 一個(gè)點(diǎn)電荷 受到力后會(huì)怎樣呢 想想看很明顯是點(diǎn)電荷將在力的方向上移動(dòng) 點(diǎn)電荷移動(dòng)就會(huì)作功 所 作的功為 觀察上式 一旦點(diǎn)電荷給出則 變成常量 這樣一來 就只有和 有關(guān)了 說明靜電場力 對(duì)電荷所做的功只取決于被移動(dòng)電荷的電量和所經(jīng)路徑的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置 而與移動(dòng)的具 體路徑無關(guān) 說明靜電場力是什么力啊 保守力 也就是說靜電場是保守場 靜電場是保守場的另一表現(xiàn)是靜電場場強(qiáng)的環(huán)流恒 等于零 即 為什么呢 請(qǐng)看下面推導(dǎo) 電場力沿閉路做功為零 這個(gè)定理就是安培環(huán)路定理 上述講解中我們知道靜電場是保守場 靜電場力是保守力 保守力 保守場又有什么特 點(diǎn)呢 想想看 保守場一個(gè)特點(diǎn)是物體在保守場作用下每一個(gè)位置都具有能量 稱之為勢(shì)能 靜電場既然是保守場 處于靜電場某點(diǎn)則必存在勢(shì)能 靜電場中這種勢(shì)能我們稱之為靜電勢(shì)能 簡稱電勢(shì)能 電勢(shì)能計(jì)算公式 W qU word 文檔版免費(fèi)下載地址 財(cái)務(wù)管理學(xué) 工程經(jīng)濟(jì) 工程質(zhì)量管理 土木工程理論 工程造價(jià)與管理工程建設(shè)監(jiān)理概論 建設(shè)與房地產(chǎn)法規(guī) 施工組織與管理 等試題 資料下載地址 也就是說 一個(gè)電荷在電場中某點(diǎn)的電勢(shì)能等于它的電量與電場中該點(diǎn)電勢(shì)的乘積 上 式中 q 為點(diǎn)電荷所帶電點(diǎn) U 為點(diǎn)電荷所在位置電勢(shì) W 為勢(shì)能 上式中涉及一個(gè)量叫電勢(shì) 電勢(shì)如何計(jì)算呢 電場中假設(shè)兩點(diǎn) a b 點(diǎn)電荷從 a 移到 b 電勢(shì)能變化等于電場力作功 即 所以 即電場中任兩點(diǎn)間電勢(shì)差等于場強(qiáng)在這兩點(diǎn)間的線積分 實(shí)際中 通常選一參考點(diǎn) 通常選無限遠(yuǎn)處 令其電勢(shì)為零 則某點(diǎn)電勢(shì) 關(guān)于電勢(shì)還有一個(gè)簡單定義就是等勢(shì)面 很容易理解 所謂等勢(shì)面就是指某面上電勢(shì)均 相等 等勢(shì)面有三個(gè)主要性質(zhì) 你知道么 不知道啊 呵呵 查看教材 P191 頁 簡單記如 下 在靜電場中 電場線和等勢(shì)面處處正交 電場線總是由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面 等勢(shì)面密集處場強(qiáng)大 等勢(shì)面稀疏處場強(qiáng)小 前面講一個(gè)點(diǎn)電荷放在電場中會(huì)受電場力作用 如果我把一個(gè)中性的導(dǎo)體也就是對(duì)外不 顯電性的導(dǎo)體放到電場中會(huì)產(chǎn)生什么結(jié)果呢 我們知道 導(dǎo)體之所以被稱為導(dǎo)體是因?yàn)閮?nèi)有 自由電子的 可以導(dǎo)電 當(dāng)將一導(dǎo)體放在電場中后 導(dǎo)體中電子為帶電體 在電場作用下將 發(fā)生移動(dòng) 結(jié)果電荷在導(dǎo)體表面發(fā)生凝聚 由于自由電子的移動(dòng) 會(huì)有等量的正電荷出現(xiàn) 這樣在 導(dǎo)體內(nèi)部就形成了一個(gè)和其所處的電場電場方向相反的附加場 當(dāng)附加場場強(qiáng)正好等于外電 場場強(qiáng)時(shí) 我們稱靜電平衡 此時(shí)導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)處處為零 導(dǎo)體為等勢(shì)體 具有一定的電勢(shì) 如果導(dǎo)體是孤立導(dǎo)體也就是和其它帶電體和導(dǎo)體都相距無限遠(yuǎn)的話 其所帶電量和電勢(shì)比值 就是一個(gè)與導(dǎo)體形狀 大小等因素有關(guān)的量 而與 q U 無關(guān) 我們稱之為電容 通常導(dǎo)體不是孤立導(dǎo)體 也就是說在其周圍常有其它導(dǎo)體或帶電體 這時(shí)導(dǎo)體的電容受到其 他導(dǎo)體的影響 常見的就是薄板電容器 即兩塊靠得很近的但彼此絕緣的導(dǎo)體薄板所組成電 容器 薄板間保持真空或者充滿電介質(zhì)來絕緣 此時(shí)電容器電容 真空介質(zhì)時(shí) 如果充滿電介質(zhì) 為相對(duì)電容率 