2023年自考物理工教材公式知識(shí)點(diǎn)串講

目錄:第一部分：教材公式第二部分:教材知識(shí)點(diǎn)串講第一部分:教材公式質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)和牛頓運(yùn)動(dòng)定p6(瞬時(shí)速度）p7(瞬時(shí)加速度)P１1（圓周加速度）（圓周加速度)P1２（角速度）(圓周運(yùn)動(dòng)速率）P１3(圓周運(yùn)動(dòng)的法向加速度）P１6(萬有引力定律）P17(最大靜摩擦力）（滑動(dòng)摩擦力)第二章守恒定律P26(沖量)P27(平均沖力）P３0（質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理)動(dòng)量守恒定律：若在一定的過程中所受外力之矢量和等于零或完全不受外力。P3３(角動(dòng)量)Ｍ=r*Fsin(力矩＝力臂*力)P3５(角沖量)Ｐ38P39（功率)P40（質(zhì)點(diǎn)的能動(dòng)定理）(彈性力做功)P44（重力勢(shì)能)P４５（彈性勢(shì)能）P47（質(zhì)點(diǎn)系的功能原理)(轉(zhuǎn)動(dòng)慣量)(圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)慣量）（角動(dòng)量=轉(zhuǎn)動(dòng)慣量＊角速度）（角沖量,上式角動(dòng)量定理)(剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角動(dòng)量守恒定律:合外力矩M為0，第三章氣體動(dòng)理論P(yáng)69(抱負(fù)氣體物態(tài)方程,R=８.31J/mｏｌ．ｋ)(其中n=N/Ｖ是單位體積內(nèi)的氣體分子數(shù)，即分子密度,N為分子總數(shù)，V為體積,K為玻耳茲曼常數(shù)＝1．38*1０２３Ｊ/K)Ｐ72(抱負(fù)氣體的壓強(qiáng)公式）(抱負(fù)氣體的溫度公式：分子的平均動(dòng)能與氣體溫度成正比,平均平動(dòng)動(dòng)能計(jì)算)(分子的平均動(dòng)能）(熱力學(xué)能）最概然速率（平均速率）方均根速率第4章熱力學(xué)基礎(chǔ)(體積功)Ｐ89(任意過程你的抱負(fù)氣體熱力學(xué)能變化）P９０Ｐ91(抱負(fù)氣體等溫過程）Ｐ93(Q＝0，抱負(fù)氣體的絕熱過程,氣體以減少溫度,減少系統(tǒng)熱力學(xué)能為代價(jià)對(duì)外做功能)熱機(jī)循環(huán)循環(huán)效率第5章靜電場(chǎng)P１08(庫倫定理)P１0９P111P117（電場(chǎng)強(qiáng)度通量）高斯定理：靜電場(chǎng)通過任何一閉合曲面S的電場(chǎng)強(qiáng)度通量，等于假如任意閉合曲面S不包圍電荷,則電場(chǎng)強(qiáng)度通量必然等于零。P1２4(電勢(shì)能)P125（電勢(shì))（電場(chǎng)力做功)導(dǎo)體處在靜電平衡時(shí),導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體,其表面是一個(gè)等勢(shì)面,在導(dǎo)體內(nèi)任意取兩點(diǎn)a和b，導(dǎo)體內(nèi)強(qiáng)度處處為零，電熱差也零。導(dǎo)體表面鄰近處任一的電場(chǎng)強(qiáng)度與該處導(dǎo)體表面上的電荷面密度成正比導(dǎo)體內(nèi)部各處凈電荷為零,電荷只能分布在表面。P１３３Ｐ１34（均勻電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小)P13６第６章恒定電流的磁場(chǎng)，(畢奧-薩伐爾定律，電流元Idl,位矢ｒ,)P1５3（無限長(zhǎng)通電導(dǎo)線磁感應(yīng)強(qiáng)度)(圓形線圈)高斯定理:磁場(chǎng)中通過任一封閉曲面的磁通量一定為零。Ｐ154(安培環(huán)路定理）P155dF=Idｌ*Ｂ(安培定律，用左手定則)P1５８(均勻磁場(chǎng)中所受的安培力大小)P15９（m為磁矩，)P161(洛倫茲力用右手定則）（周期）(半徑)P162(霍爾電勢(shì)差)第7章電磁感應(yīng)與電磁場(chǎng)P172(感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)）P１７4(楞次定律,右手定則,動(dòng)生電動(dòng)勢(shì))(感生電動(dòng)勢(shì)）(互感現(xiàn)象，是線圈１通電流產(chǎn)生的磁通量，其中，=M（L稱為自感）(儲(chǔ)存在載流線圈中磁能)(磁場(chǎng)能量密度)（磁場(chǎng)合在的總能量）第8章機(jī)械振動(dòng)考點(diǎn)一：簡(jiǎn)諧振動(dòng)及其參量（t＝０時(shí)的eq\f(1,４π相位，初相位）簡(jiǎn)諧振速率:簡(jiǎn)諧振的加速度:考點(diǎn)二:簡(jiǎn)諧振動(dòng)的能量,同方向同頻率簡(jiǎn)諧的合成第9章機(jī)械波(波腹）(波節(jié))波動(dòng)光學(xué)楊氏雙縫干涉：（干涉明條紋所處位置)（相鄰明條紋，暗條紋的間距)光程：L=nr(相位差與相應(yīng)的光程差之間的關(guān)系)干涉相長(zhǎng)條件：干涉相消條件：薄膜的等厚干涉:空氣劈尖干涉（干涉條紋間隙與頂角的關(guān)系)牛頓環(huán)暗條紋：（ｋ=０，1)光的衍射：（暗條紋條件)(明條紋條件)(馬呂斯定律）（布儒特定律)狹義相對(duì)論伽利略變換：(洛倫茲變換)（時(shí)間膨脹）(長(zhǎng)度收縮)（相對(duì)論質(zhì)量)（靜能）(總能量）(動(dòng)能=總能量-靜能）相對(duì)論動(dòng)量、能量關(guān)系：第二部分:教材知識(shí)點(diǎn)串講第一篇力學(xué)1.1基本概念1.2守恒定律這一篇重要涉及兩大部分內(nèi)容：一部分是運(yùn)動(dòng)學(xué)部分，一部分是力學(xué)部分,下面一方面為同學(xué)們介紹第一部分內(nèi)容:運(yùn)動(dòng)學(xué)部分一方面要了解運(yùn)動(dòng)學(xué)重要涉及哪些物理量及這些物理量之間的關(guān)系是什么？另一方面要了解運(yùn)動(dòng)學(xué)中重要的幾種運(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(jiǎn)樸介紹的運(yùn)動(dòng)學(xué)涉及的物理量重要有三個(gè)，位移、速度、加速度。位移是一個(gè)矢量，表達(dá)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)通常運(yùn)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)相應(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(zhǎng)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擬定的，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(jiǎn)樸，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，書上也有具體列出，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?？梢詫⑺俣忍岢伤胶痛怪狈较騼蓚€(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(jiǎn)樸講質(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)。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)尚有關(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(zhǎng)為Ｓ,相應(yīng)的半徑所轉(zhuǎn)過的角度為θ，設(shè)角度隨時(shí)間t的變化率就是角速度通常用ω表達(dá)，即由于角速度的存在,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(jiǎn)樸介紹）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(chǎng)、磁場(chǎng)中受到的電磁力等,我們?cè)诒菊鹿?jié)中重要涉及以下幾種力：A.萬有引力:自然界中的任何兩物體之間都存在著互相吸引,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表達(dá)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)量均合用的普遍常量，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,比如假如計(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自身質(zhì)量無關(guān)，但實(shí)際計(jì)算過程中g(shù)通常不用計(jì)算，直接取值9．