大學(xué)物理總復(fù)習(xí)(下)課件

課程安排大學(xué)物理（二）教學(xué)內(nèi)容上學(xué)期力學(xué)熱學(xué)振動(dòng)波動(dòng)相對(duì)論含氣體動(dòng)理論含本學(xué)期（下冊(cè)）電磁學(xué)波動(dòng)光學(xué)量子物理成績(jī)?cè)u(píng)定大學(xué)物理（二）考試范圍：10-6不考11-311-4不考靜電場(chǎng)能量?jī)H要求掌握P52電容器儲(chǔ)能公式（11-22)~(11-24)12-312-712-8不考13-4不考14-3不考第15章15-4中斜入射不考15-5不考圓孔衍射、X射線衍射、雙折射不考18-118-4不考第19章僅考19-119-2僅要求通電線圈儲(chǔ)能公式成績(jī)?cè)u(píng)定大學(xué)物理（二）練習(xí)冊(cè)以下題目刪除：P8計(jì)（1）；P10計(jì)（2）；P11選（2）填（2）（3）；P22計(jì)（2）第三問(wèn)P26計(jì)（2）第十四章P33填（2）P39填（1）（2）早期量子論（Ⅲ）P12計(jì)（2）；P19填（1）（2）；P20計(jì)（2）中合力矩不要求掌握練習(xí)冊(cè)答案中錯(cuò)誤更正：P1選1.D改為BP2計(jì)3.改為P10選1.改為P11選2.D改為BP15填（二）改為改為P16計(jì)2.Φ＝μ0nπR2

改為Φ＝μ0niπR2

P20計(jì)1.改為P22計(jì)2.只能出現(xiàn)0、±1、±2、±3、±4、±5共9條光譜線改為只能出現(xiàn)0、±1、±2、±4、±5共9條光譜線靜電場(chǎng)強(qiáng)——從力的角度描述電場(chǎng)大小和方向物理量Fq12q0e4pr2r0真空中、靜止的、點(diǎn)電荷EFq電荷受電場(chǎng)力EFq二、靜電場(chǎng)的描述方向：該點(diǎn)正電荷受力方向一、庫(kù)侖定律1、電場(chǎng)強(qiáng)度E電場(chǎng)公式（疊加法求場(chǎng)強(qiáng)）：點(diǎn)電荷Err0e4p2Q0點(diǎn)電荷系EiSEiq0e4pr2r0iSiii連續(xù)EdE0e4pr2qdqdEdr0矢量，有方向第10章真空中的靜電場(chǎng)靜電勢(shì)2、電勢(shì)UPhEdlP——從做功的角度描述靜電場(chǎng)特性的物理量q0q0U0空間各點(diǎn),U0空間各點(diǎn),Uq0e4pr點(diǎn)電荷U80U電勢(shì)零點(diǎn)對(duì)有限大帶電體，UPhEdlP∞一般取（1）電勢(shì)公式（疊加法求電勢(shì)）：點(diǎn)電荷系UiSUiq0e4priSii連續(xù)UdU0e4prqdqdUd標(biāo)量，有正負(fù)（2）按定義式積分求U的關(guān)鍵：先確定場(chǎng)強(qiáng)的分布規(guī)律；再積分求電勢(shì)。注意積分路徑上場(chǎng)強(qiáng)分布規(guī)律是否相同，不同就分段積分！電勢(shì)差UabUaUbhEdlabE是分布在（a，b）之間的電場(chǎng)高斯定理1、真空中高斯定理EdsqiSe01sqcosdsEs內(nèi)se靜電場(chǎng)中，通過(guò)任一閉合曲面的電通量，等于該面內(nèi)電荷代數(shù)和的e01三、靜電場(chǎng)基本定理是閉合面(高斯面)面內(nèi)電荷的代數(shù)和。qiS內(nèi)s

只與面內(nèi)電荷有關(guān),與面外電荷無(wú)關(guān)。eE是高斯面上任一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)，是由面內(nèi)、外所有電荷共同產(chǎn)生。高斯定理說(shuō)明靜電場(chǎng)是有源場(chǎng)。

高斯定理適用于所有靜電場(chǎng)，一般用來(lái)求對(duì)稱場(chǎng)的分布。三步：①分析場(chǎng)的對(duì)稱性；②取高斯面；③由定理列方程求E。應(yīng)用舉例高斯定理應(yīng)用EdsqiSe01sqcosdsEs內(nèi)se應(yīng)用高斯定理,可方便地求出某些帶電體具有某種特殊對(duì)稱性的電場(chǎng)分布.ss要領(lǐng):視場(chǎng)分布的對(duì)稱特點(diǎn),恰當(dāng)設(shè)計(jì)高斯面s舉例均勻帶電球體s點(diǎn)電荷soq均勻帶電球面Qoso球?qū)ΨQQ均勻帶電長(zhǎng)直線s均勻帶電長(zhǎng)圓柱面s軸對(duì)稱ls均勻帶電大平面s面對(duì)稱s環(huán)路定理2、靜電場(chǎng)環(huán)路定理靜電場(chǎng)是保守力場(chǎng)，可引入電勢(shì)能→電勢(shì)。靜電場(chǎng)力是保守力或靜電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)。

