大学物理下册知识要点

一.场强的计算（一）根据场强叠加原理求场强（1）根据带电体的形状选择坐标系；1.点电荷的电场020041rrqqFEkkkrrqE02041k2.点电荷系的电场3.连续分布带电体020d41drrqE（2）0204drrqE（3）静电场总结二.高斯定理niisqSdE101高斯定理说明静电场是有源场。三.几种典型带电体的电场均匀带电球面ERr0RrrπεQ204均匀带电无限长直线rE0π2方向垂直于带电直线“无限大”均匀带电平面02E方向垂直于带电平面0ldEL四.环路定理环路定理说明静电力是保守力，静电场是保守场。均匀带电球体ERrRQr304RrrπεQ204四.电势的计算2.场强积分法(由定义求)0dpplEu1.利用电势叠加原理Qrdq04iiirq04pU点电荷系连续分布的带电体(1)首先确定分布;E(2)选零势点和便于计算的积分路径(3)由电势定义计算点电荷q在静电场中自A点沿任意路径移至B过程中静电力做的功：3.静电力做的功)(dABABAABUUqlEq五.1.导体的静电平衡条件0内E表面E导体表面2.静电平衡导体上的电荷分布静电平衡下，导体所带的电荷只能分布在导体的表面，导体内部没有净电荷0E导体表面场强垂直于导体表面，其表面上任意点场强数值是)cos(cos4210aIBaIB20RIB20载流直导线的磁场“无限长”载流直导线载流圆线圈圆心处恒定磁场总结一.比—萨定律200d4drrlIB二.安培环路定理内iLIμlB0d电流的正负：与积分回路绕行方向L成右手螺旋关系的电流取正值，反之则取负值三.安培力BlIFddsinddlBIF大小：方向：由右手螺旋法则确定任意形状载流导线在外磁场中受到的安培力sinIBlF对于有限曲面SBmd对于闭合曲面SmSBd二.磁通量四.洛仑兹力BqFmv•带电粒子在磁场中的运动qBmRv半径周期qBmRT22v•一般情况cos//vvsinvv带电粒子作螺旋运动qBmqBmRsinvvqBmThcos2//vv电磁感应总结一.法拉第电磁感应定律感应电动势的大小与通过导体回路的磁通量的变化率成正比tΦdd二.动生电动势的求解lBid)(va.在运动导体上选取线元ldb.写出ldBvdi)(再积分，即ldBvLi)(c.确定电动势的方向B在导线上的投影方向。电源内部：低电势指向高电势例：长直导线通有电流I，在其附近有一导线棒AB,长为L，离长直导线距离为d。当它沿平行于直导线的方向以速度平移时，导线棒中的感应电动势多大？哪端电势高？xIB20解：建立如图所示坐标系，在AB上取线元dx，方向与X轴一致。距长直导线为x。则此处：方向垂直纸面向里xdBvdBA)(xdxIvLdd20dLdIvln20电动势的方向由B指向A,故A端电势高。==vdLIAB0xvxdx（2）条纹间距dDxdDkx212dDkx（1）条纹位置K=0，1，2，···明纹中心位置K=0，1，2，···暗纹中心位置2.杨氏双缝干涉其中D为双缝与屏之间的距离，双缝间距为dI1.光的相干性cos22121IIIII2cos421II时21II,2k14II干涉加强一.光的干涉3.光乘差和相位差（1）光程—表示光在介质中传播的路程相当于光在相同时间内在真空中的传播路程ctnrx（2）光程差δ与相位差之间的关系02（3）半波损失4.波膜等厚干涉（劈尖）（该干涉属分振幅法，光线垂直入射）相消干涉相长干涉,,kk,,kkdn2102122122222，）（22sinnl条纹间距满足相邻暗纹或（或明纹）对应的厚度差212neekk光从光疏介质入射到光密介质的分界面上反射回光疏介质的过程中，相位要发生π的突变，相当于光程增加或减少半个波长，称为半波损失。1.夫琅和费单缝衍射…，3,2,12)12(sinkka…，3,2,122sinkka明纹条件暗纹条件中央明纹线宽度aλfffx22tan2110其他暗纹位置afkxk其他明纹线宽度afxkkdsin,3,2,1,0k光栅方程kasinadkk缺级条件,3,2,1kkdsin二.光的衍射2.光栅衍射六.光的偏振1.马吕斯定律20cosII0I入射线偏振光的强度I为通过检偏器后的透射光的强度α为检偏器的偏振化方向与入射线偏振光的振动方向之间的夹角2.布儒斯特定律2112tannnnibib—布儒斯特角或起偏角当入射角ib满足上式时，反射光为完全偏振光，光矢量振动方向垂直入射面，且反射光线和折射光线垂直。线偏振光bi2n1nbi21.爱因斯坦的光子理论：光子能量h一.光电效应2m21vmAhA：逸出功3.光电效应方程量子物理基础总结0221eUmmv)(00KUhA0二.光的波粒二象性光子能量：hchE光子质量：chchm2光子动量：hchcmp2.实验规律截止频率（红限频率）反冲电子的动能:入射光子与散射光子能量之差三.康普顿效应hchchhEk000单个光子与单个电子发生弹性碰撞2200mchcmh能量守恒:四.氢原子光谱玻尔的氢原子理论1.谱线的波数)11(1~22nkRH氢光谱的里德伯常量17m101373097.1HRk=2(n=3,4,5,…)谱线系——巴耳末系k=1(n=2,3,4,…)谱线系——赖曼系（1）定态假设原子的稳定状态（简称定态）相应的能量分别为。,,,321EEE2.玻尔的氢原子理论（2）频率条件hEEknkn玻尔辐射频率公式（3）轨道角动量量子化条件,3,2,1,2nhnL为量子数n氢原子能级公式基态能量eV6.131E)1(n21nEEn)1(n能量是量子化的。激发态能量3.氢原子轨道半径和能量的计算21nrrn),3,2,1(n,玻尔半径m1029.5π112201mehr1n五.微观粒子的波粒二象性1.一个能量为E、动量为p的实物粒子，同时也具有波动性，它的波长、频率和E、p的关系与光子一样：hmchE2hmpvhmcE2mhph─德布罗意波长。德布罗意关系eUme2021v0emhnm225.11200UUemhmhv2.估算电子的波长六.不确定关系不确定关系（测不准关系）：粒子在同一方向上的坐标和动量不能同时确定。2xpx1.能量量子化能量2122042)8(1nEhmenEn主量子数n=1，2，3，…2.角动量量子化电子绕核转动的角动量的大小)1(llL角量子数l=0，1，2，…,n-1七.氢原子的量子力学结论3.角动量空间量子化角动量L在外磁场方向Z的投影lzmL磁量子数ml=0,±1,±2,…,±l4.自旋磁量子数msms=±1/2八.四个量子数1.主量子数n(1,2,3,…)大体上决定了电子能量2.角量子数l(0，1，2，…,n-1)决定电子的轨道角动量大小。3.磁量子数ml(0，±1，±2，…,±l)决定电子轨道角动量空间取向4.自旋磁量子数ms(1/2,-1/2)决定电子自旋角动量空间取向