81m/ｓ２，一般取9.8m/ｓ2C.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,典型的彈性力重要有：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)表白力和位移方向相反。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)由于略有伸長(zhǎng)而形成彈性力,這種拉力的方向沿繩長(zhǎng)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互相作用力稱之為該截面處張力。值得注意的是,假如繩子可以忽略質(zhì)量的話,則不管繩子靜止還是運(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。假如繩子的質(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,特別是在解有關(guān)張力的計(jì)算題時(shí)，一定要看清楚題中條件。D．摩擦力靜摩擦力是指兩物體沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)但有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力。例如靜摩擦力可以是從零到某個(gè)最大值之間的任一數(shù)值，我們將這個(gè)最大值稱最大靜摩擦力，其計(jì)算公式Ｈ0—靜摩擦系數(shù),N—正壓力注意：該式只計(jì)算的是最大靜摩擦力，對(duì)其它處在最大值和零之間靜摩擦的只能根據(jù)實(shí)際情況受力分析擬定。當(dāng)物體之間由于滑動(dòng)而產(chǎn)生的摩擦力，我們稱之為滑動(dòng)摩擦力，其計(jì)算公式H滑動(dòng)摩擦系數(shù)。上面我們介紹了幾種常見的力和常見的幾種運(yùn)動(dòng),那么物體受到的力和物體的運(yùn)動(dòng)到底有沒有關(guān)系？假如有，那么應(yīng)當(dāng)遵循一個(gè)什么樣的定律呢？這就引出了牛頓三個(gè)重要定律：牛頓第一定律:“任何物體都保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，除非它受到作用力而被近改變這種狀態(tài)”這一定律的實(shí)質(zhì)是告訴我們力的作用可以迫使物體改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài),揭示了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。那么這一關(guān)系如何得到量化呢？這就是牛頓第二定律。牛頓第二定律：物體受到外力作用時(shí)，所獲得的加速度a的大小與外力F的大小成正比，與物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向和外力相同,其數(shù)學(xué)表達(dá)式這一定律將力和運(yùn)動(dòng)學(xué)中物理量加速度聯(lián)系在一起,明確了它們之間的數(shù)量關(guān)系，這是非常重要的一個(gè)定律，是我們習(xí)題求解時(shí)常用到的。牛頓第三定律講的是作用力和反作用力，因此又被稱為作用力和反作用定律若物體Ａ以力F1作用于物體B，則同時(shí)物體B以力作用于物體A，這兩個(gè)力的大小相等，方向相反,兩力作用在同一條直線上,假如F1、Ｆ2之間中有一個(gè)力稱為作用力,則另一個(gè)力叫作反作用力,關(guān)于牛頓第三定律需要強(qiáng)調(diào)的是:作用力和反作用力總是同時(shí)存在的作用力和反作用力是作用在不同的物體上作用力和反作用力是屬于同一種類型的力守恒定律這部分重要涉及動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律。一方面我們來介紹動(dòng)量守恒定律,從四個(gè)方面來介紹:１.質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量守恒定律和質(zhì)點(diǎn)動(dòng)量守恒定律相關(guān)的物理量重要有兩個(gè)“動(dòng)量”“沖量”什么是物體的動(dòng)量呢？物體的質(zhì)量m和其速度v的乘積稱為物體的動(dòng)量，通常用P表達(dá),動(dòng)量是一個(gè)矢量，單位ｋg.m/s,沖量是指力在時(shí)間上的累積作用。通常用Ｉ表達(dá)，單位N？Ｓ.這是一個(gè)矢量，其計(jì)算公式牛頓第二定律指明了受力物體所受的力和加速度關(guān)系，但是這里的力是瞬時(shí)作用，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)也是該瞬時(shí)的變化趨勢(shì)，那么假使力不是瞬時(shí)的而是連續(xù)作用一段時(shí)間會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象呢？根據(jù)推知左右積分容易觀測(cè)等式左側(cè)為沖量定義，右邊為狀態(tài)改變前后動(dòng)量差值,這說明力在時(shí)間上累積效果是使受力物體獲得了動(dòng)量變化，這就是動(dòng)量定理。２.質(zhì)量系數(shù)的動(dòng)量定理一方面要對(duì)的理解質(zhì)點(diǎn)系的概念，上面介紹的動(dòng)量定理通常以一個(gè)物體為研究對(duì)象得出的，假如說現(xiàn)在有若干個(gè)物體,它們存在互相作用,不言而喻,對(duì)這若干個(gè)物體中的每個(gè)物體單獨(dú)而言，上述動(dòng)量定理是合用的,假如現(xiàn)在我將這若干個(gè)物體看作一個(gè)整體，那么動(dòng)量定理對(duì)這個(gè)整體是不是還成立呢?假如成立,滿足什么條件？這就是質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理。所謂質(zhì)點(diǎn)系就是指將互相作用的若干物體當(dāng)作一個(gè)整體,當(dāng)每個(gè)物體被當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)時(shí),這個(gè)整體就是質(zhì)點(diǎn)系,亦稱系統(tǒng)。系統(tǒng)中質(zhì)點(diǎn)與質(zhì)點(diǎn)互相作用力稱為內(nèi)力系統(tǒng)外的其它物體對(duì)系統(tǒng)任一質(zhì)點(diǎn)的作用力稱為外力，有了這些定義就可以明白質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理。質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量定理：作用在系統(tǒng)上的外力的總沖量等于系統(tǒng)總動(dòng)量的增量，系統(tǒng)總動(dòng)量增量等于系統(tǒng)中所有質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量增量的和。當(dāng)質(zhì)點(diǎn)系所受外力為零或不受外力作用時(shí)，系統(tǒng)總動(dòng)量保持不變——?jiǎng)恿渴睾愣?.質(zhì)點(diǎn)繞某一參考點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)動(dòng)量定律在這種情況下的動(dòng)量定理一般被稱為質(zhì)點(diǎn)的角動(dòng)量定理，相應(yīng)的動(dòng)量守恒定律被稱為角動(dòng)量守恒定律，一定要注意質(zhì)點(diǎn)繞某一參考點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的條件。一方面我們要學(xué)習(xí)兩個(gè)新的物理量，角動(dòng)量和力矩。角動(dòng)量定義為:位矢和質(zhì)點(diǎn)動(dòng)量的向量積大?。海环较颍捍怪庇诤蜎Q定平面，指向右手螺旋定則鑒定。當(dāng)質(zhì)點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),R為園周半徑力矩定義為:位矢和力的向量積數(shù)值方向垂直于和決定平面，指向按右手螺旋定則，單位Ｎ.m有了上面兩個(gè)概念,我們就可以了解質(zhì)點(diǎn)繞某一參考點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的條件下的角動(dòng)量定理了，“作用在質(zhì)點(diǎn)上的合外力矩等于質(zhì)點(diǎn)角動(dòng)量的變化率”假如質(zhì)點(diǎn)或質(zhì)點(diǎn)系所受外力矩的矢量和為零，則此質(zhì)點(diǎn)系或質(zhì)點(diǎn)的角動(dòng)量保持不變，這就是質(zhì)點(diǎn)繞某一參考點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的條件下的角動(dòng)量定律。