L0hEdl四、注意點(diǎn)E是矢量，疊加時(shí)要考慮方向（各分量在一直線時(shí)，可代數(shù)加減）；U是標(biāo)量，疊加時(shí)直接求代數(shù)和；E=0，U≠0（場(chǎng)強(qiáng)為零的點(diǎn)，電勢(shì)不一定為零）1、2、計(jì)算量電場(chǎng)量計(jì)算方法電場(chǎng)強(qiáng)度電勢(shì)疊加法定義法高斯定理疊加法解題方法（三步曲）：1.分析場(chǎng)的對(duì)稱性；2.取高斯面；3.由高斯定理列方程求解.1.首先要確定場(chǎng)強(qiáng)的分布；2.其次要選擇正確的積分路徑.3.還要注意積分路徑上場(chǎng)強(qiáng)是否分段.典型電場(chǎng)幾種典型電場(chǎng)帶電體電場(chǎng)分布電勢(shì)分布點(diǎn)電荷均勻帶電球面(總電量Q,半徑R)無(wú)限大均勻帶電平面(電荷面密度σ)無(wú)限長(zhǎng)均勻帶電直棒(電荷線密度λ)球面內(nèi)球面外同心均勻帶電球面例1D關(guān)于高斯定理的理解有下面幾種說(shuō)法，其中正確的是：（A）如果高斯面上處處為零，則該面內(nèi)必?zé)o電荷。（B）如果高斯面內(nèi)無(wú)電荷，則高斯面上處處為零。（C）如果高斯面上處處不為零，則高斯面內(nèi)必有電荷。（D）如果高斯面內(nèi)有凈電荷，則通過(guò)高斯面的電通量必不為零。（E）高斯定理僅適用于具有高度對(duì)稱性的電場(chǎng)。[]EdsqiSe01sqcosdsEs內(nèi)se例qcosdsEsEdssqiSe01內(nèi)se高斯定理的應(yīng)用例求均勻帶電球面的場(chǎng)強(qiáng)分布rR帶電球面外大小必相等sE面上各點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)方向與正交s（與面元法線同向）rsRs電荷面密度OEPrRqcosdsEsEdssqiSe01內(nèi)se高斯定理的應(yīng)用作同心球面s由高斯定理Edss1e0feqiS內(nèi)s為高斯面（如圖所示）得E2p4r1e0p4s2R1e0QOeE2rs2RQp4Oe2rE,2p4rfep4s2RQ球面總電量qiS內(nèi)s續(xù)上qcosdsEsEdssqiSe01內(nèi)se高斯定理的應(yīng)用例rR帶電球面內(nèi)求均勻帶電球面的場(chǎng)強(qiáng)分布rsRs電荷面密度OE0rR由高斯定理EqiSdss1e0E2p4r0內(nèi)iferR帶電球面外OeE2rs2RQp4Oe2rrR0RErE0Er182qcosdsEsEdssqiSe01內(nèi)se高斯定理的應(yīng)用簡(jiǎn)例例已知+a2ddq+-q至于具有連續(xù)點(diǎn)荷分布的帶電體，其電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)可用點(diǎn)電荷電勢(shì)積分法求解。求點(diǎn)處的電勢(shì)aa-q0e4p1d3q0e4p1d-6q0epdU解法提要電勢(shì)疊加法例3外r外8hdr外Er外8r20e4pQdr0e4pQr外與成反比r外U例用電勢(shì)定義法求均勻帶電薄球殼內(nèi)、外空間的電勢(shì)分布08R+r20e4pQdr0e4pQR不變量+E內(nèi)hdrr內(nèi)R8外EhdrR+RQ薄球殼088r內(nèi)r外PP外Er20e4pQE內(nèi)0解：由高斯定理可知場(chǎng)分布（r<R）（r>R）選U08內(nèi)Ehdrr內(nèi)U8E=0，U≠0例“無(wú)限大”均勻帶電平面的場(chǎng)強(qiáng)分布電荷面密度ss2e0E由高斯定理例例求向左向右向右解：先規(guī)定正方向：向右為正，向左為負(fù)x11章小結(jié)導(dǎo)體一、靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體第11章靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)1、導(dǎo)體置于電場(chǎng)E0中要產(chǎn)生靜電感應(yīng)，最后達(dá)到靜電平衡。導(dǎo)體靜電平衡的條件：導(dǎo)體內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零。導(dǎo)體靜電平衡時(shí)性質(zhì)：E1）表面附近的⊥表面2）電荷分布在表面e0Esq內(nèi)03）導(dǎo)體為等勢(shì)體，表面為等勢(shì)面2、靜電屏蔽：接地的空腔導(dǎo)體隔離了腔內(nèi)、外電場(chǎng)之間的靜電作用。3、靜電平衡時(shí)求解依據(jù)：靜電平衡條件電荷守恒求場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)的方法三、電容器電容器的電容AUBUCQ與極板形狀、尺寸、相對(duì)位置及介質(zhì)有關(guān)電容器的能量CWe2Q22C2QC2QABABABUUU求電容的方法1）設(shè)兩極板帶電＋Q、－Qs±)(或2）用高斯定理求極板間E3）求極板間電勢(shì)差A(yù)BEldABUUABCQ4）由定義求電容C一平行板電容器，兩板相距為d，對(duì)它充電后與電源斷開，然后把電容器的極板間距增大到2d，則A.