大學(xué)物理總復(fù)習(xí)

一.平衡態(tài)定義：在不受外界影響的條件下,對一個(gè)孤立系統(tǒng),經(jīng)過足夠長的時(shí)間后系統(tǒng)達(dá)到一個(gè)宏觀性質(zhì)不隨時(shí)間變化的狀態(tài).第十一章氣體動(dòng)理論二.準(zhǔn)靜態(tài)過程:每一微小過程均是平衡過程三.理想氣體狀態(tài)方程:

分子數(shù)密度

玻耳茲曼常數(shù)P-V

圖通常還畫P-T、P-VT-V、T–E圖PVPV圖上一個(gè)點(diǎn)代表一個(gè)平衡態(tài)一條線代表一個(gè)準(zhǔn)靜態(tài)過程四.理想氣體的微觀模型1.質(zhì)點(diǎn)3.除碰撞外，分子間無相互作用:f=02.完全彈性碰撞此外，重力可忽略!五.兩條統(tǒng)計(jì)假設(shè)1.分子在各處分布的等概率假設(shè)無外場時(shí)，分子在各處出現(xiàn)的概率相同。結(jié)果：即平衡態(tài)時(shí)，分子數(shù)密度處處相同?；蛘哒f,處于平衡態(tài)，容器中任一處氣體分子的數(shù)密度不比其它處占優(yōu)。2.分子速度分布的等概率假設(shè)

速度取向各方向等概率,即氣體分子沿任一方向的運(yùn)動(dòng)不比其它方向占優(yōu).結(jié)果：六.氣體分子運(yùn)動(dòng)論的壓強(qiáng)公式

壓強(qiáng)：大量分子碰撞單位面積器壁時(shí)，在垂直器壁方向上的平均作用力.系統(tǒng)：理想氣體平衡態(tài)忽略重力.分子的平均平動(dòng)動(dòng)能與分子種類無關(guān)七.溫度的統(tǒng)計(jì)意義

1.溫度是大量分子的集體行為。是統(tǒng)計(jì)的結(jié)果

(N--數(shù)目少無意義)2.物理意義溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度的量度。單原子分子雙原子分子多原子分子理想氣體分子為剛性分子八.氣體分子自由度九.能量按自由度均分原理表述:在溫度為T的平衡態(tài)下,物質(zhì)(汽液固)分子每個(gè)自由度具有相同的平均動(dòng)能由能均分原理可得：平衡態(tài)下

每個(gè)分子的平均動(dòng)能

每個(gè)分子的總平均能量理想氣體為剛性分子的平均能量只包括平均動(dòng)能

十.理想氣體的內(nèi)能內(nèi)能定義:系統(tǒng)內(nèi),所有分子平均動(dòng)能和分子間作用的平均勢能之總合。對于理想氣體分子間作用力所以分子間作用勢能之和為零內(nèi)能為

常溫下ν

mol理想氣體的內(nèi)能單位速率間隔內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比間隔內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比分子速率在附近分子速率在1）f(v)的意義十一.麥克斯韋速率分布函數(shù)f(v)

間隔內(nèi)的分子數(shù)分子速率在歸一性質(zhì)2）f(v)的性質(zhì)o曲線下面積恒為13)

三種速率f(v)v十二.氣體分子的平均自由程和平均碰撞頻率理論公式表明，溫度一定時(shí)一.熱力學(xué)第一定律若加一些條件若為準(zhǔn)靜態(tài)若為理想氣體若理氣準(zhǔn)靜態(tài)適用一切過程一切系統(tǒng)初末態(tài)是平衡態(tài)第十二章過程特征過程方程吸收熱量對外做功內(nèi)能增量等體等壓等溫二.理想氣體在各種過程中的重要公式過程特征過程方程吸收熱量對外做功內(nèi)能增量絕熱有關(guān)公式單原子分子雙原子分子多原子分子(1).熱機(jī)循環(huán)目的：吸熱對外作功1)PV

圖正2)熱流圖高溫?zé)嵩吹蜏責(zé)嵩?)指標(biāo)-效率(2).制冷循環(huán)目的：通過外界作功從低溫?zé)嵩次鼰?)