電容率 很明顯充滿電介質(zhì)的電容器的電容為真空電容的 倍 為什么電容器極板間填充電介質(zhì)后電容會(huì)增加呢 這和電介質(zhì)在電場下極化有關(guān) 通常電介質(zhì)分子內(nèi)部電結(jié)構(gòu)不同 電介質(zhì)分子分成兩類 有極分子 無極分子 有極分 子電偶極矩不為零 有電場作用時(shí) 電偶極子轉(zhuǎn)動(dòng) 定向排列 在電介質(zhì)表面形成束縛電荷 發(fā)生極化稱為取向極化 無極分子在外電場作用下 正負(fù)電子中心偏移形成電偶極矩形成極化稱位移極化 極化產(chǎn)生的束縛電荷將產(chǎn)生附加電場 該電場將削弱外電場 從而使電介質(zhì)內(nèi)場強(qiáng)和外 電場相比減弱 電勢(shì)也相應(yīng)減弱 從而電容增加 電容器實(shí)質(zhì)是盛裝電量的器件 所以充電后的電容器通常儲(chǔ)存一定的電能 該電能為 對(duì)于平板電容器而言 單位體積的能量 對(duì)任意電場 整個(gè)電場總能量 關(guān)于磁場這一章 也就是書上的第六章穩(wěn)恒電流的磁場這一章 為什么講磁場而又去介 紹穩(wěn)恒電流的磁場呢 這是因?yàn)閷?duì)于物體的磁性 通常認(rèn)為它的根源是電流 這也是為什么 word 文檔版免費(fèi)下載地址 財(cái)務(wù)管理學(xué) 工程經(jīng)濟(jì) 工程質(zhì)量管理 土木工程理論 工程造價(jià)與管理工程建設(shè)監(jiān)理概論 建設(shè)與房地產(chǎn)法規(guī) 施工組織與管理 等試題 資料下載地址 這一章在介紹磁學(xué)的內(nèi)容前給你先介紹電流的知識(shí)的原因 電流是電荷的定向移動(dòng)所形成 的 所以形成電流的導(dǎo)體是第一要存在可移動(dòng)的電荷 第二存在電場 因?yàn)榇嬖陔妶霾拍苁?電荷定向移動(dòng) 穩(wěn)恒電流是指導(dǎo)體中各點(diǎn)的電流密度是不隨時(shí)間改變的 這種電流稱為穩(wěn)恒 電流 有了這些我們就可以介紹穩(wěn)恒電流的磁場了 學(xué)習(xí)磁場這一章知識(shí)的時(shí)候 一定要記住和上一章也就是電學(xué)的知識(shí)對(duì)照學(xué)習(xí) 上一章 我們都學(xué)習(xí)了哪些和電學(xué)有關(guān)的知識(shí)了呢 我們首先介紹 電荷 電場 和電場相關(guān)的物理量 場強(qiáng) or 電勢(shì) 帶電體在電場中受 力作功 導(dǎo)體也就是中性物體在電場中被極化 磁場這一章我們遵循下面的講解路線 電流 磁場 和磁場相關(guān)的物理量 主要是磁感應(yīng)強(qiáng)度 具有磁性的物體在磁場中受力 非磁性物體在磁場中磁化 關(guān)于電流 也就是磁的起源 我們前面介紹過了 不再復(fù)述 磁場類似于電場 是帶磁體所激發(fā)的 磁場對(duì)置于其中的磁性體 比如運(yùn)動(dòng)的電荷產(chǎn)生 磁力作用 描述磁場強(qiáng)弱的物理量我們稱之為磁感應(yīng)強(qiáng)度 用 表示和電場強(qiáng)度相似 磁感 應(yīng)強(qiáng)度 B 的大小 可以通過下式計(jì)算 為磁場某點(diǎn)處磁場力 q 為電荷數(shù) v 為運(yùn)動(dòng)速率 場強(qiáng)方向放在該點(diǎn)處的小磁針靜止 時(shí) N 極所指的方向 前面講過 電流可以形成磁場 下面我們來計(jì)算通電導(dǎo)線以及運(yùn)動(dòng)的電荷在其周圍所形 成的磁場中各點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度 對(duì)于通電導(dǎo)線來講 它周圍形成磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度可以通過畢奧 薩伐爾定律求解 公 式在 229 頁 很簡單 對(duì)于單個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷來講 它所形成的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)公式在 235 頁 6 26 式 也很簡單 記憶然后應(yīng)用就是了 在此不多費(fèi)口舌了 值得一提的是 畢奧 薩伐 爾公式是個(gè)很重要的公式 常在計(jì)算題的計(jì)算過程中用到 希望不要掉以輕心 上面對(duì)通電導(dǎo)線和運(yùn)動(dòng)電荷所產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度作了簡單量化 下面我們就開始 研究磁場對(duì)具有磁性的物體所產(chǎn)生的磁場力及其計(jì)算 