4.剛體繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)條件下的動(dòng)量相關(guān)定律一方面要了解什么是剛體?剛體是指具有一定形狀和大小,但不發(fā)生形變的物體，特性是剛體內(nèi)任何兩點(diǎn)之間的距離，在運(yùn)動(dòng)過程中保持不變,剛體不能簡(jiǎn)化為質(zhì)點(diǎn)雖然剛體是對(duì)實(shí)際物體的一種抱負(fù)化模型,正由于如此,剛體條件下的動(dòng)量定理，動(dòng)量守恒定律在形式上的表達(dá)式發(fā)生了改變，為了了解剛體條件下動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律的形式，同樣要先學(xué)習(xí)幾個(gè)新的物理量。①轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：想象一下，將剛體分割成無數(shù)個(gè)小塊,每個(gè)小塊運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以合用質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,這樣的小塊我們稱它為質(zhì)元轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是各質(zhì)元質(zhì)量和其到轉(zhuǎn)軸垂直距離平方的乘積之和②剛體角動(dòng)量Iｗ,w為角速度,不同于轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的角動(dòng)量；③沖量矩:力矩和其作用時(shí)間乘積,剛體在合外力矩Ｍ作用下獲得角加速度與合外力矩大小成正比，并與轉(zhuǎn)動(dòng)慣量成反比。此定律為剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律。剛體的角動(dòng)量定理,轉(zhuǎn)動(dòng)剛體所受的沖量矩等于這剛體在這段時(shí)間內(nèi)角動(dòng)量的增量。角動(dòng)量守恒定律當(dāng)合外力矩為零時(shí),剛體角動(dòng)量保持不變。上面我們介紹了不同情況下的動(dòng)量定理和守恒定律，注旨在使用時(shí)一定要相應(yīng)使用的情況,不同情況使用不同條件下的相關(guān)定律,下面我們介紹和能量相關(guān)的定理和守恒定律。為此一方面介紹幾個(gè)相關(guān)概念。功：力是力沿質(zhì)點(diǎn)位移方向的分量和質(zhì)點(diǎn)位移大小的乘積。功能：ｖ為速率勢(shì)能:物體在保守力作用下的每一個(gè)位置時(shí)貯存的一種能量這種能量叫勢(shì)能。那么什么又叫保守力呢?保守力是指作功和途徑無關(guān)的力,具有這種特點(diǎn)的力重要有萬有引力、彈性力、重力,相應(yīng)的勢(shì)能就有重力勢(shì)能、萬有引力勢(shì)能、彈性勢(shì)能,相應(yīng)的計(jì)算公式這里h、r、x均為高度、距離、位移，有了上述相關(guān)定義,我們就可以學(xué)習(xí)功能定理和功能原理以及機(jī)械能守恒定律了,對(duì)于單質(zhì)點(diǎn)來講,所謂功能定理就是說合力對(duì)物體所作的功等于物體功能的增量。對(duì)于質(zhì)點(diǎn)來講是說質(zhì)點(diǎn)系的功能的增量等于所有外力的功和內(nèi)力的功的代數(shù)和，即。由于作功的力包含保守力和非保守力,根據(jù)保守力作功特點(diǎn),它和勢(shì)能有關(guān),由于勢(shì)能代表一種能量,因此事實(shí)上經(jīng)常將勢(shì)能和動(dòng)能的和稱之為機(jī)械能。在這種情況下，上述功能定理的形式就變?yōu)檫@就是功能原理,這里E、Ｅ0代表質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程中的機(jī)械能。即質(zhì)點(diǎn)系在運(yùn)動(dòng)過程中，它的機(jī)械能增量等于外力的功和非保守力所作的功的和。此原理提醒我們?cè)谶\(yùn)用功能原理作題的時(shí)候,假如出現(xiàn)保守力，要注意，運(yùn)用功能原理。由功能原理我們知道,一個(gè)系統(tǒng)的機(jī)械能可以通過外力對(duì)系統(tǒng)作功而發(fā)生變化,也可以通過系統(tǒng)內(nèi)部的非保守力作功而發(fā)生變化,假如在一個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)過程中，外力對(duì)系統(tǒng)作功為零,同時(shí)系統(tǒng)內(nèi)又沒有非保守力作功,則在運(yùn)動(dòng)過程中的機(jī)械能保守不變,此即機(jī)械能守恒定律。典型習(xí)題1.一質(zhì)量沿ｘ軸運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方程ｘ的單位為ｍ，ｔ的單位為ｓ，求質(zhì)點(diǎn)(1)出發(fā)時(shí)(t=0）時(shí)的位置和速度（2）t=1s和3s時(shí)的速度大小和方向的速度為零的時(shí)刻和回到出發(fā)點(diǎn)的時(shí)刻。2.質(zhì)點(diǎn)沿ｘ軸運(yùn)動(dòng)，其速度與時(shí)間關(guān)系公式已知t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)位于質(zhì)點(diǎn)右方（+x)方向20m處。求（1）t=2ｓ時(shí)質(zhì)點(diǎn)的位置;（2）此時(shí)質(zhì)點(diǎn)的加速度。３．一質(zhì)量m=50時(shí)的木箱放在水平地面上，受到與水平仰角60０角的拉力F作用而沿水平地面滑動(dòng),木箱與地面間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)為u＝0.２０,若欲使木箱勻速運(yùn)動(dòng),求拉力Ｆ應(yīng)多大？并求木箱對(duì)地面的正壓力。4．質(zhì)量為ｍ的重物，沿傾斜角的粗糙平面斜坡下滑,重物與斜坡之間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)μ=0.30，求重物F滑的加速度和重物對(duì)斜坡的正壓力?5.在河水速度的地方有小船渡河,假如希望小船以的速度垂直于河岸橫渡,問小船相對(duì)河水的速度的大小和方向應(yīng)如何?6.質(zhì)量為m=0．2kｇ的小球以的初速度與地面法線成α＝300角的方向射向水平地面，然后沿與法線成β＝600角的方向彈起，碰撞時(shí)間0．01S，設(shè)地面光滑，求小球沿地面的平均沖力。6.用繩系一小球使它在光滑的水平面上作勻速率圓周運(yùn)動(dòng),其半徑,角速度．現(xiàn)通過圓心處的小孔緩慢地往下拉繩,使半徑逐漸減少，求當(dāng)半徑縮為r時(shí)小球的角度。8．計(jì)算半徑為Ｒ，質(zhì)量為m的勻質(zhì)圓需對(duì)通過盤心并與盤面垂直的固定軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。9．質(zhì)量為kg的子彈,以400m/ｓ的速度水平射穿一塊固定的木板，子彈穿出板后速度變?yōu)?00m／s，求木板阻力對(duì)子彈作功？１0．質(zhì)量m＝2kg的物體沿一圓弧形軌道從a點(diǎn)靜止下滑到b點(diǎn),到達(dá)b點(diǎn)的速率，已知圓弧半徑為R＝4ｍ,求物體從a點(diǎn)到b點(diǎn)摩擦力作功為多少？參閱教材新頁圖2—２711.質(zhì)量為ｍ的單擺,由長(zhǎng)為l的細(xì)繩掛起，在豎直平面內(nèi)擺動(dòng)，已知當(dāng)擺角為θ時(shí)擺錘的速率為零，求擺錘在最低點(diǎn)速率,空氣阻力不計(jì)。?

