一級(jí)注冊(cè)基礎(chǔ)課,物理

----考前輔導(dǎo)(短課)考試大綱熱學(xué)氣體動(dòng)理論熱力學(xué)波動(dòng)學(xué)光學(xué)（波動(dòng)光學(xué)）注冊(cè)工程師執(zhí)業(yè)資格考試普通物理1一、理想氣體1．狀態(tài)參量質(zhì)量m[kg]M摩爾質(zhì)量壓強(qiáng)

P[Pa---帕斯卡]體積V

溫度

T或第一部分氣體動(dòng)理論2、一定量理想氣體狀態(tài)方程表達(dá)式1：普適氣體常量表達(dá)式2：表達(dá)式3：分子數(shù)密度二、宏觀量的微觀本質(zhì)1、壓強(qiáng)分子數(shù)密度分子平均平動(dòng)動(dòng)能宏觀量微觀量2、溫度T宏觀量微觀量溫度唯一地與分子平均平動(dòng)動(dòng)能相聯(lián)系3、內(nèi)能：氣體中所有分子動(dòng)能的總和單原子氣體----所有分子平動(dòng)動(dòng)能的總和一定質(zhì)量理想氣體（剛性分子）的內(nèi)能為自由度多原子氣體----所有分子平動(dòng)動(dòng)能

+轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能的總和理想氣體內(nèi)能僅與溫度有關(guān)若氣體給定,則確定自由度:平動(dòng)自由度

轉(zhuǎn)動(dòng)自由度總自由度單原子分子雙原子分子確定一個(gè)物體的空間位置所需要的獨(dú)立坐標(biāo)數(shù)目。以記之。多原子分子（三原子以上）（只考慮剛性氣體分子）例1兩種理想氣體的溫度相等，則它們的①分子的平均動(dòng)能相等。②分子的平均轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能相等。③分子的平均平動(dòng)動(dòng)能相等。④內(nèi)能相等以上論斷中，正確的是A.①②③④B.①②④C.①④D.③答：D平均動(dòng)能=平均平動(dòng)動(dòng)能+平均轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能例2答：A

壓強(qiáng)為ｐ、體積為Ｖ的氦氣（視為剛性分子理想氣體）的內(nèi)能為：（Ｃ）ｐＶ．（Ｄ）3ｐＶ．

（Ａ）ｐＶ．（Ｂ）ｐＶ．1、分子的速率分布律平衡態(tài)下的氣體系統(tǒng)中，分子速率為隨機(jī)變量?？梢匀∪魏慰梢匀〉闹?。三、分子運(yùn)動(dòng)的微觀統(tǒng)計(jì)規(guī)律但分子的速率分布，卻是有規(guī)律的。表示在一定的溫度下，速率在100m/s~200m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比多次統(tǒng)計(jì)，此百分比不變概率密度百分率=概率12

速率100m/s（1）任一小段曲線下面積（2）曲線下總面積1分子出現(xiàn)在區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)與總分子數(shù)的百分比分子速率分布函數(shù)2.三種速率統(tǒng)計(jì)值(1)最可幾速率（最概然速率）在一定溫度下，氣體分子最可能具有的速率值。分子分布在附近的概率最大。(2)平均速率:大量分子速率的算術(shù)平均值(3)方均根速率(4)平均碰撞次數(shù)平均自由程都與成正比，與成反比例3在恒定不變的壓強(qiáng)下，氣體分子的平均碰撞頻率與溫度T的關(guān)系是()

與T無(wú)關(guān)B.與

成正比C.與成反比D.與T

成正比C3.分布曲線與溫度的關(guān)系溫度越高，分布曲線中的最概然速率增大，但歸一化條件要求曲線下總面積不變，因此分布曲線寬度增大，高度降低。T2T1答：（E）f(v)v02000例4(A)2000m/s(B)1500m/s(C)1000m/s(D)800m/s(E)500m/s氫氣和氧氣在同一溫度下的麥克司韋曲線如圖，氧氣分子的最最概然速率為第二部分熱力學(xué)（2）等壓過程（1）等體過程PVpVPV（4）絕熱過程