首先研究通電導(dǎo)線在磁場中的磁場力 通電導(dǎo)線可以在其周圍形成磁場 當(dāng)將其放到一個(gè)外加磁場中 它將受到外加磁場力的 作用 這個(gè)作用力大小為 為電流之和所在處磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 的夾角 這表明所受磁場力和磁感應(yīng)強(qiáng)度 電流大小 導(dǎo)線長度以及電流單元和磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 的夾角有關(guān)系 這就是安培定律 所形成力的方向根據(jù)右手螺旋法則決定 這也是一個(gè)重要定理 要求 熟練掌握 關(guān)于通電導(dǎo)線在磁場中受力書上列舉了兩個(gè)實(shí)例 1 通電導(dǎo)線和通電導(dǎo)線之間的作用 2 磁場對(duì)放在其中的通電矩形線圈的作用 上述兩種情況均可以利用安培定律得到分析 我們要學(xué)習(xí)這種分析方法 因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)的局 限和串講的關(guān)系我們?cè)诖司筒辉敿?xì)介紹了 希望大家能夠在業(yè)余詳細(xì)閱讀教材 245 248 頁 并將結(jié)論牢記 還有一種帶電體就是運(yùn)動(dòng)的電荷 將其放在磁場中也會(huì)受到磁場力的作用 這種力我們 稱之為洛侖茲力 其求解公式 方向可根據(jù)右手螺旋法則確定 洛侖茲力的特點(diǎn)是只改變粒子運(yùn)動(dòng)方向 而不改變運(yùn)動(dòng)速率的大小 這一點(diǎn)要清楚 當(dāng) 空間除了磁場外還在電場 也就是說運(yùn)動(dòng)電荷同時(shí)受到電場和磁場的共同作用 word 文檔版免費(fèi)下載地址 財(cái)務(wù)管理學(xué) 工程經(jīng)濟(jì) 工程質(zhì)量管理 土木工程理論 工程造價(jià)與管理工程建設(shè)監(jiān)理概論 建設(shè)與房地產(chǎn)法規(guī) 施工組織與管理 等試題 資料下載地址 此時(shí) 設(shè)質(zhì)量 m 帶電量 q 的粒子以速度 射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的均勻磁場 則其所受到的洛 侖茲力 不考慮重力 粒子的運(yùn)動(dòng)情況可能會(huì)有三種情況 1 和 垂直 此時(shí) 和 夾角為 洛侖茲力大小 F qvB 力的方向和運(yùn)動(dòng)速度垂直 此力作用下粒子將作勻速圓周運(yùn)動(dòng) 2 和 同向 即 和 夾角為零 此時(shí)洛侖茲力 F 0 粒子受合外力為零 將保持勻速直線運(yùn)動(dòng) 3 與 成任意夾角 此時(shí)運(yùn)動(dòng)速度可分解 使粒子一面作圓周運(yùn)動(dòng) 一面沿直線運(yùn)動(dòng) 實(shí)質(zhì)是 1 2 的合成運(yùn)動(dòng) 關(guān)于運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中受力作用這一原理在實(shí)際生活中的應(yīng)用比如質(zhì)譜儀 回旋加速器 等 請(qǐng)參閱教材 253 256 頁 值得提出的是霍耳效應(yīng) 什么是霍耳效應(yīng)呢 所謂霍耳效應(yīng)是指在導(dǎo)體板中通有電流時(shí) 在垂直于磁場和電流方 向的導(dǎo)體板的橫向兩個(gè)側(cè)面會(huì)出現(xiàn)一定的電勢(shì)差 這種現(xiàn)象稱之為霍耳效應(yīng) 相應(yīng)電勢(shì)差求 解公式 霍耳效應(yīng)的現(xiàn)象可以通過洛侖茲力來解釋 詳細(xì)解釋見 257 頁 因?yàn)楸敬未v主要針對(duì) 考試 所以其解釋部分留給同學(xué)閱讀詳見 257 258 頁 以上我們介紹了將具有磁性的物體如通電線 or 運(yùn)動(dòng)電荷放在磁場中 受到磁場的作用 那么我們不禁可以想想 如果我將一個(gè)不具有磁性或者至少不表現(xiàn)出任何磁性的物體放在磁 場中會(huì)發(fā)生什么情況呢 一般來講 將一物質(zhì)放在磁場中 由于物質(zhì)中所具有運(yùn)動(dòng)電荷會(huì)受 到磁場力的作用而使物體處于一種特殊狀態(tài)我們稱之為極化 根據(jù)物質(zhì)極化程度將物質(zhì)分為 順磁質(zhì) 抗磁質(zhì) 鐵磁質(zhì) 順磁質(zhì)表現(xiàn)為磁化后產(chǎn)生附加磁場與外加磁場方向一致 使介質(zhì) 中磁場加強(qiáng) 抗磁質(zhì)磁化后形成附加磁場與原磁場方向相反 使介質(zhì)中磁場減弱 鐵磁質(zhì)特 