PV

圖逆2)熱流圖高溫低溫3)制冷系數(shù)><三.循環(huán)過程四.卡諾循環(huán)只與兩個(gè)恒溫?zé)嵩唇粨Q能量的無摩擦的準(zhǔn)靜態(tài)循環(huán)過程.PV圖過程由兩條絕熱線和兩條等溫線組成卡諾熱機(jī)效率卡諾制冷機(jī)制冷系數(shù)五.卡諾定理(1)在相同的熱源和相同的低溫?zé)嵩粗g工作的一切可逆熱機(jī),不論用什么工質(zhì),其效率均相等:(2)在相同的熱源和相同的低溫?zé)嵩粗g工作的一切不可逆熱機(jī),不論用什么工質(zhì),其效率不可能大于可逆熱機(jī)的效率.即六.熱力學(xué)第二定律的宏觀表述1.克勞修斯(Clisuis)表述：熱量不能自動(dòng)地從低溫物體傳向高溫物體。2.開爾文（Kelvin)表述：其唯一效果是熱全部轉(zhuǎn)變成功的過程是不可能發(fā)生的(或第二類永動(dòng)機(jī)是不可能造成的；或單熱源熱機(jī)是不可能造成的。)(制冷機(jī))(熱機(jī))一、簡諧振動(dòng)1.特征方程2.位移3.速度4.加速度第十三章5.旋轉(zhuǎn)矢量6.振幅和初相的確定稱為初始條件7.簡諧振動(dòng)的能量簡諧振動(dòng)系統(tǒng)在振動(dòng)過程中總機(jī)械能是守恒的.以彈簧振子為例:振子質(zhì)量為,勁度系數(shù)為(1)動(dòng)能:(2)勢能:(3)總能:二、振動(dòng)的合成1.同頻、同方向振動(dòng)合成矢量圖解法討論：t=0時(shí)旋轉(zhuǎn)矢量圖同相在一般情況下，

求解同頻率,同方向諧振動(dòng)合成問題,利用t=0時(shí)刻的旋轉(zhuǎn)矢量圖求解較為方便。t=0時(shí)旋轉(zhuǎn)矢量圖反相2.兩頻率相近的同方向振動(dòng)的疊加——拍同相情況反相情況3.同頻垂直振動(dòng)一般情況軌道為橢圓.4.不同頻率垂直振動(dòng)的合成——利薩如圖一、波動(dòng)——振動(dòng)的傳播1.波動(dòng)形成的條件----波源與媒質(zhì)(介質(zhì))2.描述波動(dòng)性的幾個(gè)物理量頻率：波的頻率就是波源的振動(dòng)頻率。周期T：振動(dòng)相位增加2所需要的時(shí)間。圓頻率：單位時(shí)間內(nèi)振動(dòng)相位的增加。波長：一個(gè)周期內(nèi)振動(dòng)狀態(tài)傳播的距離?；蛘哒f，同一波線上相位差為的兩點(diǎn)間的距離。相速(波速)u：振動(dòng)狀態(tài)傳播的速度。第十四章3.平面簡諧波

取負(fù)號朝+x方向傳播；取正號朝-x方向傳播。沿傳播方向看去，相位逐點(diǎn)落后。同一波線上相距的兩點(diǎn)相位差：

質(zhì)元dm的總機(jī)械能為：二、波的能量一維簡諧波表達(dá)式為：波的能量密度:波的平均能量密度：

兩相干波在交疊區(qū)有些地方振動(dòng)加強(qiáng)，有些地方振動(dòng)減弱的現(xiàn)象稱為波的干涉。1.波的干涉

頻率相同、振動(dòng)方向相同、有固定相位差的兩個(gè)波源發(fā)出的簡諧波稱之為相干波。(1).相干波(2).波的干涉(相干波的疊加)