電容器電容增大一倍B.電容器所帶電量增大一倍C.電容器兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)度增大一倍D.儲(chǔ)存在電容器中的電場(chǎng)能量增大一倍例，【分析】充電后與電源斷開Q不變，極板間距電容器能量Q不變用∴能量增加一倍P29選2OR2R1q2q1abqOqq+QIIIIIIEI20e4pr,EIII20e4pr+0EIIq1q2q10e4p0e4p+Uq1q2R1R1R20e4p+Uq1q2R2R2２）同心導(dǎo)體薄球殼１）導(dǎo)體球殼EI20e4prq,EIII20e4prq+Q0EIIUabU0e4pbq+Q8drb20e4prq+QU殼則UR2IIIIIIEI導(dǎo)線連接兩球殼，即二者電勢(shì)相同EIII0EII，20e4pr+q2q1Ep＝帶電量為＋Q的導(dǎo)體球A的外面，套一個(gè)同心的不帶電的導(dǎo)體球殼B（如圖），則球殼外P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度Ep＝，若將球殼B接地，則例由高斯定理知接地后B球殼外面+Q被大地中和，內(nèi)球殼-Q與導(dǎo)體球A在P點(diǎn)合場(chǎng)強(qiáng)為0【分析】?jī)蓚€(gè)同心金屬球面，半徑分別為R和R2R1＜R2(),分別帶電量q1q2和,內(nèi)球電勢(shì)U1=外球面電勢(shì)為U2=若用導(dǎo)線將兩帶電球面連接，它們的電勢(shì)為例內(nèi)球面電勢(shì)外球殼電勢(shì)導(dǎo)線連接內(nèi)、外球面時(shí)，成為等勢(shì)體，電荷只能分布在R2外球殼的表面內(nèi)部E=0【分析】畢薩定律一切磁現(xiàn)象都起源于電流或運(yùn)動(dòng)的電荷。二、畢奧—薩伐爾定律一、磁本質(zhì)r0是單位矢量IldldaBdI<α<0180。方向rdlI0大小Bd=sinr24pm0IldaBdP.raIIldBdB積分得一段電流磁場(chǎng)求多段載流體的磁場(chǎng)iSiBB第12章穩(wěn)恒磁場(chǎng)矢量式=r24pm0IldBdr0=r34pm0Ildrr=rr0右手法則IldIldaBd的方向rdlI0Bd四指拇指電流磁場(chǎng)——適用于圓（弧形）電流磁場(chǎng)電流——適用于直電流右手法則確定磁場(chǎng)方向B直電流三、典型磁場(chǎng)NI出M進(jìn)IYaa2a1oldlraPBda是點(diǎn)到導(dǎo)線PB？Ba4pm0IBa2pm0Ia10a2p1、無(wú)限長(zhǎng)2、半無(wú)限長(zhǎng)a10a2pa2a1或B03、在導(dǎo)線延長(zhǎng)線上Pa1a2p20或a1a2pp2aa14pm0I(cosa(cos24pm0dBIr2asinldBdB載流直導(dǎo)線的磁場(chǎng)圓電流aIOBOBO=ldOBdO4pm0I2R=2pR4pm0I2R=2pR=m0I2RBO=m0I2R本題rRa90,=4pm0IldBdO2R得圓電流圓心處的磁場(chǎng)BO的大小、方向Rld1、匝圓電流NBO=m0I2RNl弧有電流,圓心角為θ2、任一段圓弧電流ROlθIBO=m0I2RlR=m0I2Rθ2π2π典型磁場(chǎng)IaBBpm0Ia2掌握典型磁場(chǎng)無(wú)限長(zhǎng)理解B4pm0Iaa1a2(cos(cosIaB有限長(zhǎng)a2a1Bpm0Ia4IaBIaB半無(wú)限長(zhǎng)半無(wú)限長(zhǎng)IB延長(zhǎng)線上B0BO=m0I2RRO0BROI.θBO=m0I2Rθπ2BO=m0I2Rlπ2Rla是場(chǎng)點(diǎn)到也用表示。r例1ABCD對(duì)CD：對(duì)BC弧：B4pm0Iaa1a2(cos(cos一段直電流的磁場(chǎng)B02m0IR圓電流圓心的磁場(chǎng)解對(duì)AB：例2ABCDB4pm0Iaa1a2(cos(cos一段直電流的磁場(chǎng)B02m0IR圓電流圓心的磁場(chǎng)解對(duì)無(wú)限長(zhǎng)ABCD：對(duì)BC?。簩?duì)補(bǔ)償?shù)闹盉C：例3方向指向紙外對(duì)延長(zhǎng)線對(duì)半無(wú)限長(zhǎng)是半圓弧，對(duì)例BO?