點(diǎn)同順磁質(zhì)近似 但介質(zhì)中的磁場和順磁質(zhì)相比顯著加強(qiáng) 為強(qiáng)磁性物質(zhì) 上述表明不同物 質(zhì)放入磁場中后磁化程度不同 為什么呢 也就是磁化的機(jī)理是什么呢 對(duì)于抗磁性順磁性來講 這主要和分子電流及它的分子磁矩有關(guān) 對(duì)于鐵磁性材料來講 其磁化機(jī)理主要和磁疇有關(guān) 好了 關(guān)于磁學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)就講解完了 聽懂得了么 如果沒有聽太清楚 請(qǐng)重聽一遍 學(xué)習(xí)物理一定要邊學(xué)邊想 不能像學(xué)習(xí)文科那樣 盡去背誦 一定要明白 尤其物理涉及的 物理量較多 它定義也較多 背是背不過來 一定要明白 OK 第七章的內(nèi)容是電磁感應(yīng)和電磁場 實(shí)質(zhì)上就是講電場和磁場之間的關(guān)系 可能你會(huì)說 二者之間的關(guān)系不是上一章介紹過了么 電流可以在其周圍形成磁場 是的 不錯(cuò) 這是電 和磁的關(guān)系的一個(gè)方面 那么反過來我問你如果磁場是變化的 會(huì)不會(huì)形成電流呢 這就是 這一章要告訴你的 首先看什么是電磁感應(yīng)呢 請(qǐng)打開教材看 277 頁圖 7 1 準(zhǔn)備好了么 圖 7 1 中左側(cè)是一個(gè)線路帶電源說明 K 閉合后能產(chǎn)生電流 右側(cè)是一個(gè) 閉合線路 沒有電源但有小磁針 線圈 A 與 B 同在鐵環(huán)上沒有接觸 當(dāng) K 關(guān)閉 打開時(shí) 線圈 A B 雖沒有接觸 但 B 中確有電流產(chǎn)生也就是 A 通過線圈可以在 B 中感應(yīng)出電流 這個(gè)現(xiàn)象就是電磁感應(yīng) 為什么會(huì)這樣呢 這是因?yàn)?A 線圈通電的時(shí)候 會(huì)產(chǎn)生磁場 該磁場會(huì)影響 B 線圈中磁通量 由于 B 圈 中磁通量的改變所以在 B 中生成電流 實(shí)質(zhì)是磁的改變可以形成電 那么所形成的電流大 小和方向如何確定呢 這是楞次定律和法拉弟電磁感應(yīng)定律解決的 word 文檔版免費(fèi)下載地址 財(cái)務(wù)管理學(xué) 工程經(jīng)濟(jì) 工程質(zhì)量管理 土木工程理論 工程造價(jià)與管理工程建設(shè)監(jiān)理概論 建設(shè)與房地產(chǎn)法規(guī) 施工組織與管理 等試題 資料下載地址 楞次定律確定感生電流的方向 法拉弟感應(yīng)定律確定電動(dòng)勢(shì)大小進(jìn)而確定感生電流的大 小 楞次定律 閉合回路中感應(yīng)電流的方向總是使得由它們所激發(fā)的磁場來阻礙引起感應(yīng)電 流的磁通量的變化 也就是說 假設(shè)處在磁場中的閉合回路 通過該閉合路的磁通量如果減少 這種改變導(dǎo) 致的感生電流的磁場的方向應(yīng)該阻礙這種減少 法拉弟電磁感應(yīng)定律 任一給定回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與穿過回路所圍面積的磁通 量變化率 成正比 閉合回路中磁場變化可以有兩種情況 一種是磁場本身沒有變化 而是導(dǎo)致閉合回路或 回路上一部分導(dǎo)體在磁場中移動(dòng)導(dǎo)致閉合回路磁通量變化 如 284 頁圖 7 6 ab 桿向左右滑 動(dòng) 閉合路就會(huì)有磁通量改變 另一種情況正好相反 閉合回路沒有變化 但是磁場發(fā)生變化 前者產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫動(dòng)生電動(dòng)勢(shì) 后者為感生電動(dòng)勢(shì) 對(duì)于動(dòng)生電動(dòng)勢(shì) 為 和 角度 關(guān)于動(dòng)生電動(dòng)勢(shì) 強(qiáng)調(diào)幾點(diǎn) 導(dǎo)體要切割磁力線 在磁場中任一段導(dǎo)體上都可形成動(dòng)生電動(dòng)勢(shì) 不一定要求導(dǎo)體必須是閉合回路 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的電能是由外力作功所消耗的機(jī)械能轉(zhuǎn)換而來的 感生電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算 因?yàn)樗呛痛艌龅淖兓嘘P(guān) 所以 下面我們介紹這一章的第二部分內(nèi)容 自感和互感以及磁場能量 什么是互感呢 想像一下有兩個(gè)線圈相鄰 假設(shè)兩個(gè)線圈中都通有隨時(shí)間變化的電流 