大学物理复习提要

11大学物理复习提要考试时间：2014.6.19(周日)9:00-11:00第三篇热学•第四篇振动与波•第五篇光学•近代物理量子物理学基础热学知识结构研究物质热现象和热运动规律微观理论宏观理论气体分子运动论热力学以物质的原子、分子结构概念和分子从能量观点出发，研究物态变化热运动为基础，用统计方法解释物质过程中热功转换的关系和条件宏观热现象及规律，建立微观物理量与宏观物理量之间的关系一.压强1.理想气体物态方程摩尔气体常量玻尔兹曼常数2.压强的物理意义压强是大量分子对时间、对面积的统计平均结果.二.温度1.分子平均平动动能2.温度T的物理意义1）温度是分子平均平动动能的量度（反映热运动的剧烈程度）.2）温度是大量分子的集体表现，个别分子无意义.3）在同一温度下，各种气体分子平均平动动能均相等。三.麦克斯韦气体速率分布定律麦氏分布函数（概率密度）分布于区间的分子数与总分子数之比概率密度归一化四.三种统计速率NkTRTNNRTMmpVA11KmolJ31.8RnkTnpk32123AKJ1038.1NRk)32(2321k2knkTnpkTmv22232e)π2(π4dd)(vvvvkTmkTmNNf2~1NNf21d)(vv1d)(0vvfmkTMRTmkT41.122pvmkTMRTmkT60.1π8π8vmkTMRTmkT732.1332v2pvvv22五.能量均分定理气体处于平衡态时，分子每一个自由度都平均地分配的动能.分子的平均能量自由度数目刚性分子能量自由度分子,自由度平动转动总单原子分子303双原子分子325多原子分子336六.理想气体的内能理想气体的内能：全部分子平均动能之和（分子内原子间的势能可以忽略）.1mol理想气体的内能理想气体的内能理想气体内能变化七.热力学第一定律1.热力学第一定律:系统吸收热量,Q0;系统放出热量,Q0；系统对外界作功,A0；外界对系统作功,A0；系统内能增加,E0；系统内能减少，E0.2.应用（1初态，2末态）过程方程Q△EA附等容PT-1=常量m/MCv,m(T2-T1)m/MCv,m(T2-T1)0Cv,m=iR/2等压TV-1=常量m/MCp,m(T2-T1)m/MCv,m(T2-T1)P(V2-V1)Cp,m=Cv,m+R等温P1V1=P2V2m/MRTV2/V10m/MRTV2/V1八.热力学第二定律1.可逆过程和不可逆过程2.热力学第二定律的两种表述（1）克劳修斯表述：不可能把热量从低温物体自动传到高温物体而不引起外界的化.（2）开尔文表述：单一热源（温度处处一致的热源）吸热使之完全转变为功是不的。九.熵1.意义:熵是系统无序性的量度。2.熵变：kT21kTi2vrtitriRTikTiNNE22AAmolMmRTiMmE2TRiMmE2dAdEdQAEQ.,2112TdQdSTdQSS或12,ln)1(TTCMmSmV等容过程12,ln)2(TTCMmSmP等压过程12ln)3(VVRMmS等温过程333.熵增加原理：孤立系统：4.热力学第二定律的统计意义：孤立系统总是由热力学概率小（熵值小）的态向热力学概率大（熵值大）的态进行。振动与波知识结构机械振动机械波定义产生条件三个特征量描述：函数表式，能量能量的特点传播：惠更斯原理，衍射同方向同频率简谐振动的叠加：波的独立性和叠加合成性原理，干涉机械振动与机械波知识点回顾一、简谐振动的表达式及确定方法：然后确定三个特征量：、A、旋转矢量法确定：先在X轴上找到相应x0，有两个旋转矢量，由的正负来确定其中的一个二、简谐振动的判定分析步骤：1、找到平衡位置O，建立坐标系；2、沿X轴正方向移动一小位移x；3、证明三、简谐振动的能四、简谐振动的合成同方向、同频率的两个简谐振动的合成：.dS0)(costAx,,0,,002,00,000000AxAxvvv或下半圆，上半圆，0dd).2(dd).1(22222xtxxtxkxFxtx222dd2max22221212121mvkAkxmvUEEUEkk总能量为势能动能2211221112212221coscossinsintg)(cos2AAAAAAAAA44五、机械波的产生及条件：(1)波源,(2)媒质.