高斯定理1、磁通量dFsdBqFmmcossB.sdssB.sFmsBqcossB均勻磁場(chǎng)非均勻磁場(chǎng)2、穩(wěn)恒磁場(chǎng)高斯定理磁場(chǎng)是無(wú)源場(chǎng)FmB.sds0三、穩(wěn)恒磁場(chǎng)基本定理磁場(chǎng)線是閉合的，對(duì)封閉曲面，穿進(jìn)與穿出曲面的磁場(chǎng)線數(shù)目相等例4dFsdBqFmmcossB.sdssI例求磁通量Fmbdasddrrr0FdmmFdBsdmop2IrbdrFFdd+admop2Irdrlnmop2Ib+addmmbBmop2Irsdbdr解：環(huán)路定理S0miIBhdll的代數(shù)和所圍電流l的環(huán)路積分B沿l0m乘3、安培環(huán)路定理的環(huán)路積分只與環(huán)內(nèi)電流有關(guān),與環(huán)外電流無(wú)關(guān)。是閉合環(huán)路內(nèi)電流的代數(shù)和。IiSB是環(huán)路l上任一點(diǎn)的磁場(chǎng)，是環(huán)內(nèi)、外所有電流的產(chǎn)生磁場(chǎng)的矢量和。B右手螺旋關(guān)系：四指沿環(huán)路l方向，大拇指的指向?yàn)橐?guī)定電流正方向。電流的正負(fù)相對(duì)規(guī)定正方向而言。I流向與繞向成右手螺旋關(guān)系時(shí)為正；lI反之為負(fù)I定理說(shuō)明穩(wěn)恒磁場(chǎng)是非保守場(chǎng)求對(duì)稱場(chǎng)B：①分析場(chǎng)的對(duì)稱性；②取閉合環(huán)路；③由定理列方程求B。例5例已知I12IA53lBhdl1lBhdl2lBhdl3lI12I1l2l則I12I0m-0mI12I-0m（（（（Bhdl1lBhdl2lBhdl3l解0m50-0m5例6D解：應(yīng)用舉例安培環(huán)路定理的應(yīng)用舉例IrPPrrrrPPIB求((r分布IIPP螺線管IIPP螺線環(huán)內(nèi)部的BS0miIBlhdl應(yīng)用小結(jié)安培環(huán)路定理的應(yīng)用舉例IrPIIPP螺線管內(nèi)部的BS0miIBlhdlBI2p0mr無(wú)限長(zhǎng)直電流的分布B長(zhǎng)直螺線管外部磁場(chǎng)B≈0長(zhǎng)直螺線管內(nèi)部沿軸線磁場(chǎng)BIn0m安培力四、洛侖茲力五、安培定律qsinBF=q大小v方向Bqv=FBqv(叉乘式中帶正負(fù)號(hào))q大?。悍较颍河沂致菪蜃笫侄▌t非均勻磁場(chǎng)中FsinθIldB，載流導(dǎo)線受力大?。簂FBIsinθ均勻磁場(chǎng)中方向：右手螺旋或左手定則載流彎曲導(dǎo)線,為導(dǎo)線起點(diǎn)到終點(diǎn)的等效直線段的長(zhǎng)度。均勻磁場(chǎng)中載流線圈受磁場(chǎng)力為0。FdIldBF()lFdIldBFIlBl()所有方向相同時(shí)dF方向：電流起點(diǎn)→終點(diǎn)對(duì)載流直導(dǎo)線，為直導(dǎo)線長(zhǎng)度。lll安培力BORIabcI，一段載流彎曲導(dǎo)線受磁場(chǎng)力等效于I連接導(dǎo)線兩端的載直導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力B均勻且θ90FacFabcFac2RBIFabc均勻磁場(chǎng)中同向電流均勻磁場(chǎng)中載流線圈受磁場(chǎng)力為0BORIabcI例9B例16BI1I2dl解法提要的磁場(chǎng)分布為I1B2p0mrI1FFdrdrI22p0mI1dd+l1I22p0mI1lnd+ldI2上任一段電流元受的力sinFdθI2Bdrθ90I22p0mrI1dr,Fdrrdr例有一段長(zhǎng)度為載流為的導(dǎo)線,在無(wú)限長(zhǎng)直電流的磁場(chǎng)中,求導(dǎo)線所受磁力F導(dǎo)線與垂直,近端距為.I1lI2I1dI1I2r0垂直向上垂直向上計(jì)算量計(jì)算方法磁感應(yīng)強(qiáng)度疊加法安培環(huán)路定理解題方法（三步曲）：1.分析場(chǎng)的對(duì)稱性；2.取閉合環(huán)路并確定繞向3.由定理列方程求解.1.首先要確定有幾個(gè)磁場(chǎng)；2.其次要選擇正確的磁場(chǎng)公式；3.還要注意疊加時(shí)方向的影響.計(jì)算量注意：磁通量均勻磁場(chǎng)非均勻磁場(chǎng)1.取面元；2.求元通量；3.積分求通量。安培力均勻磁場(chǎng)非均勻磁場(chǎng)1.確定磁場(chǎng)分布、受力對(duì)象；2.沿取微元，3.積分求力，判斷方向當(dāng)時(shí)，方向由叉乘或左手定則判定直載流導(dǎo)線彎曲載小測(cè)驗(yàn)1RabcdeoI求的大小和方向。BpII1I2==2.長(zhǎng)直載流導(dǎo)線，1.載流導(dǎo)線，IBo求的大小和方向。3.如圖，求和邊所受BCCA磁力大小和方向。dABCabI1I2oPrrxllI1I2解1求的大小和方向。BpII1I2==題：長(zhǎng)直載流導(dǎo)線，B1B2oPrrxllI1I2θθθyxBP方向：y軸正向4.如圖，求矩形線框中的磁通量。babIL1L2L3I3I25.