（3）等溫過程PV112p.VV.PVO熱力學(xué)第一定律在三個(gè)等值過程及絕熱過程中的應(yīng)用過程狀態(tài)變化特征能量關(guān)系特征等容等壓等溫絕熱普遍公式特殊公式P,V,T均變例1有兩個(gè)相同的容器，一個(gè)盛有氦氣，另一個(gè)(A)9J(B)15J(C)18J(D)6J盛有氧氣（視為剛性分子）開始它們的壓強(qiáng)和溫度都相同，現(xiàn)將９Ｊ的熱量傳給氦氣，使之升高一定的溫度，如果使氧氣也升高同樣的溫度，則應(yīng)向氧氣傳遞熱量是“９Ｊ的熱量傳給氦氣”是什么過程？絕熱等溫等壓等容答：B循環(huán)過程：系統(tǒng)經(jīng)歷一系列變化后又回到初始狀態(tài)的整個(gè)過程叫循環(huán)過程，簡(jiǎn)稱循環(huán)。1、循環(huán)過程的特點(diǎn)：（2）P-V圖上為一條閉合曲線（1）系統(tǒng)循環(huán)一周，內(nèi)能不變E=0熱機(jī)----正循環(huán)----順時(shí)針致冷機(jī)----逆循環(huán)----逆時(shí)針PVabcd正PVabcd逆2熱機(jī)效率：（3）循環(huán)曲線包圍的面積由兩等溫過程和兩絕熱過程組成其熱機(jī)效率為4卡諾循環(huán)0T12T絕熱線VP3制冷系數(shù)：其制冷系數(shù)為c提示：畫P-V圖<0(A)ba（B）氣體對(duì)外界凈作的功為正值。（C）氣體從外界凈吸的熱量為正值．（D）氣體內(nèi)能減少．（A）氣體從外界凈吸的熱量為負(fù)值．回到起始狀態(tài)．則在此循環(huán)過程中例2一定量的理想氣體，起始溫度為Ｔ，體積為Ｖ．后經(jīng)歷絕熱過程，體積變?yōu)椋玻郑俳?jīng)過等壓過程，溫度回升到起始溫度．最后再經(jīng)過等溫過程V2V?PV熱力學(xué)第二定律（1）表述之一：不可能制成一種循環(huán)動(dòng)作的熱機(jī)，，只從單一熱源吸取能量，使它完全變成有用功，而不產(chǎn)生其它影響。（開爾文表述）等溫過程可使吸的熱全部用來對(duì)外作功,但它不是循環(huán)過程.注意（2）表述之二：熱量不可能自發(fā)地由低溫物體傳到高溫物體。（克勞修斯表述）借助于致冷機(jī)當(dāng)然可以把熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，但要以外界作功為代價(jià)。注意問題：熱機(jī)效率可否等于1即熱力學(xué)第二定律的重大意義（1）熱機(jī)（2）第二類永動(dòng)機(jī)不可能（3）揭示了自然界一條重要規(guī)律：即含熱現(xiàn)象的過程是不可逆的。某些過程只能沿單一方向進(jìn)行。氣體的自由膨脹是不可逆的經(jīng)驗(yàn)和事實(shí)表明，自然界自發(fā)進(jìn)行的過程都是不可逆的。人的生命過程是不可逆的。.......................................................................................................頻率.波長(zhǎng).波速頻率:即波源的頻率波長(zhǎng):振動(dòng)在一個(gè)相鄰兩同相點(diǎn)之間的距離周期內(nèi)傳播的距離波速u:取決于媒質(zhì)的性質(zhì)三者關(guān)系:描述波的特征量第三部分機(jī)械波動(dòng)1.表達(dá)式一（波沿X正向傳播）Ｏ處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方程為Ｏ振動(dòng)了t秒，Ｘ處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)了從Ｏ傳到Ｘ，需時(shí)X處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方程為uoxy波動(dòng)方程平面諧波的波動(dòng)方程符號(hào)規(guī)定—質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)偏離平衡位置的位移—y振動(dòng)向前傳播的距離

—x另一形式uoxy2.表達(dá)式二（波沿X負(fù)向傳播）波的能量1）在波動(dòng)的傳播過程中，任意時(shí)刻的動(dòng)能和勢(shì)能不僅大小相等而且相位相同，同時(shí)達(dá)到最大，同時(shí)等于零。2）在波傳播過程中，任意體積元的波能量不守恒。3）任一體積元的波能量在一周期內(nèi)“吞吐”（吸收放出）兩次，這正是傳播能量的表現(xiàn)。能量密度:單位體積內(nèi)的能量稱為能量密度平均能量密度:能量密度在一個(gè)周期內(nèi)的平均值.能流密度:單位時(shí)間內(nèi)通過垂直于波動(dòng)傳播方向上單位面積的平均能量，叫做波的平均能流密度,