第二篇熱學(xué)２．１氣動(dòng)理論2.2熱力學(xué)理論這一篇重要講述的內(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)所涉及的物理量重要有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來表達(dá)，假如氣體的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)的氣體通常也許遵循不同的規(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，稱之為抱負(fù)氣體,抱負(fù)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,假如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,假如是抱負(fù)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)的分子速率重要三種最慨然速率，通常表達(dá)，方均根速率，通常表達(dá),平均速率上述抱負(fù)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)的劇烈限度的，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)能是指將分子當(dāng)作一個(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)表白分子具有能量,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,將上述所有也許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)于抱負(fù)氣體，由于忽視分子間作用力,所以抱負(fù)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的的抱負(fù)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)這一章重要分為兩部分內(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,假如可以發(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?jī)烧咧褪呛愣ǖ?。等于系統(tǒng)的內(nèi)能。定律表白：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)算公式都是合用的。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，抱負(fù)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，抱負(fù)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。絕熱過程沒有熱量互換，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)沒消耗自身的內(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長(zhǎng)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)就是運(yùn)用吸取的熱量對(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)備的工作原理是如何的呢?涉及兩個(gè)內(nèi)容：①如何獲吸熱量②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)釒旆懦鰺崃縌2（3）絕熱壓縮過程上述三個(gè)過程中系統(tǒng)對(duì)外作功表白整個(gè)過程中,系統(tǒng)并沒有將從外界吸取來的熱量Q1，所有轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)外界作功，只是將其中部分變?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),不能那又是什么因素呢?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)概率用表達(dá)，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)第二定律又可表達(dá)為：在宏觀孤立系統(tǒng)內(nèi)所發(fā)生的實(shí)際過程是沿著熵增長(zhǎng)的方向進(jìn)行。典型習(xí)題1.質(zhì)量為kg，溫度３０0k,壓強(qiáng)為1atm的氮?dú)?，等壓膨脹到本來的體積的二倍，求氮?dú)鈱?duì)外所作的功，內(nèi)能增量以及吸取的熱量。2.容器內(nèi)貯有ｋg氧氣,溫度為30０ｋ,等溫膨脹為本來的體積的２倍，求氣體對(duì)外所作的功和吸取的熱量。3.一定量氮?dú)猓涑跏紲囟葹?00k，壓強(qiáng)為1ａｔm，將其絕熱壓縮，使其體積變?yōu)槌跏俭w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)3.2磁學(xué)基礎(chǔ)3.3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),是由于電和磁的密切關(guān)系。下面一方面介紹電學(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)當(dāng)沿著這樣的脈絡(luò)來學(xué)習(xí)。電雖然和我們很熟悉，但假如有人問你什么是電,你很難回答，由于電自身是很抽象的東西，所以最初的發(fā)現(xiàn)僅僅是通過觀測(cè)帶電體對(duì)其他物質(zhì)的影響開始的。因此當(dāng)一個(gè)物體通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。自然界中電荷重要有兩類,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.點(diǎn)電荷：帶電體抽象為電荷集中于一個(gè)幾何點(diǎn)的抱負(fù)化模型。電荷的基本性質(zhì)是和其他電荷發(fā)生互相作用，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達(dá):真空中兩帶電的點(diǎn)電荷之間的互相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，即上式表白真空中，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)生互相作用，顯然不是上述公式的錯(cuò)誤,由于上述結(jié)果是庫侖先生通過實(shí)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)生的互相作用,一定有其他的因素。這就是“場(chǎng)”的概念的由來,也就是說任何一個(gè)電荷,在自己的周邊空間都能激發(fā)電場(chǎng)，電場(chǎng)的一個(gè)基本性質(zhì)就是對(duì)處在其中的電荷產(chǎn)生作用力。這種作用力我們稱之為電場(chǎng)力，反映電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量我們稱它為電場(chǎng)強(qiáng)度。其定義為：它表白靜電場(chǎng)中任一點(diǎn)的電場(chǎng)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(chǎng)力的大小,其方向與正電荷在該點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向相同。一個(gè)點(diǎn)電荷形成電場(chǎng)中,距離點(diǎn)電荷r處的點(diǎn)Ｐ的場(chǎng)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(chǎng),它們的電場(chǎng)將發(fā)生疊加,此時(shí)我求某點(diǎn)Ｐ的場(chǎng)強(qiáng)如何計(jì)算呢?一方面將每個(gè)電荷單獨(dú)化解決,即假設(shè)其他電荷不在，求出單獨(dú)狀態(tài)下的電場(chǎng)強(qiáng)度,然后將每個(gè)電荷在Ｐ處的場(chǎng)強(qiáng)加合這也就是電場(chǎng)疊加原理。為了形象描述電場(chǎng)中的強(qiáng)弱分布，在電場(chǎng)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(chǎng)強(qiáng)一致，這些曲線稱為電場(chǎng)線,電場(chǎng)線疏密反映電場(chǎng)的弱強(qiáng)，電場(chǎng)中任一給定點(diǎn)附近，穿過垂直于場(chǎng)強(qiáng)方向的單位面積的電場(chǎng)線數(shù)與該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相等，通過某一個(gè)面的電場(chǎng)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(chǎng)線和產(chǎn)生電場(chǎng)線的電荷聯(lián)系起來，兩者存在的關(guān)系就是高斯定理。