机械波的传播实质是相位(或振动状态)的传播,质量并不迁移六、波动表达式及确定方法：①先写出标准表达式②a.代入已知点，比较确定标准表达式中的即可b.先求出原点的振动方程，再将t换成tx/u即可；c.直接从已知点的振动相位传播求出传播方向任一点的振动方程----波动方程。七、机械波的合成：相干条件：①频率相同②振动方向相同③相位差恒定波动光学知识结构光的干涉光的衍射光的偏振一.光的干涉1.光程与光程差计算2：相位差与光程差的关系2.杨氏双缝干涉实3.薄膜干涉——平行膜光线垂直入射：0i4.1非平行膜：等厚干涉——劈尖])([cosuxtAycos2212221AAAAAmin21minmax21max1212,,)12(,,22IAAAkIAAAkrrndL:光程差xDdk,2,1,0k2)12(k暗）（明21220sin222122kkinne,2,1,0k暗）（明2122022kken暗）（明212202)1(2kken55（2）两相邻条纹间劈尖的厚度差（3）条纹间距4.2非平行膜：等厚干涉——牛顿环二、单缝衍射1．单缝衍射公式注意：k从1开始（半波带法）2．条纹宽度计算三、光栅衍射1．光栅方程k=0,1,2,3···2．最大级数3．缺级,2,1,0k1k22sinnl暗）（明212202)1(2kken暗明暗纹公式kRRk212)2(22222)(eeReRRr02eeR中央明纹明纹暗纹0sin),2,1(2)12(sin),2,1(sinakkakka)tansin(tanfx)(2210中央明纹的线宽度afxx)(2210中央明纹的角宽度a)(1其它条纹线宽度afxxxkkk)(0其它条纹的角宽度a明kbasin)()tansin(tan注意：通常fx)ba(kmaxkabakkakba)(sinsin)(66四、光的偏振1．偏振态①线偏振光②自然光③部分偏振光2．起偏（1）反射和折射起偏--布儒斯特定律（2）二向色性—偏振片起偏3．检偏—马吕斯定律20212cos21cosIII量子物理学基础一.黑体辐射普朗克量子假设能量子普朗克常量二.光电效应（1）“光量子”假设光子的能量为（2）爱因斯坦方程三.康普顿效应康普顿公式康普顿波长动量守恒能量守恒四.德布罗意波假设德布罗意假设：实物粒子具有波粒二象性.德布罗意公式五.不确定关系六.波函数1.描述微观粒子运动的函数,9,6,3,392613kkkaba缺级若120tgnni20ihsJ106260755.634hhA212vmh2sin2)cos1(200ccmhnm1043.2m1043.23120CcmhhEhphmchE22201cmhmhph)2(2hpxx772.波函数的统计解释某时刻出现在某点附近的体积元中的粒子的概率为3.归一化条件4.波函数的标准条件：单值，有限和连续.七.薛定谔方程定态薛定谔方程八.一维无限深势阱波函数能量激光（自学）掌握：光与物质中的原子相互作用时产生的三种主要过程物理重点题目物理指导书83页2384页34212223第206页例题2习题1210第213页例题12习题81621第227页例题1习题45611第242页例题23习题2第252页例题3习题241721第272页4781011131415第301例题2习题1241213自我检测14第319页例题12习题89141522第352页习题1239第344页例题2第350页181920第356页例题1习题78Vd1d2VΨ）（xULxxLx,0,0,0)(x),0(,0Lxx)0(,πsin2LxxLnL),3,2,1(,22222nmLnEn