华中科技大学大学物理下复习重点

复习考试范围：第9章气体动理论－－第17章原子核物理不考的内容：1)第10章第8节熵增原理的讨论。2)第11章第4节非线性振动与相图法。3)第11章第6节声波地震波。4）第12章几何光学简介。5)第15章P267谐振子。6）第17章第4节基本粒子简介。重点：热学，振动与波动，光的干涉，衍射。第9章气体动理论（1）理想气体状态方程：RTPVnkTPANRk（2）理想气体压强公式：__231vnmPtn32kTt23（3）温度的统计概念：理想气体的内能：RTiE2（4）能量均分定理：kTi2理想气体的自由度（5）麦氏速率分布函数：NdvdNvf)(dxxfdxxfxgxg)()()()(求平均值：最概然速率：fpmkTv2平均速率：fmkTv8方均根速率：fmkTv32vndZ22平均碰撞频率:平均自由程：221nd第10章热力学基础（2）定容、定压摩尔热容：RiCmV2,RCCmVmp,,（3）理想气体等值过程，绝热，多方过程，循环过程的：Q、A、E、S的计算。21VVdVPA（1）热力学第一定律：AEQ作功：TCEmV,内能增量只由温度差确定：等温过程：21VVpdVA12lnVVRT准静态绝热过程：1CpV泊松方程：mVmVmnCnnnRCC,,,11多方过程的热容：（4）热机、制冷机效率：121||1QQQA热机：致冷：2122||QQQAQw卡诺热机：卡诺致冷：121TT212TTTw（5）热力学第二定律：熵：2112TdQSS可逆：2112TdQSS不可逆：*熵增加原理（对孤立绝热系统）：0S不可逆过程：0S可逆过程：*温熵图下的面积表示热量：TdSQ玻尔兹曼熵：lnkS第11章振动与波动机械振动：一简谐振动:0,222xdtxdkxFmkT2)cos(tAx2221,21kxEmvEpK动能、势能：glT22单摆周期：0022020,xvtgvxA初始条件确定振幅、初位相：二旋转矢量法：求位相。三简谐振动的合成：22112211122122212coscossinsin,cos2AAAAtgAAAAA21min21max:)12(;:2AAAkAAAk1.同方向、同頻率的简谐振动的合成2.同方向，頻率相差很小的简谐振动的合成：拍现象。||21Δ拍频：0443452572233.同频率、垂直振动合成：右旋，顺时针：0左旋，逆时针：2四阻尼振动阻尼较小时，弱阻尼：202220)cos()(0tAetxt临界阻尼最快回到平衡位置的情况：202振幅A极大，共振：0外加强迫力的频率等于固有振动频率。机械波：一波动各基本量的关系：ukuuTT2,,22二波函数的建立uxxtAytAyxx0cos,cos0减去落后的时间三波的描述方法：解析法，波形图。旋转矢量法求位相。四波的干涉（相干条件）。加强、减弱的条件：)(2121020rr＝2121,)12(,2AAAkAAAk波程差：21rrk2/)12(k加强（相长、极大）减弱（相消、极小）若1020五驻波：干涉的特例，两相向传播的平面简谐波的叠加同频率、同波长、同振幅半波损失：波从波疏介质入射到波密介质界面上反射时，反射波有半波损失六惠更斯原理12211sinnnuui全反射临界角：入射角大于全反射临界角时，只有反射波七波的能量平均能流密度（波强）：uAiI2221)(sin222uxtuAwui能流密度：能量密度（单位体积中的能量）：)(sin222uxtAw)]([sin222uxtASuwSudtdWP能流:八多普勒效应SSRVuVu相邻波腹或波节间的距离为：2x)cos()2cos(2txAy波腹，波节的位置驻波方程：电磁波：平面电磁波的性质:(1)电磁波是横波;(2)uHE//（5）波速：nccurr1（7）能流密度（玻印廷矢量）HES20002121EHES波强与振幅平方成正比HE,（3）同位相，同频率，同波速。（4）HEuEB/（6）能量密度：222121HE22HE＝光的干涉：一光程：几何长度与折射率的乘积第13章波动光学位相差表示的干涉极大、极小条件：干涉极大:2k干涉极小:)12(k光程差表示的干涉极大、极小条件：干涉极大:k干涉极小:2/)12(k二杨氏干涉条纹间距：dDx三薄膜干涉等倾干涉:kdn2/cos22光程差：（明条纹）中央条纹对应的k值大.sin2||21dnk相邻条纹的角距离：等倾条纹越靠近边缘越密；薄膜厚度增加时，条纹也越密。kridk,,一定膜厚变化时,条纹的移动：膜厚增大，条纹向外扩张；膜厚减小，条纹向内收缩。波长对条纹的影响:kridk,,,一定波长越长，形成的干涉圆环半径越小。一个波长光程的变化对应一个干涉条纹的移动。对于靠近中心的条纹：022nkd:k向内收缩或向外扩张的干涉条纹数四时间相干性与空间相干性2L相干长度：tcLbRd相干范围的横向线度：b/0相干范围的孔径角：等厚干涉：knd)2(2牛顿环暗纹半径：nkRrk/nx2劈尖干涉条纹间距：nd2相邻条纹的厚度差（或一个干涉条纹的移动对应的厚度改变）：迈克尔逊干涉仪：可以形成等倾干涉和等厚干涉2/md条纹移动的数目m与M2平移的距离关系为：光的衍射：一单缝夫琅和费衍射光强分布：)sin(,sin20aII中央明纹(零级衍射亮斑):0kasin暗纹:,2,1k次极大（高级衍射亮斑）大约在暗纹中间。