也稱之為波的強(qiáng)度.例一平面簡(jiǎn)諧波在彈性媒質(zhì)中傳播，在某瞬時(shí)，媒質(zhì)中一質(zhì)元正處于平衡位置，此時(shí)它的能量是（A）動(dòng)能為零，勢(shì)能最大。（B）動(dòng)能為零，勢(shì)能為零。（C）動(dòng)能最大，勢(shì)能最大。（D）動(dòng)能最大，勢(shì)能為零。答（C）動(dòng)能為零勢(shì)能為零波的干涉1、波的干涉現(xiàn)象幾列相干波在媒質(zhì)中傳播，空間各點(diǎn)有的振幅始終最大，有的振幅始終最小，此稱為干涉相干波源：頻率相同、振動(dòng)方向相同、相位差恒定2、干涉加強(qiáng)或減弱的條件傳播到P點(diǎn)引起的振動(dòng)分別為：S1、S2發(fā)出的簡(jiǎn)諧波在空間p點(diǎn)相遇合成振動(dòng)為：干涉極大極小所滿足的的條件：說明：①稱為波程差②干涉極大點(diǎn)、極小點(diǎn)不止一個(gè)。③干涉極大點(diǎn)、極小點(diǎn)應(yīng)滿足上述條件式—隱函數(shù)式中干涉極大干涉極?、懿ǖ膹?qiáng)度駐波特征：無(wú)行走之波形兩波節(jié)之間的點(diǎn)相位相同3.波節(jié)波腹波節(jié)X=0聲波、聲強(qiáng)級(jí)2聲強(qiáng)就是聲波的能流密度1聲波（20-20000Hz）3聲強(qiáng)級(jí)我們把正常人能聽到的最低聲強(qiáng)作為測(cè)定聲強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)，用I0表示，聲強(qiáng)級(jí)IL定義為：1貝爾=10分貝多普勒效應(yīng)遠(yuǎn)離取負(fù)號(hào)遠(yuǎn)離取正號(hào)波源向著觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí)前取負(fù)號(hào)觀察者向著聲源運(yùn)動(dòng)時(shí)前取正號(hào)光在真空中的傳播速度：光在介質(zhì)中的傳播速度：光在介質(zhì)中的波長(zhǎng)：光在介質(zhì)中傳播幾何路程r位相改變第四部分波動(dòng)光學(xué)Ⅰ---光的干涉均勻介質(zhì)光程可認(rèn)為是在相同時(shí)間內(nèi)，光在真空中通過的路程。光程差=(n2r2-n1r1)兩同相的相干光源發(fā)出的兩相干光束，干涉條紋明暗條件由光程差確定K=2x中央明紋K=－2Dd中垂面實(shí)例

雙縫薄膜、劈尖1.雙縫pS

*考察O處零級(jí)明紋遮蓋前,光程差遮蓋后光程故,這時(shí)的零級(jí)明紋(遮蓋后)應(yīng)向上移.答:C例:在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,用透明的云母片遮蓋上面一條縫,則(A)干涉圖樣不變.(B)干涉圖樣下移.(C)干涉圖樣上移.(D)不產(chǎn)生干涉條紋.O垂直入射e122.薄膜干涉垂直入射時(shí)光線1與光線2的光程差為半波損失例一束波長(zhǎng)為的單色光由空氣入到折射率為n的透明薄膜上,薄膜在空氣中,要使反射光得到加強(qiáng),則薄膜的最小厚度為+01膜光疏光疏光密2K=1答:B23.劈尖干涉（劈形膜）夾角很小的兩個(gè)平面所構(gòu)成的薄膜空氣劈尖平行單色光垂直照射空氣劈尖上，上、下表面的反射光將產(chǎn)生干涉，厚度為e