如圖，填空：Bhdl1lBhdl2lBhdl3l2電磁感應(yīng)1、楞次定律感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)，總是反抗回路中原磁通量的變化?！袛喔袘?yīng)電流或感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向2、法拉第電磁感應(yīng)定律——計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小數(shù)學(xué)表達(dá)式：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)idtFdε負(fù)號(hào)是楞次定律的數(shù)學(xué)表達(dá)。匝線圈NyFN磁鏈均勻磁場(chǎng)非均勻磁場(chǎng)sByFNNB.sdsyFNNN()idFtddFNtdydtdε一、電磁感應(yīng)基本定律第13章電磁感應(yīng)回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流（電動(dòng)勢(shì)）必要條件是要有磁通量的變化！兩類電動(dòng)勢(shì)1、動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)——計(jì)算導(dǎo)線棒或線圈運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的公式i動(dòng)生()lvBdl方向：()vB的方向αβ是與的夾角。vB式中是與的夾角，vBdl常用公式i動(dòng)生lvBdlsinαcosβ二、兩類電動(dòng)勢(shì)微元沿運(yùn)動(dòng)導(dǎo)線棒取dl，積分沿棒長(zhǎng)方向進(jìn)行。運(yùn)動(dòng)導(dǎo)線棒產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的必要條件：切割磁場(chǎng)線。i動(dòng)生Blvdl⊥i動(dòng)生Blvdl⊥或也可構(gòu)造閉合回路求解i動(dòng)生方向：導(dǎo)體內(nèi)部正電荷運(yùn)動(dòng)方向vB可通過(guò)判斷2、感生電動(dòng)勢(shì)感生電場(chǎng)是非保守場(chǎng)、無(wú)源場(chǎng)（由變化的電場(chǎng)激發(fā)），不同于靜電場(chǎng)。dtFdi感生LdlEBabldabcosqldabEBEB對(duì)于一段有限長(zhǎng)導(dǎo)線，感生電場(chǎng)求解方法：1.2.構(gòu)造閉合回路i感生dtFd計(jì)算量計(jì)算方法楞次定律判定方向的步驟：1.判斷回路中原磁通量的變化2.判斷感應(yīng)電流磁場(chǎng)的方向3.右螺關(guān)系判定感應(yīng)電流定律法拉第電磁感應(yīng)定律1.兩個(gè)磁場(chǎng)：回路中原磁場(chǎng)、2.“反抗（阻礙）”不等于注意：?jiǎn)卧褜?dǎo)線匝導(dǎo)線N磁鏈計(jì)算步驟：1.計(jì)算穿過(guò)回路的磁通量；2.計(jì)算磁鏈；3.代入公式計(jì)算.εi4.由楞次定律判定方向.動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)式中是αβ的夾角；是與的夾角。計(jì)算步驟：1.沿運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體棒??；2.確定與；3.代入公式計(jì)算.εi4.由判定方向.αβ例1兩根無(wú)限長(zhǎng)平行直導(dǎo)線載有大小相等方向相反的電流I，I以dI/dt

變化率增長(zhǎng)，一矩形線圈位于導(dǎo)線平面內(nèi)（如圖），則（A）線圈中無(wú)感應(yīng)電流（B）線圈中感應(yīng)電流為順時(shí)針?lè)较颍–）線圈中感應(yīng)電流為逆時(shí)針?lè)较颍―）線圈中感應(yīng)電流不確定I12例.×＞BdI/dt↑dB/dt↑dB/dt↑dΦ/dt↑B0mIp2r感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)，總是反抗回路中原磁通量的變化?；芈分挟a(chǎn)生感應(yīng)電流必要條件是要有磁通量的變化！例2

2．半徑為R的無(wú)限長(zhǎng)密繞螺線管，單位長(zhǎng)度的匝數(shù)為n，通以交變電流i＝Imsinωt