我們?nèi)∑渲幸粋€(gè)分析 由于電流可以形成磁場 電流變化磁場也變化 又由于另一線圈在附 近 那么這種磁場變化會(huì)影響另一線圈并在其中形成感生電流 同樣另一線圈也會(huì)對(duì)該線圈 產(chǎn)生相同的作用 這種現(xiàn)象就是互感現(xiàn)象 和互感相關(guān)的一個(gè)重要物理量 互感系數(shù) 互感系數(shù)實(shí)質(zhì)是一個(gè)回路的電流為 1A 時(shí)在 另一個(gè)回路中的全磁通 互感現(xiàn)象 看圖 7 17 電路閉合時(shí) L 線圈因?yàn)橥婋娏鳟a(chǎn)生磁場而磁通量改變 形成感生電流 導(dǎo)致 燈亮 度大于 當(dāng)電路斷開時(shí) 看 298 頁圖 7 18 線圈 L 中同樣因磁通量變化而形成電動(dòng)勢(shì) 使 S 不立即熄滅 這就是自感現(xiàn)象 自感系數(shù)在數(shù)值上等于線圈中的電流為 1A 時(shí)通過線圈自身的全磁通 上述自感現(xiàn)象中 S 不立即熄滅 說明線圈給它提供了電能量 這個(gè)能量是以磁能的形 式儲(chǔ)存在線圈中的 其大小 前面電學(xué)中我們講過電容器是儲(chǔ)存電荷的器件 它具有一定能量 以電場能的形式貯存 上面的自感現(xiàn)象 表明磁場也是能量載體 磁場具有能量對(duì)于長直螺線管中磁場的能量 該公式對(duì)一般非均勻磁場也是適用的 關(guān)于第 5 節(jié)麥克斯韋電磁場理論簡介 請(qǐng)大家閱讀教材 有興趣同學(xué)請(qǐng)聽精講課件 注 意 要了解本節(jié)位移電流概念 P306 以上我們介紹了磁場相關(guān)的知識(shí) 下面我們介紹本章磁學(xué)的最后一個(gè)理論 磁介質(zhì)條件 下的安培環(huán)路定理 在電學(xué)那一章 我們介紹過安培環(huán)路定理 你們還記得么 不記得說明你不是很用功啊 記得 那很好 在草紙上寫一下 word 文檔版免費(fèi)下載地址 財(cái)務(wù)管理學(xué) 工程經(jīng)濟(jì) 工程質(zhì)量管理 土木工程理論 工程造價(jià)與管理工程建設(shè)監(jiān)理概論 建設(shè)與房地產(chǎn)法規(guī) 施工組織與管理 等試題 資料下載地址 靜電場的環(huán)路安培定理是指靜電場強(qiáng)的環(huán)流恒等于零 上式如果將 用磁場 替代 就涉及一個(gè)問題 是否也為零呢 實(shí)際情況表明 上述積分不為零 而是滿足 H 稱為磁場強(qiáng)度矢量 上述式子表達(dá)的物理意義 磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量沿任一閉合路徑的線積分等于該閉合路徑所包圍的傳導(dǎo)電流的代數(shù)和 這就是有介質(zhì)時(shí)的安培環(huán)路定理 傳導(dǎo)電流就是電荷定向移動(dòng)時(shí)形成的電流之所以稱之為傳導(dǎo)電流 為的是和磁化過程中 在磁介質(zhì)中形成的磁化電流也就是束縛電流相區(qū)分 因?yàn)榇呕娏魇遣荒軐?dǎo)出的 關(guān)于磁化 電流是教材 262 頁 一般了解 第四篇 振動(dòng) 波動(dòng) 波動(dòng)光學(xué) 4 1 機(jī)械振動(dòng)機(jī)械振動(dòng) 4 2 機(jī)械波機(jī)械波 4 3 波動(dòng)光學(xué)波動(dòng)光學(xué) 4 4 電磁振蕩和電磁波電磁振蕩和電磁波 這一篇你一定要搞明白波的概念 搞明白它就容易了 隨后你會(huì)發(fā)現(xiàn)這一篇原來這么簡 單 其次這一篇中另一個(gè)重要內(nèi)容是波的干涉及其條件 這兩部分是這一篇 8 9 10 章的 重點(diǎn) 這一篇的基本脈絡(luò)是 振動(dòng) 波 波和波關(guān)系指干涉 反射 折射等 特殊波 電磁波 其中振動(dòng)是波的起源 所以本篇從振動(dòng)開始 我們首先介紹機(jī)械振動(dòng)中的特殊振動(dòng) 簡諧振動(dòng) 最常見的諧振動(dòng)就是彈簧振子的振動(dòng) 所以 解的結(jié)果 上式表明 x 和 t 量的關(guān)系是余弦 or 正弦函數(shù)的關(guān)系 這種特征的運(yùn)動(dòng)叫簡諧運(yùn)動(dòng) 這是簡諧振動(dòng)的概念 關(guān)于諧振動(dòng)方程 中 A 稱之為振幅 為角頻率 T 為周期它和頻率互為倒數(shù) 固有角頻率 相位 為初相位 上式運(yùn)動(dòng)方程表明 為三個(gè)重要特征量 一個(gè)振動(dòng)方程 如果它們?nèi)齻€(gè)確定了 那么運(yùn)動(dòng)方程就確定了 那么 在初速度 初位移 確定后 如何求解呢 公式見教材或見本章節(jié)方框圖 