兩列波相互獨(dú)立傳播,在兩波相遇處質(zhì)元的位移為各列波單獨(dú)傳播時(shí)在該處引起的位移的矢量和.即為各列波在該處引起振動(dòng)的合成.三、波的疊加原理3.干涉加強(qiáng)與減弱的條件:一般情況，Δ任意則是波從兩波源到P點(diǎn)的傳播路程之差，稱為波程差。在這種情況下，相長或相消干涉的條件為（1）在Δr=kλ（k=0,1,2···)處,相長干涉（k=0,1,2···)處,相消干涉（2）在（2）在駐波中，能量不斷由波節(jié)附近逐漸集中到波腹附近，再由波腹附近逐漸集中到波節(jié)附近，但始終只發(fā)生在相鄰的波節(jié)和波腹之間；在駐波中不斷進(jìn)行著動(dòng)能和勢能之間的相互轉(zhuǎn)換，以及在波節(jié)和波腹之間的不斷轉(zhuǎn)移，然而在駐波中卻沒有能量的定向傳遞。（1）在駐波中，各質(zhì)點(diǎn)的振幅各不相同，振幅最大的點(diǎn)稱為波腹，振幅最小的點(diǎn)稱為波節(jié)。

4.駐波:駐波是由振幅相同，傳播方向相反的兩列相干波疊加而成，它是一種特殊的干涉現(xiàn)象。※

駐波的特點(diǎn)

（3）兩相鄰波節(jié)之間的各質(zhì)元具有相同的相位，它們同時(shí)達(dá)到各自的最大值，又同時(shí)達(dá)到各自的最小值；而每一波節(jié)兩側(cè)各質(zhì)元的振動(dòng)相位相反。即:相鄰波節(jié)之間同相位，波節(jié)兩側(cè)反相位。全波反射：反射波的相位與入射波相同。半波反射：反射波的相位與入射波相反?！锕獾母缮娴谑逭乱?、光程和光程差1.光程:光在折射率為n的介質(zhì)中走過的路程r與折射率n的乘積nr.2.光程差:兩束光的光程之差二、光的干涉

1.相干光和相干條件若兩列光波為同頻率、同振動(dòng)方向、周相差恒定，則這兩列光波為相干光。這是出現(xiàn)干涉現(xiàn)象的必要條件稱之為相干條件。2.取得相干光的方法通常有：分波前法和分振幅法同初相位的相干光源三、楊氏干涉（分波前干涉）1.條紋中心4.相位差和光程差之間的關(guān)系λ為光在真空中的波長明紋暗紋3.干涉加強(qiáng)與減弱條件2.條紋的間隔四、薄膜干涉（分振幅干涉）☆出現(xiàn)奇數(shù)次半波損失出現(xiàn)偶數(shù)次半波損失1.等傾干涉明紋暗紋l2.等厚干涉明紋暗紋

條紋特點(diǎn):

僅由等厚線決定，等厚條紋正是由此而得名。①劈尖干涉明紋暗紋相鄰兩條明紋之間的厚度差：相鄰兩條明紋之間的距離：對于空氣劈尖,注意：研究干涉的重點(diǎn)是光程差δ的分析。分析光程差δ時(shí)一定要注意半波損失是否存在。②牛頓環(huán)明環(huán)半徑暗環(huán)半徑明環(huán)半徑暗環(huán)半徑空氣牛頓環(huán),一、單縫夫瑯禾費(fèi)衍射★光的衍射注意：中央明紋暗紋明紋中央明紋范圍：中央明紋的角寬與線寬

角寬指該亮紋兩側(cè)的相鄰兩個(gè)暗紋中心對透鏡光心所張的角度。中央明紋的角寬度:中央明紋的線寬度:

相鄰兩衍射條紋間距條紋在接收屏上的位置暗紋中心明紋中心★k級明紋寬度:介于k級和(k+1)暗紋之間.k級明紋的角寬度:k級明紋的線寬度:即其它各級明條紋的寬度為中央明條紋寬度的一半。二、圓孔的夫瑯禾費(fèi)衍射艾里斑半角寬度:三、光柵衍射光柵方程：光學(xué)儀器的最小分辨角:光學(xué)儀器的分辨率(分辨本領(lǐng))R:缺級：k級主極大缺級光柵常數(shù):a為透光部分b為不透光部分主極大明紋最高級數(shù)起偏和檢偏線偏振光光的偏振自然光線偏振光線偏振光PA起偏振器BP檢偏振器透振方向透振方向入射自然光光強(qiáng)sI出射線偏振光光強(qiáng)I02sIsII0I0入射線偏振光光強(qiáng)I0I起偏振過程（起偏）出射線偏振光光強(qiáng)I??檢偏振過程（檢偏）馬呂斯定律0Icosθ2IAABBθOEEE矢量能通過BP