，求圍在管外的同軸圓形回路（半徑為r）上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。解：對(duì)于長(zhǎng)直螺線管，BRrIIPP長(zhǎng)直螺線管外部磁場(chǎng)B≈0內(nèi)部磁場(chǎng)沿軸線BIn0m例動(dòng)生)vBldl應(yīng)用)iBIm02p()r0+vtdl任設(shè)向上Im02p()r0+vtvL0I0rvtt0tBr0vLt求時(shí)刻動(dòng)棒的動(dòng)生i與原設(shè)方向相同,向上動(dòng)生i()vBdl動(dòng)生i0LvBsin90cosdl00LvBdlvBL0L()vBld例OaBLOaBLwaqsOaBLwapLs2q2pL2q2FBsL2q2BiFdtd感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小L22B1qddtL22B1w楞次定律判斷i由到Oa用和楞次定律解iFdtd用i動(dòng)生l()vBdl解OaBLOaBLwavldl()vBlwvBdlBdl21LBw0ldlBwL2設(shè)積分路線由到Oadi動(dòng)生)vBdl)Bv()vBdli動(dòng)生)vBldl)0i動(dòng)生與原設(shè)同向,由到Oa例Ir0Lv動(dòng)生)vBldl應(yīng)用)i求動(dòng)棒的i動(dòng)生0rrdrBBIm02prldrddldl任設(shè)向右，()vBdl動(dòng)生di()vBvBsincos90dl180Im02prvrdvIm02pr0Lr0rrd動(dòng)生ivIm02plnr0Lr00與原設(shè)方向相反,動(dòng)生i向左例某時(shí)刻t線圈的磁通量FFdFsdB.2lx0+x0dx.I2pm0l1xt()Ipm0l12ln2lx0+x0t()此時(shí)線圈的總感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小iiFdtd0.01m0l1p22lx0+x0dIt()dtlnl1m0p22lx0+x0ln()tBt()It0.01靜止1l2lx0xXxdI2xpm0B1dslxd0由楞次定律判斷,回路感應(yīng)電流為反時(shí)針?lè)较?產(chǎn)生與原磁場(chǎng)相反的磁場(chǎng),反抗磁通量的增加.i因此,回路總感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向?yàn)榉磿r(shí)針?lè)较?例一種簡(jiǎn)單而基本的場(chǎng)分布EB的長(zhǎng)圓柱型均勻磁場(chǎng)激發(fā)的場(chǎng).0Bddt（增長(zhǎng)）EBB()tOrrOB()tRREBEBOrREBEBEBdldFdtEdFdt,2prBdFdt2pr1EBRrBF2pr,rRBF2pR,BddtB2rEB2r2RddtBE例求下圖棒上的感生電動(dòng)勢(shì)ab應(yīng)用RrddtB2rEBdtBd0ORabBl()aEBEBORabBhl()bORabBhqrqlEBEBl()aabEild0ab與處處垂直EB0lldddtB2hddtB2hlb端電勢(shì)高cosqrh()babldabcosqldabldddtB2rcosqabEBEB例用iFdtd和輔助線法,求上述類型變化磁場(chǎng)中導(dǎo)體的i感生求ab導(dǎo)體上的i感生大小和方向回路的面積沿半徑方向作輔助線OabO、組成回路OabO解法提要s21hl212R2((l2l楞次定律判斷回路感應(yīng)電流反時(shí)針流向B因空間均勻BFsiFdtdsdtdB回路感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小212R2((l2lk沿半徑方向線段與EB垂直,生感電動(dòng)勢(shì)為零.ab的i感生212R2((l2lk方向:ablORabB已知dtBd0kdtBd0khO楊氏干涉s12sox1234暗紋dD5中央l1234暗紋5ddxDxrlDd條紋間距xl+kDdld+k()12k0,,k0為中央明紋x2l+k()12Ddd+2lk()12(k)12,無(wú)零級(jí)暗紋二、楊氏雙縫干涉雙縫干涉：一、基本概念光程差2L1Ld相位差rj2pld21jjnr22nr11L=nl光程Lj2pljLl2p第15章光波的干涉薄膜干涉三、薄膜干涉——垂直入射時(shí)反射光干涉ddo+d2en2+02l反射條件相同不同反射條件反射光干涉的光程差明紋條件：dlk2l+k1()2d暗紋條件：()12k0,,(k)12,干涉加強(qiáng)（明紋）、減弱（暗紋）條件薄膜2n1n3n12附加光程差當(dāng)或時(shí)2n1n3n>〈2n1n3n<>當(dāng)或時(shí)2n1n3n>>2n1n3n<<反射條件不同dl2反射條件相同d0是真空中的波長(zhǎng)；l的取值要根據(jù)具體情況而定。k非平行薄干涉（二）非平行膜干涉——劈尖干涉一個(gè)對(duì)應(yīng)一個(gè)確定的膜厚kk+1l2n2reeek相鄰條紋間距2n2sinql2n2ql≈兩相鄰條紋膜厚差ekn21.0空氣劈尖l2rerl2sinql2ql≈rlresinqe是變量；ddo+d2en2+02l反射條件相同不同反射條件明紋條件：dlk2l+k1()2d暗紋條件：()12k0,,(k)12,增反膜ddo+dlk——反射光加強(qiáng)干涉（一）平行膜干涉e是常量；增透膜ddo+d——反射光相消干涉2l+k1()2k②取最小值，emin求。