“在真空的靜電場(chǎng)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(chǎng)是有源場(chǎng)。根據(jù)前面講過的知識(shí)，假如一點(diǎn)電荷放在電場(chǎng)中,則會(huì)受到電場(chǎng)力的作用，一個(gè)點(diǎn)電荷受到力后會(huì)如何呢？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：觀測(cè)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(chǎng)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)途徑的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置，而與移動(dòng)的具體途徑無關(guān)，說明靜電場(chǎng)力是什么力??！保守力，也就是說靜電場(chǎng)是保守場(chǎng)，靜電場(chǎng)是保守場(chǎng)的另一表現(xiàn)是靜電場(chǎng)場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)是保守場(chǎng)，靜電場(chǎng)力是保守力，保守力、保守場(chǎng)又有什么特點(diǎn)呢？想想看,保守場(chǎng)一個(gè)特點(diǎn)是物體在保守場(chǎng)作用下每一個(gè)位置都具有能量，稱之為勢(shì)能！靜電場(chǎng)既然是保守場(chǎng)，處在靜電場(chǎng)某點(diǎn)則必存在勢(shì)能。靜電場(chǎng)中這種勢(shì)能我們稱之為靜電勢(shì)能，簡(jiǎn)稱電勢(shì)能。電勢(shì)能計(jì)算公式:W=qU也就是說，一個(gè)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能等于它的電量與電場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)力作功，即所以即電場(chǎng)中任兩點(diǎn)間電勢(shì)差等于場(chǎng)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)尚有一個(gè)簡(jiǎn)樸定義就是等勢(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)重要性質(zhì)，你知道么？不知道啊,呵呵,查看教材P191頁,簡(jiǎn)樸記如下。①在靜電場(chǎng)中，電場(chǎng)線和等勢(shì)面處處正交。②電場(chǎng)線總是由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面。③等勢(shì)面密集處場(chǎng)強(qiáng)大,等勢(shì)面稀疏處場(chǎng)強(qiáng)小。前面講一個(gè)點(diǎn)電荷放在電場(chǎng)中會(huì)受電場(chǎng)力作用,假如我把一個(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(chǎng)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)體是由于內(nèi)有自由電子的，可以導(dǎo)電,當(dāng)將一導(dǎo)體放在電場(chǎng)中后，導(dǎo)體中電子為帶電體,在電場(chǎng)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(chǎng)電場(chǎng)方向相反的附加場(chǎng),當(dāng)附加場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)正好等于外電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)時(shí),我們稱靜電平衡，此時(shí)導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零，導(dǎo)體為等勢(shì)體，具有一定的電勢(shì)。假如導(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，也就是說在其周邊常有其它導(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)：假如充滿電介質(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)增長(zhǎng)呢？這和電介質(zhì)在電場(chǎng)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)分子提成兩類：有極分子、無極分子，有極分子電偶極矩不為零，有電場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)，該電場(chǎng)將削弱外電場(chǎng)，從而使電介質(zhì)內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)和外電場(chǎng)相比減弱,電勢(shì)也相應(yīng)減弱，從而電容增長(zhǎng)。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(chǎng)，整個(gè)電場(chǎng)總能量關(guān)于磁場(chǎng)這一章，也就是書上的第六章穩(wěn)恒電流的磁場(chǎng)這一章,為什么講磁場(chǎng)而又去介紹穩(wěn)恒電流的磁場(chǎng)呢?這是由于對(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)的因素,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(chǎng),由于存在電場(chǎng)才干使電荷定向移動(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(chǎng)了。學(xué)習(xí)磁場(chǎng)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?我們一方面介紹電荷→電場(chǎng)→和電場(chǎng)相關(guān)的物理量:場(chǎng)強(qiáng)ｏr電勢(shì)→帶電體在電場(chǎng)中受力作功→導(dǎo)體也就是中性物體在電場(chǎng)中被極化磁場(chǎng)這一章我們遵循下面的講解路線:電流→磁場(chǎng)→和磁場(chǎng)相關(guān)的物理量，重要是磁感應(yīng)強(qiáng)度→具有磁性的物體在磁場(chǎng)中受力→非磁性物體在磁場(chǎng)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(chǎng)類似于電場(chǎng),是帶磁體所激發(fā)的，磁場(chǎng)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(chǎng)強(qiáng)弱的物理量我們稱之為磁感應(yīng)強(qiáng)度，用表達(dá)和電場(chǎng)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(chǎng)某點(diǎn)處磁場(chǎng)力，q為電荷數(shù),v為運(yùn)動(dòng)速率,場(chǎng)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(chǎng),下面我們來計(jì)算通電導(dǎo)線以及運(yùn)動(dòng)的電荷在其周邊所形成的磁場(chǎng)中各點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度。對(duì)于通電導(dǎo)線來講，它周邊形成磁場(chǎng)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(jiǎn)樸。對(duì)于單個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷來講，它所形成的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)公式在235頁6.26式，也很簡(jiǎn)樸，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(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度作了簡(jiǎn)樸量化，下面我們就開始研究磁場(chǎng)對(duì)具有磁性的物體所產(chǎn)生的磁場(chǎng)力及其計(jì)算。