大学物理下复习资料

大学物理下学期复习资料【一】电介质与磁介质（SI单位制）（粗体内容是重点）电介质及电介质中的电场磁介质及磁介质中的磁场介质特征包括绝缘体包括所有物质电介质分类无极分子电介质（位移极化）磁介质分类弱磁质顺磁质(1)：铝,锰；抗磁质(1)；铁,钴，镍；超导体(=0)电场关系极化电场与外电场反向：磁场关系顺磁质、铁磁质附加磁场与外磁场同向：抗磁质、超导体附加磁场与外磁场反向：介电常数真空介电常数（电容率）： 相对介电常数 （纯数，）磁导率真空磁导率： 相对磁导率 （纯数，）重要关系极化率 （纯数，0）磁化率 （纯数，0）极化强度 （各向同性均匀电介质）磁化强度 （各向同性均匀磁介质）极化电荷面密度 (C/m2)磁化电流线密度 (A/m)辅助量电位移矢量 (C/m2)各向同性均匀电介质：磁场强度 (A/m)各向同性均匀磁介质：（注）铁磁材料特点：硬磁剩磁大，矫顽力大；软磁小，小；矩磁大，小。附：电场与磁场电 场磁 场高斯定理真空安培环路定理真空电介质 闭合曲面所包围的自由电荷（根据电荷的正、负取正负号） 磁介质环路L所包围的传导电流，与L方向成右螺旋时取正号。与内、外电流有关。意义静电场是有源场，电力线不闭合(有起止点)意义磁场力是非保守力，磁场是有旋场应用要点当电场或电荷分布具有对称性时，取高斯面（使或其中的一部分的法向与电力线平行），先由高斯定理求D；对各向均匀电介质，再由下式求E： 应用要点当磁场或电流分布具有对称性时，沿磁力线方向取环路，先由环路定理求H；对各向均匀磁介质，再由下式求B：环路定理表述：意义：静电力是保守力，电场是无旋场高斯定理表述：意义：磁场是无源场，磁力线是闭合曲线能量电容器自感线圈(适用于L一定的任意线圈)一般公式 (V为磁强空间)磁场能量（体）密度：wm一般公式(V为场强空间)电场能量（体）密度：we 在电介质中，将改为或在磁介质中，将改为或附3 ：电容 、两导体间的电容： 电容的单位：法拉（F） ，注意只需记忆真空中平行板电容器的电容公式。对右图所示的其它情况结果，可先求、间的场强与电势差，由电容的定义式计算。电介质中的电容将真空电容公式的改作，或记作【二】电磁感应与电磁场1. 感应电动势总规律：法拉第电磁感应定律 ， 多匝线圈， 。方向即感应电流的方向，在电源内由负极指向正极。由此可以根据计算结果判断一段导体中哪一端的电势高（正极）。对闭合回路，方向由楞次定律判断； 对一段导体，可以构建一个假想的回路（使添加的导线部分不产生）（1） 动生电动势（不随t变化，回路或导体运动） 一般式：； 直导线：动生电动势的方向：方向，即正电荷所受的洛仑兹力方向。 （注意）一般取方向为方向。如果，但导线方向与不在一直线上（如习题十一填空2.2题），则上式写成标量式计算时要考虑洛仑兹力与线元方向的夹角。 （2） 感生电动势（回路或导体不动，已知的值）：，与回路平面垂直时磁场的时变在空间激发涡旋电场： （增大时同磁场方向，右图）解题要点 对电磁感应中的电动势问题，尽量采用法拉第定律求解先求出t时刻穿过回路的磁通量，再用求电动势，最后指出电动势的方向。（不用法拉弟定律：直导线切割磁力线；不动且已知的值） 注 此方法尤其适用动生、感生兼有的情况；求时沿B相同的方向取dS，积分时t作为常量；长直电流；的结果是函数式时，根据“0即减小，感应电流的磁场方向与回路中原磁场同向，而与感应电流同向”来表述电动势的方向：0时，沿回路的顺（或逆）时针方向。2. 自感电动势，阻碍电流的变化单匝：；多匝线圈；自感系数互感电动势，。（方向举例：线圈电动势阻碍线圈中电流在线圈中产生的磁通量的变化） 若则有； ，；互感系数3. 电磁场与电磁波位移电流：， (各向同性介质) 下标C、D分别表示传导电流、位移电流。全电流定律： ; 全电流：，麦克斯韦方程组的意义(积分形式)(1) （电场中的高斯定理电荷总伴有电场,电场为有源场）(2) （电场与磁场的普遍关系变化的磁场必伴随电场）(3) （磁场中的高斯定理磁感应线无头无尾,磁场为无源场）(4) （全电流定律电流及变化的电场都能产生磁场）其中：，【九】量子物理基础1. 黑体辐射： 幅出度 (对于白炽灯，P为功率，S为灯丝表面积)(1) 斯特藩玻尔兹曼定律：M=T 4 其中=5.6710-8 W/(m2K4) (2) 维恩位移律：mTb 其中b=2.89710-3 mK2. 光电效应： 光子的能量E= h；动量；质量；光电效应方程：h=mv2+A 或 hheUa，其中遏(截)止电压，红限频率；在单位时间内, 从阴极释放的电子数NI/h （I为入射光强），饱和光电流im= N e 。3. 康普顿散射：X射线与物质中电子相互作用引起散射光波长改变 (为散射角反射光与入射光的夹角)康普顿波长=2.4310-3 nm (=900时的)4. 实物粒子的波动性德布罗意波粒子的能量E=h；粒子的动量。当v1为激发态； 波数 氢原子能量：(eV) ， (n=时E=0)， 基态能量： (eV)； 玻尔频率条件：从高能级向低能级跃迁nk发射光谱， h=EnEk 或 辐射频率 或 其中k =1,2,3（nk为辐射）时分别对应莱曼系(紫外)、巴尔末系(可见光，对应从n2到k=2的跃迁)、帕邢系(红外)。里德伯常量R1.1107 m-1，c为光速。用上面第二式计算频率时13.6 e