k③取合理值，λ求可見光。①正確寫出。δ相關(guān)題型：例2n11.00n21.25n31.55l500nm反射光相消干涉emin？1((n11.33n31.55n21.25白光最強(qiáng)可見光的l？沒(méi)入水中2((1((d2en2+02+k1()l2解法提要2n3n1n相消干涉k時(shí)得0e4n22+k1()l,100nmmine4n2l有2((2n3n1n相長(zhǎng)干涉d2en2+kll2lk10,為負(fù)值,不合理.k1,l500nm1k2,l167nm可見不可見500l4n2mine2k1()2k1()nm有例3求：（1）劈尖膜的最大厚度。sinqtanq≈emaxLL解：又rl2n2sinqlemaxL2n2lrl∴qn2rlemaxLn1n3l2n1n>（2）當(dāng)且時(shí)，2n3n>第2條明條紋對(duì)應(yīng)的薄膜厚度為多少？從劈尖頂開始，第2條明條紋k2∴e24ln23d+2en22lkl∴()12k,,32n1n3n>〈解：第2條暗條紋例3求：（1）劈尖膜的最大厚度。sinqtanq≈emaxLL解：又rl2n2sinqlemaxL2n2lrl∴qn2rlemaxLn1n3l2n1n>（2）當(dāng)且時(shí)，2n3n>第2條暗條紋對(duì)應(yīng)的薄膜厚度為多少？從劈尖頂開始，第2條暗條紋k1∴e12ln2d+2en22l∴()01k,,32n1n3n>〈解：2l+k1()2劈尖頂（e=0）處例濾光轉(zhuǎn)盤450475500700600650625675575550525白光束nm波長(zhǎng)連續(xù)變化的入射光束n11.00n21.25n31.57玻璃氟化鎂空氣e例當(dāng)入射波長(zhǎng)為l12l反射光相繼消失500nm700nm時(shí)已知求薄膜厚度e動(dòng)畫office2003續(xù)分別對(duì)消失的兩反射光列式2en22k1((+12l12en2k2((+122l2l1:2l:k2k11相繼消失的級(jí)次條件2ll1因有k1((+12k2((+12l12l1k12((2l得k1(2ll12(+l12l解出500+7002(700500(12004003ek1((+12l122n2((+12350041.25700nmn11.00n21.25n31.57反射光相繼消失波長(zhǎng)l1500nm2l700nm連續(xù)變波長(zhǎng)入射e求e反射光消失條件d0+d2k((+12l解法提要（因兩界面反射條件相同）其中d2en2d00，單縫衍射一、單縫衍射m為半波帶數(shù)目（整數(shù)）sind端aqlm2sinaql2+-2k+-kl()213k,...,,m=2km=2+1ksinaql2+-2k+1()()213k,...,,明紋條件暗紋條件光程差sinaq0中央明紋條件l是真空中波長(zhǎng)。注意：明暗條紋位置()213k,...,,af(k(+l122x明紋位置±x暗紋位置±kaflx中央明紋位置0條紋重合xθ條紋位置和衍射角相同。alfq111Wxx10oWx122oafl中央明紋寬度第16章光波的衍射例1ll2l3231qqqaaa一級(jí)暗紋方向二級(jí)暗紋方向三級(jí)暗紋方向()213k,...,,k為暗紋級(jí)數(shù)sinaq+-klk暗紋公式分為2個(gè)半波帶分為4個(gè)半波帶分為6個(gè)半波帶思考：?jiǎn)慰p處波面對(duì)應(yīng)以下各級(jí)暗紋，分為幾個(gè)半波帶？例3ll2l3231qqqaaa一級(jí)明紋方向二級(jí)明紋方向三級(jí)明紋方向()213k,...,,k為明紋級(jí)數(shù)明紋公式分為3個(gè)半波帶分為5個(gè)半波帶分為7個(gè)半波帶思考：?jiǎn)慰p處波面對(duì)應(yīng)以下各級(jí)明紋，分為幾個(gè)半波帶？sinaql2+-2k+1()明紋條件若在單縫夫瑯禾費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中保持聚焦透鏡不動(dòng)，將縫寬a稍微變寬，同時(shí)將單縫沿圖中X方向稍微上移，則觀察屏上中央亮紋A.變寬，同時(shí)上移B.變窄，同時(shí)上移C.變窄，不動(dòng)D.變寬，不動(dòng)E.變窄，同時(shí)下移F.變寬，同時(shí)下移