一方面研究通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的磁場(chǎng)力通電導(dǎo)線可以在其周邊形成磁場(chǎng)，當(dāng)將其放到一個(gè)外加磁場(chǎng)中,它將受到外加磁場(chǎng)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的夾角這表白所受磁場(chǎng)力和磁感應(yīng)強(qiáng)度、電流大小、導(dǎo)線長(zhǎng)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，規(guī)定純熟掌握。關(guān)于通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)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(chǎng)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運(yùn)用安培定律得到分析。我們要學(xué)習(xí)這種分析方法，由于網(wǎng)絡(luò)的局限和串講的關(guān)系我們?cè)诖司筒痪唧w介紹了，希望大家可以在業(yè)余具體閱讀教材２4５—2４８頁并將結(jié)論牢記。尚有一種帶電體就是運(yùn)動(dòng)的電荷,將其放在磁場(chǎng)中也會(huì)受到磁場(chǎng)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)右手螺旋法則擬定洛侖茲力的特點(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(chǎng)外還在電場(chǎng),也就是說運(yùn)動(dòng)電荷同時(shí)受到電場(chǎng)和磁場(chǎng)的共同作用。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(chǎng)，則其所受到的洛侖茲力,不考慮重力，粒子的運(yùn)動(dòng)情況也許會(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(chǎng)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(chǎng)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，具體解釋見２５7頁，由于本次串講重要針對(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(chǎng)中，受到磁場(chǎng)的作用，那么我們不禁可以想想，假如我將一個(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(chǎng)中會(huì)發(fā)生什么情況呢?一般來講,將一物質(zhì)放在磁場(chǎng)中,由于物質(zhì)中所具有運(yùn)動(dòng)電荷會(huì)受到磁場(chǎng)力的作用而使物體處在一種特殊狀態(tài)我們稱之為極化,根據(jù)物質(zhì)極化限度將物質(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(chǎng)與外加磁場(chǎng)方向一致,使介質(zhì)中磁場(chǎng)加強(qiáng)，抗磁質(zhì)磁化后形成附加磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相反,使介質(zhì)中磁場(chǎng)減弱，鐵磁質(zhì)特點(diǎn)同順磁質(zhì)近似，但介質(zhì)中的磁場(chǎng)和順磁質(zhì)相比顯著加強(qiáng),為強(qiáng)磁性物質(zhì)，上述表白不同物質(zhì)放入磁場(chǎng)中后磁化限度不同，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，這重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)理重要和磁疇有關(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？假如沒有聽太清楚，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,特別物理涉及的物理量較多,它定義也較多,背是背但是來，一定要明白，OK？第七章的內(nèi)容是電磁感應(yīng)和電磁場(chǎng),實(shí)質(zhì)上就是講電場(chǎng)和磁場(chǎng)之間的關(guān)系,也許你會(huì)說兩者之間的關(guān)系不是上一章介紹過了么？電流可以在其周邊形成磁場(chǎng)，是的，不錯(cuò)，這是電和磁的關(guān)系的一個(gè)方面，那么反過來我問你假如磁場(chǎng)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。一方面看什么是電磁感應(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?這是由于A線圈通電的時(shí)候,會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)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擬定呢？這是楞次定律和法拉弟電磁感應(yīng)定律解決的。楞次定律擬定感生電流的方向,法拉弟感應(yīng)定律擬定電動(dòng)勢(shì)大小進(jìn)而擬定感生電流的大小。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(chǎng)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(chǎng)中的閉合回路，通過該閉合路的磁通量假如減少,這種改變導(dǎo)致的感生電流的磁場(chǎng)的方向應(yīng)當(dāng)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(chǎng)變化可以有兩種情況,一種是磁場(chǎng)自身沒有變化,而是導(dǎo)致閉合回路或回路上一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)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(chǎng)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)①導(dǎo)體要切割磁力線。②在磁場(chǎng)中任一段導(dǎo)體上都可形成動(dòng)生電動(dòng)勢(shì),不一定規(guī)定導(dǎo)體必須是閉合回路。③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,由于它是和磁場(chǎng)的變化有關(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(chǎng)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(chǎng)，電流變化磁場(chǎng)也變化,又由于另一線圈在附近,那么這種磁場(chǎng)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線圈由于通電電流產(chǎn)生磁場(chǎng)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?xí)r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(chǎng)能的形式貯存，上面的自感現(xiàn)象，表白磁場(chǎng)也是能量載體,磁場(chǎng)具有能量對(duì)于長(zhǎng)直螺線管中磁場(chǎng)的能量:該公式對(duì)一般非均勻磁場(chǎng)也是合用的關(guān)于第５節(jié)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論簡(jiǎn)介,請(qǐng)大家閱讀教材,有愛好同學(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(chǎng)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??！記得,那很好，在草紙上寫一下？靜電場(chǎng)的環(huán)路安培定理是指靜電場(chǎng)強(qiáng)的環(huán)流恒等于零。上式假如將用磁場(chǎng)替代,就涉及一個(gè)問題是否也為零呢?