第八章核心掌握上述內(nèi)容 實(shí)質(zhì)就是簡諧振動(dòng)的定義 彈簧振子在振動(dòng)過程中 在某一 點(diǎn)是存在動(dòng)能和勢(shì)能的 這在力學(xué)篇介紹彈簧力時(shí)也介紹過 那那么彈簧振子在振動(dòng)過程中 能量為多少呢 和哪些因素有關(guān)呢 假設(shè)運(yùn)動(dòng)方程為 勢(shì)能公式在力學(xué)篇介紹過 動(dòng)能則利用動(dòng)能定義 總機(jī)械能 表明 word 文檔版免費(fèi)下載地址 財(cái)務(wù)管理學(xué) 工程經(jīng)濟(jì) 工程質(zhì)量管理 土木工程理論 工程造價(jià)與管理工程建設(shè)監(jiān)理概論 建設(shè)與房地產(chǎn)法規(guī) 施工組織與管理 等試題 資料下載地址 總機(jī)械能與振幅平方正比 與振動(dòng)角頻率平方成正比 它是一個(gè)常量表明簡諧系統(tǒng)的機(jī) 械能守恒 關(guān)于簡諧振動(dòng)的合成 請(qǐng)同學(xué)閱讀教材 P336 頁 一質(zhì)點(diǎn)繞某一平衡點(diǎn)作簡諧振動(dòng) 將推動(dòng)質(zhì)點(diǎn)所在的媒質(zhì)的運(yùn)動(dòng) 最簡單的假設(shè)在空氣 中 質(zhì)點(diǎn)的反復(fù)振動(dòng)將使在它附近的空氣也和它一起伸長 壓縮 靠近振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的附近的媒 質(zhì)追隨振子的這種運(yùn)動(dòng)如果能在媒質(zhì)中連續(xù)傳遞下去 就形成波 自然界波很多 常見的熟 悉的比如聲波和水波 根據(jù)振動(dòng)源振動(dòng)類型 波可分為機(jī)械波 簡諧波 電磁波 從波的振動(dòng)方向和傳播方向的關(guān)系可將波分為橫波和縱波 和波相關(guān)的物理量主要有波 速 波長 波頻 波周期 波速 描述波傳播快慢的物理量 單位時(shí)間振動(dòng)狀態(tài)傳播的距離 波長指同一波上兩個(gè) 相鄰振動(dòng)步調(diào)相同點(diǎn)之間距離 波周期是指波傳遞一個(gè)波長的距離所需要的時(shí)間 波頻和波周期互為倒數(shù) 下面重點(diǎn)介紹幾種典型波 1 機(jī)械波 機(jī)械波簡單講就是機(jī)械振動(dòng)得到傳播而形成的 所以機(jī)械波形成必須具備兩 個(gè)條件 1 波源即振動(dòng)物體 2 能夠傳播振動(dòng)的介質(zhì) 2 簡諧波 簡諧振動(dòng)在介質(zhì)中傳播形成的波 其運(yùn)動(dòng)方程 相關(guān)等價(jià)的表達(dá)式見方框圖 注意要把它和振動(dòng)方程區(qū)別開 盡管形式相似但本質(zhì)不同 3 電磁波 參看方框圖 4 4 電磁波的振動(dòng)源是指某些電磁物理量 電磁強(qiáng)度 E 和磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 隨時(shí)間周期性變化 所形成的電磁振動(dòng) 能夠形成這種電磁振蕩的最基本電路就是 LC 回路見書 P394 圖 10 1 LC 回路的周期和頻率 這種由 LC 回路的產(chǎn)生的振蕩必須在媒質(zhì)中得到傳播才能形成電磁波 但 LC 振蕩電路 中 電場和磁場分別集中在電容器和線圈中 無法向周圍媒質(zhì)傳播 因此必須對(duì) LC 回路進(jìn) 行修改 使之能獲得能量傳播的振蕩源 這就需要解決三個(gè)問題 1 電源補(bǔ)充能量 2 振蕩頻率要高 3 開放電路 按照上述三方面的改進(jìn)后的 LC 電路稱為振蕩偶極子 即電磁波波源 形成的電磁波有什么特點(diǎn)呢 以及電磁波能量和相應(yīng)的電磁波波譜請(qǐng)大家參閱教材 P378 381 或者選擇本課程精講部分 上面我們講的波都是圍繞一列波而言的 事實(shí)上 經(jīng)常有以下的情況發(fā)生 往往幾列波 交叉重疊在一起 或者當(dāng)一列波從一種傳播媒質(zhì)進(jìn)入另外一種傳播媒質(zhì) 這種情況下會(huì)發(fā)生 什么呢 當(dāng)一列波從一種媒質(zhì)進(jìn)入另一種媒質(zhì)的時(shí)候 波常會(huì)發(fā)生反射和折射 這是我們比較熟 悉的 反射定律 折射定律以及相關(guān)定律 也和高中講的光的反射 折射定律一致 光本身 就是波 折射 反射現(xiàn)象可通過惠更斯原理加以解釋 下面我們重點(diǎn)來學(xué)習(xí)波的干涉 頻率相同 振動(dòng)方向相同 波源初相位差恒定或初相位差為零的兩個(gè) 或兩個(gè)以上 波 的疊加 