大學(xué)物理下總復(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).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)密度1四.理想氣體的微觀圖象(模型)1.質(zhì)點(diǎn)3.除碰撞外分子間無相互作用:

f=0此外重力可忽略!2.完全彈性碰撞1.分子速度分布的等幾率假設(shè)

速度取向各方向等幾率,即氣體分子沿任一方向的運(yùn)動(dòng)不比其它方向占優(yōu).五.兩條統(tǒng)計(jì)假設(shè)2.分子在各處分布的等幾率假設(shè)無外場時(shí)分子在各處出現(xiàn)的概率相同即平衡態(tài)時(shí),分子數(shù)密度處處相同.或者說,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).2六.氣體分子運(yùn)動(dòng)論的壓強(qiáng)公式

壓強(qiáng)：大量分子碰單位面積器壁的垂直器壁方向平均作用力.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.(2)溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度的量度.3單原子分子雙原子分子多原子分子單原子分子雙原子分子多原子分子2.理想氣體分子為剛性分子八.氣體分子自由度※1.一般氣體分子4九.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5

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6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)

7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182)三種速率每個(gè)系統(tǒng)均存在理想氣體平衡態(tài)有麥?zhǔn)纤俾史植妓?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10一.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)熱力學(xué)基礎(chǔ)11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12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)公式剛性單原子剛性雙原子剛性多原子13(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14重要說明：在熱機(jī)、制冷機(jī)部分由于實(shí)際中的需要或說是習(xí)慣無論是吸熱還是放熱一律取正值則熱機(jī)效率和制冷系數(shù)寫成：同理:15四.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.1.卡諾熱機(jī)熱流圖PV圖過程由兩條絕熱線和兩條等溫線組成16卡諾熱機(jī)效率卡諾制冷機(jī)制冷系數(shù)17五.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18六.熱力學(xué)第二定律的宏觀表述(相互溝通)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))

說明1)自然過程具有方向性,從熱力學(xué)幾率小(無序小)向熱力學(xué)幾率大(無序大)的方向進(jìn)行,2)宏觀上認(rèn)為不可能出現(xiàn)的狀態(tài)在微觀上認(rèn)為是可能的只不過幾率太小而已3)熱定律是統(tǒng)計(jì)規(guī)律(與熱定律不同)196.1mol氮?dú)?視為理想氣體)作如圖所示的循環(huán)abcd，圖中ab為等容線，bc為絕熱線，ca為等壓線，求循環(huán)效率：解,氮?dú)庥山^熱方程:207.如圖所示abcda為1mol單原子理想氣體進(jìn)行的循環(huán)過程，求循環(huán)過程中氣體從外界吸收的熱量和對外作的凈功。解系統(tǒng)吸熱系統(tǒng)放熱系統(tǒng)對外做靜功21振動(dòng)一、簡諧振動(dòng)1.特征方程2.位移3.速度4.加速度225.旋轉(zhuǎn)矢量6.振幅和初相的確定稱為初始條件237.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:24二、振動(dòng)的合成1.同頻同方向振動(dòng)合成矢量圖解法252.同頻垂直振動(dòng)3.兩頻率相近的同方向振動(dòng)的疊加——拍4.不同頻率垂直振動(dòng)的合成——李薩如圖26習(xí)題集p50題2.如圖為用余弦函數(shù)表示的一質(zhì)點(diǎn)作諧振動(dòng)曲線,振動(dòng)圓頻率為,從初始狀態(tài)到達(dá)狀態(tài)a所需時(shí)間為

解:對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)矢量圖,27習(xí)題集p50題5.勁度為K1的輕彈簧與勁度為K2的彈簧如圖連接,在K2

的下端掛一質(zhì)量為m的物體,(1)證明當(dāng)m在豎直方向發(fā)生微小位移后,系統(tǒng)作諧振動(dòng)。

(2)將m從靜止位置向上移動(dòng)a,然后釋放任其運(yùn)動(dòng),寫出振動(dòng)方程(取物體開始運(yùn)動(dòng)為計(jì)時(shí)起點(diǎn),X軸向下為正方向)解:等效勁度系數(shù)平衡點(diǎn):28建立圖示坐標(biāo)系.o平衡點(diǎn)(2)設(shè)振動(dòng)方程為:29波動(dòng)——擾動(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)傳播傳播的速度。波數(shù)：一、波動(dòng)的基本概念303.平面簡諧波運(yùn)動(dòng)學(xué)方程：取負(fù)號(hào)朝+x方向傳播；取正號(hào)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：31

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：波的強(qiáng)度(波能流密度):4.動(dòng)力學(xué)方程：32

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33(3).干涉加強(qiáng)與減弱的條件:34

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。

在駐波中，各質(zhì)點(diǎn)的振幅各不相同，振幅最大的點(diǎn)稱為波幅，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?！v波的特點(diǎn)35

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)到各自的極大值，又同時(shí)達(dá)到各自的極小值；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。36習(xí)題集P55題5.已知一沿X軸正方向傳播的平面余弦橫波,波速為20cm/s,在t=1/3s時(shí)的波形曲線如圖所示,BC=20cm,求:

(1)該波的振幅A、波長λ和周期T；(2)寫出原點(diǎn)的振動(dòng)方程;

(3)寫出該波的波動(dòng)方程.37解:(1)(2)設(shè)o點(diǎn)的振動(dòng)方程為:(3)波動(dòng)方程:38★光的干涉一、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x與折射率n的乘積nx.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39三、楊氏干涉（分波前干涉）1.條紋中心4.位相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5.相干光疊加后光強(qiáng):402.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.等傾干涉明紋中心暗紋中心412.等厚干涉等傾干涉條紋特點(diǎn)：①圓心的干涉級(jí)k最高，離圓心越遠(yuǎn)k越低；②中央疏邊緣密并隨e的增加而條紋變密。明紋中心暗紋中心

條紋特點(diǎn):

僅由等厚線決定，等厚條紋正是由此而得名。42①劈尖干涉明紋中心暗紋中心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,43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)明紋半徑暗紋半徑明紋半徑暗紋半徑空氣牛頓環(huán),44一、單縫的夫瑯禾費(fèi)衍射★光的衍射中央亮紋暗紋亮紋注意：45二、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：主極強(qiáng)的半角寬度：眼睛或望遠(yuǎn)鏡的最小分辨角:眼睛或望遠(yuǎn)鏡的分辨率(分辨本領(lǐng))R:缺級(jí)：k級(jí)主極大缺級(jí)46色分辨本領(lǐng)角色散本領(lǐng)四、X射線在晶體上的衍射布拉格條件(公式)47一、起偏和檢偏1、偏振片光學(xué)元件一束光入射到偏振片上,只有與其透光方向同向的光矢量或光矢量在該方向的分量通過.2、起偏和檢偏偏振化方向透振方向光強(qiáng)變化★光的偏振48二、馬呂斯定律偏振化方向透振方向光強(qiáng)變化49二、布儒斯特定律布儒