實(shí)際情況表白：上述積分不為零,而是滿足H稱為磁場(chǎng)強(qiáng)度矢量上述式子表達(dá)的物理意義:磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量沿任一閉合途徑的線積分等于該閉合途徑所包圍的傳導(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,由于磁化電流是不能導(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)4.2機(jī)械波4.3波動(dòng)光學(xué)4.４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)這一篇本來這么簡(jiǎn)樸,另一方面這一篇中另一個(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。我們一方面介紹機(jī)械振動(dòng)中的特殊振動(dòng)：簡(jiǎn)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)果上式表白x和t量的關(guān)系是余弦ｏr正弦函數(shù)的關(guān)系,這種特性的運(yùn)動(dòng)叫簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。這是簡(jiǎn)諧振動(dòng)的概念,關(guān)于諧振動(dòng)方程中A稱之為振幅ω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)方程表白、、為三個(gè)重要特性量,一個(gè)振動(dòng)方程假如它們?nèi)齻€(gè)擬定了，那么運(yùn)動(dòng)方程就擬定了那么、、在初速度,初位移擬定后,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(jiǎn)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)能則運(yùn)用動(dòng)能定義總機(jī)械能表白總機(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)常量表白簡(jiǎn)諧系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。關(guān)于簡(jiǎn)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(jiǎn)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(jiǎn)樸的假設(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(zhǎng)，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)假如能在媒質(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(jiǎn)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)的物理量重要有波速、波長(zhǎng)、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(zhǎng)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(zhǎng)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(jiǎn)樸講就是機(jī)械振動(dòng)得到傳播而形成的，所以機(jī)械波形成必須具有兩個(gè)條件(1)波源即振動(dòng)物體；（2）可以傳播振動(dòng)的介質(zhì)２．簡(jiǎn)諧波,簡(jiǎn)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)，可以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)中得到傳播才干形成電磁波，但ＬC振蕩電路中,電場(chǎng)和磁場(chǎng)分別集中在電容器和線圈中,無法向周邊媒質(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善后的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)入此外一種傳播媒質(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,光自身就是波,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)<；見365頁＆gt；知當(dāng)兩振動(dòng)在P點(diǎn)處的相位差為π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(zhǎng)干涉。若二列波的初相位相同,則相長(zhǎng)干涉的條件是兩列波從波原到P點(diǎn)傳播所通過的路程差即波程差為半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍或?yàn)榱?相消干涉時(shí),波程差為半波長(zhǎng)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,下面一方面介紹光的干涉，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實(shí)驗(yàn)。光波S發(fā)出光通過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實(shí)驗(yàn)。楊氏干涉實(shí)驗(yàn)如何量化呢？也就是說上述實(shí)驗(yàn)假如雙縫間距ｄ，雙縫到觀測(cè)屏的距離為D,擬定以后在屏上哪些地方可以觀測(cè)到明紋,哪些地方可以觀測(cè)暗紋，相應(yīng)的地方相對(duì)屏上中心O的距離為多大呢?如何求解呢？一方面讓我們回憶一下，我們?cè)谥v波干涉的時(shí)候相消干涉和相長(zhǎng)干涉和哪個(gè)物理量有關(guān)呢?光程差or相位差,因此只規(guī)定出Ｓ1、Ｓ2發(fā)出的光波傳到屏幕所通過的光程差,然后找出它和波長(zhǎng)關(guān)系或者找出相位差與２π間關(guān)系就可以了。因此楊氏雙縫實(shí)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:在上述實(shí)驗(yàn)中,兩相干涉光都在同一介質(zhì)傳播，假如從S１、S２的光在到屏之前穿過不同媒質(zhì)時(shí),S1、S2在通過不同媒質(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(jiǎn)樸此時(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具體討論了,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。由于上面的推導(dǎo)理論假如你看懂了，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)特性光的衍射一方面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(zhǎng)比擬,按理說光是直線傳播，應(yīng)當(dāng)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,亮斑周邊也就是孔的邊沿地帶,是明暗條紋，如圖11—1５所示,這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表白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。按照這個(gè)原理,在400頁圖上S發(fā)出光源通過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)展到孔所相應(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(zhǎng)有關(guān),那么我們就將孔處波面提成許多等面積的帶,并使相鄰任何相應(yīng)點(diǎn)發(fā)出的光到屏上相應(yīng)點(diǎn)的光程差為半個(gè)波長(zhǎng),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,由此單縫處波面被提成半波帶數(shù)目不同，半波帶的個(gè)數(shù)完全取絕于衍射光中兩邊沿光線的光程差,當(dāng)它滿足半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍時(shí)相消干涉,即，當(dāng)它為波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)相長(zhǎng)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，觀測(cè)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)估光學(xué)儀器質(zhì)量的一個(gè)指標(biāo),其實(shí)質(zhì)是指可以分得清的兩個(gè)物點(diǎn)之間的最小距離。