處，兩相干光的光程差為干涉條件說明(1)用e指示條紋位置(2)劈尖相當(dāng)于厚度呈線性變化的薄膜(3)對(duì)于同一級(jí)干涉條紋，具有相同的介質(zhì)厚度。不取02.任意相鄰明條紋(或暗條紋)之間的距離l明紋暗紋例若劈尖的上表面向上平移，干涉條紋怎樣變化？（A）各級(jí)條紋向左移，條紋間距不變。（B）各級(jí)條紋向右移，條紋間距不變。（C）各級(jí)條紋向左移，條紋間距變大。（D）各級(jí)條紋向右移，條紋間距變小。提示：同一級(jí)干涉條紋，具有相同的介質(zhì)厚度。間距答（A）干涉條紋移動(dòng)數(shù)目4邁克耳孫干涉儀移動(dòng)距離移動(dòng)反射鏡例若在邁克爾干涉儀的可動(dòng)反射鏡M移動(dòng)0.620mm

過程中，觀察到干涉條紋移動(dòng)了2300條，則所用光的波長(zhǎng)為：（）

A.269nmB.539nmC.2690nmD.5390nmB一.單縫夫瑯和費(fèi)衍射S屏幕Ⅱ--光的衍射

光在傳播過程中遇到障礙物，能夠繞過障礙物的邊緣前進(jìn)這種偏離直線傳播的現(xiàn)象稱為光的衍射現(xiàn)象。菲涅耳半波帶AAABa12A3PC奇數(shù)偶數(shù)半波帶例在單縫夫瑯和費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中,若將縫寬縮小一半,原來第三級(jí)暗紋處將是(A)第一級(jí)明紋(B)第一級(jí)暗紋

(C)第二級(jí)明紋

(D)第二級(jí)暗紋

解:原來第三級(jí)暗紋縮小一半K=1答：Ａ瑞利判據(jù)：如果一個(gè)點(diǎn)光源的衍射圖象的中央最亮處剛好與另一個(gè)點(diǎn)光源的衍射圖象第一個(gè)最暗處相重合，認(rèn)為這兩個(gè)點(diǎn)光源恰好能為這一光學(xué)儀器所分辨。φδ恰能分辨能分辨不能分辨二光學(xué)儀器的分辨率s1s200D**最小分辨角為：

在恰能分辨時(shí)，兩個(gè)點(diǎn)光源在透鏡前所張的角度，稱為最小分辨角0。最小分辨角的倒數(shù)稱為光學(xué)儀器的分辨率X射線衍射-布拉格公式三光柵衍射d=a+b()ab+光柵常數(shù)105106~m~~()ab+sin相鄰兩縫光線的光程差abxf0屏a縫寬b不透光部分寬度

ab+

()absin

+衍射角(a+b)sin

=k

k=0,±1,±2,···光柵公式解：光柵常數(shù)可觀察到的最大級(jí)次應(yīng)滿足由可知，例用每厘米有5000條刻痕的透射光柵，觀察鈉光譜線（590nm)，當(dāng)光線垂直入射時(shí)，最多能看到第幾級(jí)條紋？最多能看到第3級(jí)條紋⑶部分偏振光的表示法：⑵自然光的表示法：⑴線偏振光的表示法：光振動(dòng)垂直板面光振動(dòng)平行板面平面偏振光，全偏振光平行板面的光振動(dòng)較強(qiáng)垂直板面的光振動(dòng)較強(qiáng)Ⅲ光的偏振透過偏振片的偏振現(xiàn)象1.某些物質(zhì)制成的透明薄片（硫酸金雞鈉堿），只允許一個(gè)方向的光振動(dòng)通過，稱為偏振片。2.偏振化方向：允許光振動(dòng)通過的方向自然光偏振片線偏振光偏振化方向偏振片3.偏振光的起偏和檢偏起偏：使自然光（或非偏振光）變成線偏振光的過程。檢偏：檢查入射光的偏振性。I=04.馬呂斯定律---線偏振光的振動(dòng)方向與檢偏器的偏振化方向之間的夾角注意(1).式中不是自然光的光強(qiáng)，而是入射到偏振片上偏振光的光強(qiáng)。馬呂斯定律(3)自然光通過偏振片后光強(qiáng)減半(2)兩偏振片的偏振化方向平行時(shí)光強(qiáng)最大兩偏振片的偏振化方向相互垂直光強(qiáng)為零即即自然光偏振片反射和折射光的偏振反射和折射過程會(huì)使入射的自然光一定程度的偏振化自然光部分偏振光部分偏振光起偏振角布儒斯特角

反射光的偏振化程度和入射角有關(guān)，當(dāng)入射角這時(shí)反射光成為線偏振光。等于某一特定值時(shí)，此即布儒斯特定律自然光部分偏振光0i線偏