在疊加區(qū)域內(nèi)某些地方的振動(dòng)始終加強(qiáng) 某些部位的振動(dòng)始終減弱 這種現(xiàn)象叫波 的干涉 一定要注意波只有滿足上述條件的兩列波才是相干波 這兩列波波源到某點(diǎn) P 處的振動(dòng)是振動(dòng)加強(qiáng)呢 還是振動(dòng)減弱呢 根據(jù)推導(dǎo) lt 見 365 頁 gt 知當(dāng)兩振動(dòng)在 P 點(diǎn)處的相位差為 的奇數(shù)倍時(shí) 合振幅最 小相消干涉 若為偶數(shù)倍則合振幅最大 相長干涉 word 文檔版免費(fèi)下載地址 財(cái)務(wù)管理學(xué) 工程經(jīng)濟(jì) 工程質(zhì)量管理 土木工程理論 工程造價(jià)與管理工程建設(shè)監(jiān)理概論 建設(shè)與房地產(chǎn)法規(guī) 施工組織與管理 等試題 資料下載地址 若二列波的初相位相同 則相長干涉的條件是兩列波從波原到 P 點(diǎn)傳播所經(jīng)過的路程 差即波程差為半波長的偶數(shù)倍或?yàn)榱?相消干涉時(shí) 波程差為半波長的奇數(shù)倍 這個(gè)結(jié)論很重要要掌握 兩個(gè)振幅相同的相干波 在同一直線上沿相反方向傳播就形成駐波 關(guān)于駐波要掌握波 節(jié) 波腹 以及駐波傳播的特點(diǎn) 第十一章波動(dòng)光學(xué)這一章實(shí)質(zhì)講的是光 從波的角度介紹光 前面講述波具有干涉 光 是電磁波 所以光具有波的一般屬性 光可以反射 折射 也可以干涉 反射 折射高中已 經(jīng)介紹過了 本章重點(diǎn)介紹光的干涉 并在此基礎(chǔ)上介紹光的衍射和光的編振現(xiàn)象 下面首 先介紹光的干涉 即楊氏雙縫干涉 將書翻到 385 頁 看教材圖 11 1 透過這個(gè)圖我們來 了解楊氏雙縫干涉試驗(yàn) 光波 S 發(fā)出光經(jīng)過 S1 S2 小狹縫時(shí) 根據(jù)惠更斯原理 S1 S2 可以作為子波源發(fā)射子 波 發(fā)出的子波同頻率 振動(dòng)方向相同 初相位差恒定 所以 S1 S2 為相干 因此在屏幕 上 將形成明暗干涉條紋 這就是非常有名的楊氏雙縫干涉試驗(yàn) 楊氏干涉試驗(yàn)如何量化呢 也就是說上述試驗(yàn)如果雙縫間距 d 雙縫到觀察屏的距離為 D 確定以后在屏上哪些地方可以觀察到明紋 哪些地方可以觀察暗紋 對(duì)應(yīng)的地方相對(duì)屏 上中心 O 的距離為多大呢 如何求解呢 首先讓我們回憶一下 我們?cè)谥v波干涉的時(shí)候相 消干涉和相長干涉和哪個(gè)物理量有關(guān)呢 光程差 or 相位差 因此只要求出 S1 S2 發(fā)出的光 波傳到屏幕所經(jīng)過的光程差 然后找出它和波長關(guān)系或者找出相位差與 2 間關(guān)系就可以了 因此楊氏雙縫試驗(yàn)中 干涉條件為 時(shí)為明條紋 各條明條紋到 O 點(diǎn)距離為 時(shí)出現(xiàn)暗條紋 各暗條紋到 O 點(diǎn)距離為 兩條相鄰明條紋 or 暗條紋之間的距離 在上述試驗(yàn)中 兩相干涉光都在同一介質(zhì)傳播 如果從 S1 S2 的光在到屏之前穿過不 同媒質(zhì)時(shí) S1 S2 在經(jīng)過不同媒質(zhì)時(shí) 將發(fā)生折射或反射 從而導(dǎo)致兩列光的光程差發(fā)生 改變進(jìn)而影響相位差 從而影響干涉條件 那么在這種情況下 其相應(yīng)的相位變化如何計(jì)算 呢 很簡單此時(shí)相位差 光程差 光程差就是兩列波的光程相減 光程 n 幾何路程 n 為折射率 光的干涉及其條件在上面我們?cè)敿?xì)討論了 這是本章節(jié)的一個(gè)重要內(nèi)容 下面我們就介 紹一下光的干涉的實(shí)際應(yīng)用 請(qǐng)參閱教材 397 頁到 399 頁 一定要閱讀 因?yàn)樯厦娴耐茖?dǎo)理 論如果你看懂了 那么閱讀這幾頁很容易 重要的是這幾個(gè)實(shí)例經(jīng)常出現(xiàn)在題中 你閱讀明 白以后 對(duì)出現(xiàn)的題就很容易看明白 當(dāng)然就容易求解了 我在教學(xué)中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)很多學(xué)生拿 來題就作 有的時(shí)候還沒看明白題是怎么個(gè)意思 建議在作題前你一定要先將題看明白 分 析好已知條件 求解條件 就容易解題了 下面我們來介紹光的第二個(gè)特征光的衍射 首先要明白光衍射的定義 先看教材 400 頁圖 11 14 S 光源發(fā)出的光經(jīng)孔 K 后投到 E 上 孔的大小和波長比擬 按理說光是直線傳播 應(yīng)該在 E 處形成一個(gè)和孔 K 大小相等的 光圓 但實(shí)際情況是除了在中心形成一個(gè)亮斑外 