下面我們介紹光的第三個(gè)特性,光的偏振，這部分規(guī)定我們要掌握兩個(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(jiǎn)諧波求此波長(zhǎng)、振幅、頻率以及x=０.１０m處振動(dòng)初相位3.設(shè)一簡(jiǎn)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、速度第五篇近代物理基礎(chǔ)５.１狹義相對(duì)論5.2．1波粒二象性5.2．2氫光譜5.2.3不擬定關(guān)系請(qǐng)看P466頁測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系式一方面我們介紹狹義相對(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)論講什么大家并不清楚，只知道它是一個(gè)很著名的物理學(xué)理論,并且普遍認(rèn)為它非常抽象,難以理解希望,你不會(huì)因此而有承擔(dān)吧,其實(shí)這個(gè)理論很簡(jiǎn)樸,也很有趣，聽我慢慢給你介紹。先舉一個(gè)例子，很簡(jiǎn)樸，你和你的朋友分別騎一輛自行車以速度相對(duì)于地面前行。假如以地球?yàn)閰⒄瘴?你的運(yùn)動(dòng)速度,你在動(dòng)，但是假如以你朋友為參考標(biāo)準(zhǔn)，你就感覺你是靜止的,這是相對(duì)速度的概念,在第一章力學(xué)篇我們介紹過，我們把這個(gè)例子中所涉及的相對(duì)的概念推廣開來。上面例子中，我們研究的是單個(gè)物體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng),假如說研究多個(gè)物體時(shí),共用一個(gè)參照標(biāo)準(zhǔn)，比如說在研究地面上物體的運(yùn)動(dòng)時(shí),若地球自轉(zhuǎn)的影響可以忽略的話，所有物體的研究都以地球?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)，地球這時(shí)候就是一個(gè)很好的參考系了，這就是參照系的概念,好了,知道參照系的概念,現(xiàn)在想象說空間有兩個(gè)球體，一個(gè)球體是地球，此外一個(gè)球相對(duì)于地球運(yùn)動(dòng),那么我們就會(huì)想到這樣一個(gè)問題，假設(shè)一個(gè)物體在地球上t時(shí)刻點(diǎn)開始以速度運(yùn)營(yíng)了S米,或者說我們前面所學(xué)習(xí)的定律,熱學(xué)定律，力學(xué)定律,電學(xué)定律等典型的比如F=ｍａ的形式,解決上述問題的理論就是狹義相對(duì)論,一方面我們看傳統(tǒng)的觀點(diǎn)如何解釋上述問題？傳統(tǒng)的觀點(diǎn)認(rèn)為運(yùn)動(dòng)、時(shí)間和空間分離的，也就是說運(yùn)動(dòng)發(fā)生的時(shí)間、速度和空間的改變沒關(guān)系。假設(shè)一個(gè)物體以速度v在地球上運(yùn)動(dòng),另一個(gè)球體相對(duì)于地球靜止的，那么從另一球體看物體時(shí),物體的速度仍然v,假如另一球相對(duì)于地球以運(yùn)動(dòng)時(shí)，那么從另一球體看物體物體的速度就是相對(duì)速度.這種觀點(diǎn)為傳統(tǒng)的時(shí)空觀,遵循經(jīng)典理論的伽俐略變換。兩坐標(biāo)系和,各相應(yīng)軸互相平行，相對(duì)以一定速度v沿x軸方向運(yùn)動(dòng),假設(shè)，在兩坐標(biāo)系的初始時(shí)間相同,坐標(biāo)系和重合，通過t時(shí)間后，p點(diǎn)在兩坐標(biāo)系間的時(shí)空變換關(guān)系是上述傳統(tǒng)的經(jīng)典理論在碰到電磁波時(shí)發(fā)生了危機(jī),由于電磁波傳播速度高達(dá)，經(jīng)典的時(shí)空觀在研究電磁學(xué)定律時(shí)無法得到滿足,在這種情況下,愛因斯坦在分析了伽俐略變換和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的矛盾后提出了狹義相對(duì)論的兩條基本原理：(１）每個(gè)物理定律在一切慣性參照系中具有完全相同的形式——光學(xué)相對(duì)性原理比如牛頓力學(xué)定律在不同坐標(biāo)系中保持力和加速度的關(guān)系，但是表現(xiàn)形式不同，由于質(zhì)量隨參照系的相對(duì)速度的不同發(fā)生改變，這在后面的學(xué)習(xí)中還會(huì)強(qiáng)調(diào)。（2)所測(cè)得的真空中光速在任一慣性系中，是完全相同的的物理量——光速不變?cè)怼０凑摘M義相對(duì)論,伽俐略公式被修正為洛侖茲變換，設(shè)以（ｘ、y、z、t）表達(dá)在t時(shí)刻在ｔ系中（x、y、z)地點(diǎn)發(fā)生的一個(gè)事件,而同事件在系中是在時(shí)刻出現(xiàn)在地點(diǎn)，則表達(dá)同一事件的時(shí)，時(shí)空坐標(biāo)(x、ｙ、ｚ、ｔ)和之間關(guān)系說明:時(shí)間和空間不是彼此獨(dú)立的,相對(duì)論的時(shí)空是互相聯(lián)系的，和運(yùn)動(dòng)速度不可分的只有當(dāng)v＆lｔ；＆ｌt；c時(shí)上式才變成伽俐略分式，也就是說當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)速度&ｌt;＆lt;c時(shí)，伽俐略變換才是對(duì)的的。運(yùn)用洛侖茲變換,我們就可以研究在一個(gè)參考系中發(fā)生事件的時(shí)間、長(zhǎng)度、時(shí)間間隔，以及速度在另一參考系中觀測(cè)如何變化。假設(shè)系和系，系以v相對(duì)于系運(yùn)動(dòng)，那么①在ｔ時(shí)刻點(diǎn)發(fā)生的事件,在系中觀測(cè)將在時(shí)刻發(fā)生②一個(gè)長(zhǎng)度為l的物體，在k系中以ｖ速運(yùn)動(dòng)，而相對(duì)于靜止的話，這個(gè)物體在k系中長(zhǎng)度比在系中要短一些。即相對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)系中所測(cè)物體的長(zhǎng)度變短。③中發(fā)生事件從開始到結(jié)束時(shí)間間隔，從k系中觀測(cè)該時(shí)間間隔為④中一質(zhì)點(diǎn)沿軸正向以速度勻速運(yùn)動(dòng)，那么在k系中觀測(cè)速度為愛因斯坦還認(rèn)為物體的質(zhì)量也由于物體的速度而改變其是是在物體相對(duì)靜止的慣性系中測(cè)得的質(zhì)量，稱之為靜止質(zhì)量。一般認(rèn)為在地球上測(cè)得的質(zhì)量。由于質(zhì)量發(fā)生改變,相對(duì)論條件下的牛頓定律形式變?yōu)楫?dāng)ｖ<<；c,相對(duì)論動(dòng)力學(xué)方程變化為牛頓運(yùn)動(dòng)方程，這就是相對(duì)論的第一條理論所講的意思動(dòng)能定義相應(yīng)變成。稱為靜止能量,稱為運(yùn)動(dòng)能量。當(dāng)v<<ｃ時(shí)上式與經(jīng)典力學(xué)的動(dòng)能表達(dá)式一致。經(jīng)典力學(xué)中動(dòng)量和動(dòng)能的關(guān)系式相對(duì)論條件下，動(dòng)量和能量的關(guān)系變?yōu)楦?光學(xué)的靜止質(zhì)量,光學(xué)的動(dòng)量上面簡(jiǎn)樸介紹了相對(duì)論，現(xiàn)面介紹下一章的內(nèi)容前面。在波動(dòng)學(xué)一篇,我們?cè)?jīng)系統(tǒng)地研究了波的干涉,衍射偏振表白光是一種波，從這章開始我們將從粒子的角度來研究光通過光電效應(yīng)，康普頓效應(yīng)來證明光具有粒子的特性。一方面請(qǐng)大家將書翻到448頁，看圖１３—1，這是光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置圖。用一定頻率和強(qiáng)度的光照射k時(shí),金屬會(huì)發(fā)出電子,假如電路施加電壓，則上述實(shí)驗(yàn)裝置圖中將出現(xiàn)電流，此現(xiàn)象為光電效應(yīng),進(jìn)一步觀測(cè)，光電效應(yīng)通常具有下列規(guī)律(1）存在遏止電壓（2)截卡頻率(3）遲延時(shí)間（4）當(dāng)入射光的頻率大于截止頻率時(shí)光電流強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比