0中央亮紋alfq111xx1光柵衍射二、光柵方程——光垂直入射時(shí)主極大條件l是真空中波長(zhǎng)例3光柵方程,213k()0,,,ksinq+ld一級(jí)譜k1sinqld1解法提要ldsinq1546.10.51092.2nm1031.0922mm每毫米刻線數(shù)目dn11031.09221916線mm該光柵每毫米問(wèn)有多少條刻線已知l546.1nmq130一級(jí)譜線光柵小結(jié)第17章光波的偏振1.光的偏振態(tài)自然光線偏振光部分偏振光2.偏振片自然光2I自II自起偏線偏振光3.馬呂斯定律線偏振光I1檢偏線偏振光1馬呂斯定律1Icosa2I2I24.布儒斯特定律ibtanarcn1n2ibr+=90。b反射光是光振動(dòng)⊥入射面的線偏振光，且與折射光垂直。折射光是部分偏振光。小測(cè)驗(yàn)2.在單縫衍射中，藍(lán)光的第三級(jí)暗紋中心剛好與另一單色光第二級(jí)暗紋中心重合。若藍(lán)光的波長(zhǎng)為450nm，求：1）另一單色光的波長(zhǎng)？2）對(duì)應(yīng)藍(lán)光第三級(jí)暗紋單縫能分成幾個(gè)半波帶？1.在相機(jī)鏡頭的玻璃上均勻涂一層增透膜（n=1.30）,為使此增透膜適用于550nm波長(zhǎng)的光，求薄膜的最小厚度。(玻璃n=1.50，光線正入射)3.一束光強(qiáng)為I的自然光依次通過(guò)兩個(gè)偏振片后的光強(qiáng)為,求第二個(gè)偏振片與第一個(gè)偏振片的偏振化方向夾角。I4光的偏振自然光線偏振光PA透振方向入射自然光光強(qiáng)0II1出射線偏振光光強(qiáng)線偏振光線偏振光BP透振方向入射線偏振光光強(qiáng)I出射線偏振光光強(qiáng)I121.一束自然光穿過(guò)偏振片后形成線偏振光，且強(qiáng)度減少一半。2I10I一、光強(qiáng)變化規(guī)律2.一束線偏振光穿過(guò)偏振片后仍是線偏振光，強(qiáng)度變化規(guī)律為馬呂斯定律1Icosa2I2a是入射線偏振光振動(dòng)方向與偏振片偏振化與出射線偏振光振動(dòng)方向的夾角。方向的夾角，或是入射線偏振光振動(dòng)方向入射線偏振光光強(qiáng);出射線偏振光光強(qiáng)I1I2例1例已知MMI1PAINNBPa0II2I122解法提要因1I20I2I1I已知240II1則21Icosa2I馬呂斯定律由即cosa1II222I1I已知?jiǎng)tcosa21a452求aI0I？2？作業(yè)選解4P12P3P0630P1SI2P063P30SI2SI2cos206SI2cos206cos230SI2((2123((22P12P063P30P1SI2P063P30SI2SI2cos206SI2cos206cos230SI2((2123((22續(xù)上P12P063P30P12P3P0630P1SI2P063P30SI2SI2cos206SI2cos206cos230SI2((2123((22P1SI2P063P30SI2SI2cos206SI2cos206cos230SI2((2123((22090303038SI例3P1P3之間的透振方向相互垂直與P10IP3P2I已知0a求a？解法提要P3P2P1aa9020I20Icosa220Icosa2cosa2((90020Icosa2cosa2((90馬呂斯定律1Icosa2INNa1AA1I22MM0A0II1A20I1sina20得,sina0,a4522布儒斯特稱為起偏振角ib或布儒斯特角二、布儒斯特定律ibtanarcn1n2反射光成為線偏振光，其光振動(dòng)垂直于入射面；折射光與反射光的傳播方向相互垂直。折射光仍是部分偏振光，其平行入射面的光振動(dòng)占優(yōu)勢(shì)。ibrb+=90。自然光線偏振光部分偏振光法線ibn1n2入射角ibtanarcn1n2rb注意：和分別是入射光線和折射光線所在媒質(zhì)的折射率。n1n2相應(yīng)題型已知夾角，求光強(qiáng)；已知光強(qiáng)關(guān)系，求夾角。已知反射光的偏振態(tài)和媒質(zhì)折射率，求入射角或折射角。已知反射光的偏振態(tài)和入射角（或折射角），求媒質(zhì)的折射率。計(jì)2例1空氣rr線偏振光n2n2已知r30求n2？ib故30ib9060n2ibtann11.00tan601.732ibtann1n2n11.00反射獲得線偏振光時(shí),解法提要反射線與折射線成90ibr+=90。b選3例2空氣1n2nibit布儒斯特角全反射臨界角1n2n的與1n2n的的關(guān)系ibarctan()2n1n空氣到媒質(zhì)布儒斯特角2n1nibtan2n1n故ibtanitsin1已知it45求ib？ibtgitsin121.4142ibtanarc54.71.4142媒質(zhì)到空氣全反射臨界角2n1nitsin2n1nsin90十八章小結(jié)第十八章m120v2nhAA1.光電效應(yīng)方程Uae遏止U0e逸出U0eAAn0AAh0ln0c逸出功與逸出電勢(shì)差紅限頻率與波長(zhǎng)nhU0UaeAnhe遏止電壓2.康普頓散射公式rll1cosjcm0h()2sinlc22jl0cm0hlc康普頓波長(zhǎng)2.43×10120.00243nmmcm0h電子靜止質(zhì)量普朗克常量真空中光速++eE能量守恒eE0e0e電子增加或獲得的能量或碰后的動(dòng)能光子減少的能量e0eEerEkeEeE0Eer動(dòng)量phlehn能量mc2mc光子方程十九章小結(jié)物質(zhì)波德布羅意波第十九章波動(dòng)性nl，波粒二象關(guān)系德布羅意方程hEnplh粒子性Ep，德布羅意波長(zhǎng)plh低速lm0v