亮斑周圍也就是孔的邊緣地帶 是明暗條 紋 如圖 11 15 所示 這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明光傳播偏離了直線傳播 這種現(xiàn)象就是光的衍射 光的衍射理論上可以通過惠更斯 菲涅耳原理來解釋 他認(rèn)為波面上任一點(diǎn)都可看作是 新的振動(dòng)中心 由它們發(fā)出子波 在空間某一點(diǎn) P 的振動(dòng)是所有這些子波在該點(diǎn)的相干疊 加 word 文檔版免費(fèi)下載地址 財(cái)務(wù)管理學(xué) 工程經(jīng)濟(jì) 工程質(zhì)量管理 土木工程理論 工程造價(jià)與管理工程建設(shè)監(jiān)理概論 建設(shè)與房地產(chǎn)法規(guī) 施工組織與管理 等試題 資料下載地址 按照這個(gè)原理 在 400 頁圖上 S 發(fā)出光源經(jīng)過 K 孔 在孔處的波面處各點(diǎn)都是子波源 子波向各方向發(fā)射 必然要擴(kuò)展到孔所對(duì)應(yīng)的幾何形區(qū)外面 形成的子波之間相干就形成了 明暗條紋 也就是說明暗條紋的形成和干涉有關(guān) 如此 我們就可以量化衍射現(xiàn)象了 由于 干涉和半波長有關(guān) 那么我們就將孔處波面分成許多等面積的帶 并使相鄰任何對(duì)應(yīng)點(diǎn)發(fā)出 的光到屏上對(duì)應(yīng)點(diǎn)的光程差為半個(gè)波長 這樣的帶我們稱之為半波帶 半波帶處不容易理解 請(qǐng)大家仔細(xì)聽 參考 402 頁圖 11 18 若 P 點(diǎn)在屏上的位置不同 則衍射角不同 由此單縫處波面被分成半波帶數(shù)目不同 半波帶的個(gè)數(shù)完全取絕于衍射光中兩邊緣光線的光程差 當(dāng)它滿足半波長的偶數(shù)倍時(shí)相消干 涉 即 當(dāng)它為波長的奇數(shù)倍時(shí)相長干涉 即 在單縫衍射衍射光譜中 光強(qiáng)分布并不均勻 中央明紋光強(qiáng)最大 而兩側(cè)明紋光強(qiáng)依次 減少 中央明紋在屏上線寬度 能讓光發(fā)生衍射的器件叫光柵 觀察 409 頁圖 11 23 要明白 a b d 三者關(guān)系 光柵 衍射條件 亦即光柵公式 光的衍射重要應(yīng)用一般應(yīng)用于光學(xué)儀器 關(guān)于這部分請(qǐng)閱讀教材 405 頁到 407 掌握瑞 利判據(jù) 分辨率定義 知道分辨率是評(píng)定光學(xué)儀器質(zhì)量的一個(gè)指標(biāo) 其實(shí)質(zhì)是指能夠分得清 的兩個(gè)物點(diǎn)之間的最小距離 下面我們介紹光的第三個(gè)特征 光的偏振 這部分要求我們要掌握兩個(gè)定律和一個(gè)基本 定義 一個(gè)定義是指什么是光的偏振 光的偏振是指光矢量在垂直于光傳播方向的平面上只沿某一固定方向振動(dòng) 這就是光的 偏振 光的偏振證明了光是橫波 兩個(gè)定律是指馬呂斯定律和布儒斯特定律 馬呂斯定律講的是 強(qiáng)度 I0 的偏振光 通過檢偏器后強(qiáng)度變?yōu)?x 為起偏器和檢偏器 偏振儀方向的夾角 布儒斯特定律是指一束光從一媒質(zhì)進(jìn)入另一同性媒質(zhì)時(shí)發(fā)生反射和折射 當(dāng)入射角 i 滿 足 為相對(duì)折射率 反射光為完全偏振光 折射光為部分偏振光 為布儒斯特角 本篇典型習(xí)題本篇典型習(xí)題 1 一質(zhì)點(diǎn)同時(shí)參與同方向同頻率的兩個(gè)振動(dòng) 求合振動(dòng)的振幅和初相位 2 設(shè)有一平面簡諧波 求此波長 振幅 頻率以及 x 0 10m 處振動(dòng)初相位 3 設(shè)一簡諧振動(dòng)方程 求 1 振動(dòng)振幅 頻率 初相 2 t 2s 時(shí)的位移 速度 第五篇第五篇 近代物理基礎(chǔ)近代物理基礎(chǔ) 5 1 狹義相對(duì)論狹義相對(duì)論 5 2 1 波粒二象性波粒二象性 5 2 2 氫光譜氫光譜 5 2 3 不確定關(guān)系不確定關(guān)系 word 文檔版免費(fèi)下載地址 財(cái)務(wù)管理學(xué) 工程經(jīng)濟(jì) 工程質(zhì)量管理 土木工程理論 工程造價(jià)與管理工程建設(shè)監(jiān)理概論 建設(shè)與房地產(chǎn)法規(guī) 施工組織與管理 等試題 資料下載地址 請(qǐng)看 P466 頁測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系式 首先我們介紹狹義相對(duì)論 提起物理學(xué) 很多人就會(huì)想起狹義相對(duì)論 狹義相對(duì)論講什 么大家并不