akfx/akfx/tansin/暗纹位置：二双缝衍射光强分布：)sin(,cossin220dII明纹条件：)3,2,1,0(sinkkd（k级干涉极大缺级）缺级：kkda'三多缝—光柵衍射220)sinsin()sin(NIIsindsinakkdkddDcos角色散:主极大半角宽：kNdcoskdsin光柵公式：(干涉极大)条纹特点：相邻明纹（主极大）间有N-1个极小，N-2个次极大。Nkd最小可分辨的波长差：四x射线衍射(布喇格公式)：sin2kd五圆孔衍射D22.11爱里斑半角宽度：圆孔径仪器的最小分辨角：D22.11二马吕斯定律：自然光通过偏振片：20II20cosII光的偏振：一五种偏振态：其中线偏振、圆偏振、椭圆偏振光分解为垂直线偏振时的位相差。三布儒斯特定律：12nntgiB反射光与折射光垂直四双折射正晶体,负晶体o光：振动方向垂直于自己的主平面；e光：振动方向平行于自己的主平面。光轴：晶体内的一个特殊方向，沿此方向o、e两光速度相同，传播方向相同，不发生双折射。波晶片、/4波片：椭圆偏振光、圆偏振光的获得与检验。量子物理AhmVeU2021光电方程:用惠更斯原理作o、e光在晶体内的传播图。一光的波粒二象性2,,chmhphE普朗克常数：秒焦耳3410626.6h康普顿效应：2/sin2cos1cos120cccmhknEEh)3,2,1(nnL42202rmvreeVnnEEn221613二玻尔理论氢原子光谱规律：)11(1~22nmR四不确定关系：2/xpx三德布罗意物质波kEmh02（非相对论）mvhph五波函数tr,归一化条件：1,2dVtrV2,trP概率密度：定态薛定谔方程：0222UEm六一维无限深势阱xanaxPxanaxnmanEnnn222222sin2sin2)(),3,2,1(,2（1）能量：)3,2,1(,16.132nnEn（2）角动量：)1,,2,1,0(,)1(nlllL（3）角动量投影：),,2,1,0(,lmmLllz（4）自旋角动量：)21(,23)1(sssLs自旋角动量投影：)21(,ssszmmL七氢原子四个量子数：slmmln,,,径向概率密度:泡利不相容原理2102)12(2nlZnln能级n上允许容纳的最多电子数：能量最小原理：能量越低，状态越稳定，电子首先填充低能态。ln7.0判断能量高低：激光产生的必要条件。本征半导体、N、P型半导体的导电机制。量子物理中有哪些重要实验?它们分别说明了什么问题?(1)光电效应：说明光的粒子性，即光具有波粒二象性，光与物质相互作用时，其能量的不连续性。（2）康普顿效应：说明光的粒子性，证明光的量子理论的正确性，证明动量守恒、能量守恒在微观单体过程中是正确的。（3）氢原子光谱的实验规律：表明原子光谱是分立的线状光谱线，间接反映了原子内部结构的不连续性，即能量的不连续。（4）卢瑟福粒子散射实验：发现了原子的核式结构。（5）代维逊—革末实验：证明了实物粒子（电子）的波动性，即实物粒子同样具有波粒二象性。（6）斯特恩—盖拉赫实验：证明电子自旋角动量的存在及其角动量的空间量子化。第17章原子核物理一、原子核的基本性质kg1066.1u127的1/12为原子质量单位(u)：C126原子核用质量数(A)和电荷数(Z)来表示：XAZ把原子核看作球体：1/30ARRm102.1150R核磁矩在Z轴的投影：jNJzmmegp2p2meN核磁子：eme2B波尔磁子：原子核的结合能：E=mc2=[Zmp+(A-Z)mn-mX]c2二、原子核的衰变规律tNNe0放射性强度或放射性活度：ttANtNAeedd00单位：Bq103.7s103.7Ci110110NA活度：693.02ln半衰期：:R反应速率（单位时间的反应次数）:N入射粒子流中的靶核数:I入射粒子流强（单位时间穿过单位面积的入射粒子数）NIR用反应截面表示核反应的发生概率：单位：靶恩（b）228101mb三、核反应：bYaXAZAZ如：nCHeBe101264294一、选择题（共30分）1.两个相同的容器，一个盛氢气，一个盛氦（均视为刚性分子理想气体），开始时它们的压强和温度均相等。现将6J的热量传给氦气，使之升高到一定温度，若使氢气也升高到同样的温度，则应向氢气传递热量：（A）6J（B）8J（C）10J（D）12JCRTPVTCQV35HeHQQRiCV22.设有以下一些过程，哪些使系统的熵增加：（1）两种不同气体在等温下互相混合。（2）理想气体在定容下降温。（3）液体在等温下汽化。（4）理想气体在等温下压缩。（5）理想气体绝热自由膨胀。TdQdS1,3,5可逆：3.假定氢原子原是静止的，氢原子从n=3激发状态直接通过辐射跃迁到基态时的反冲速度大约是：(A)10m/s(B)100m/s(D)400m/s(C)4m/s(氢原子的质量m=1.6710-27kg)C)/(86.3,)311(6