大学物理期末复习(第二学期).ppt

电磁学 复习 稳恒电场 电场 强度 电通量 高斯定理 环路定理 电势 静电场的 基本性质 与带电粒子 的相互作用 导体的静电平衡 电位移矢量 介质中高斯定理 电介质 极化 电 场 能 电荷相互作用 库仑定律 静电力叠加原理 电容 静电场 结构框图 两个重要物理量的计算 1 电场强度计算方法 3 利用高斯定理 电荷分布具有对称性 电势计算方法 两个重要的定理 1 有一球形橡皮气球 电荷均匀分布在表面上 在此气球的膨胀过程中 被气球表面掠过的点的场强将 C A 增加 B 不变 C 减小 D 不确定 3 在一个点电荷 Q的电场中 一个试探电荷 q0从A点分别移到B C D点 B C D在以点电荷 Q为圆心的同一圆周上如图所示 则电场力做功是 D A A到B电场力做功最大 B A到C电场力做功最大 C A到D电场力做功最大 D 电场力做功一样大 一点电荷q位于一立方体中心 边长为L 问 通过立方体每一面的电通量 1 若把电荷q移到立方体一个顶角上 这时通过立方体每一面的电通量 2 点电荷q位于中心 通过立方体每一面的电通量相等且为总通量的1 6 由高斯定理得 若q在顶角上 与该顶角相交的三个面上场强E平行于平面 电通量均为零 为了能用高斯定理求解 使q位于高斯面内 今在q的周围再连接7个大小相同的立方体 使q位于中心 这时通过原立方体另外3个面的电通量均为 两同心均匀带电球面 带电量分别为q1 q2 半径分别为R1 R2 求各区域内的场强和电势 解 I区电势 II区电势 III区电势 计算题 1 1 考虑杆上坐标为x的一小块dx dx在P点产生的电势为 2 考虑杆上坐标为x的一小块dx dx在P点产生的场强为 平行板电容器 三 导体上的电荷分布 两导体板分别带电QA QB 求各表面的电荷面密度 解 在导体极板内 取A B两点 由静电平衡条件 联立求解 电流和磁场 磁感应强度 毕 萨定律 磁场的高斯定理 安培环路定理 磁场的基本性质 洛仑兹力 安培定律 带电粒子在磁场中的运动 霍尔效应 磁力和磁力矩 磁力的功 磁力作用 磁现象 运动电荷间的相互作用 电流与磁场 结构框图 电流形成的条件 电流强度和电流密度 1 载流直导线 有限长载流直导线 无限长载流直导线 一 典型磁场 2 载流圆环 轴线上一点 环心处 A 4倍 1 4倍 B 4倍 1 2倍 C 2倍 1 4倍 D 2倍 1 2倍 例 答案 B 3 螺线管 长直螺管内 环形螺线管 5 无限大均匀载流平面 圆柱体内 圆柱体外 4 均匀载流圆柱体 5 二 知识重点 1 安培环路定理及其应用 电流正负的规定 满足右手定则为正 否则为负 Ii I1 I2 I3 想一想 P点的磁场由哪些电流产生 6 C 1 对电流分布进行对称性分析 3 求L内包围的电流的代数和 4 由 求出的大小 说明其方向 1 根据安培环路定律 该无限长通电圆柱形铜导体内部和外部的磁感应强度 2 例5 r 长直圆柱体电流的B 分布 2 通过该矩形平面的磁通量 B 2 2 安培定律及其应用 1 在载流导线上取电流元 2 由安培定律得到电流元所受安培力 电流为的长直导线的磁感应强度 该磁场对AB边的作用力大小为 对AD边的作用力大小为 方向如图 方向如图 速度选择器 速度选择器 电磁感应 结构框图 理论基础 楞次定律和法拉第 按产生原因分类 动生电动势 自感电动势 按激发方式分类 电磁感应定律 感生电动势 互感电动势 动生电动势 自感电动势 感生电动势 互感电动势 位移电流 感生电场 自感线圈能量 磁场能量 变化的电场激发磁场 变化的磁场激发电场 一 知识重点 1 法拉第电磁感应定律及应用 3 磁场能量和能量密度 二 典型计算举例 其方向垂直纸面向内 线圈内的感应电动势为 感应电动势为顺时针方向 3 B a b 真空中两长直螺线管1和2的长度相同 单位长度上的 密绕匝数相同 直径比 当它们通以相同电流时 两螺线管存储的磁能之比为 例15 麦克斯韦方程组的积分形式 含四大方程 辅助方程 波动 光的干涉 相干条件 1 频率相同 2 振动方向相同 3 有恒定的相位差 位相差与光程差的关系 决定干涉条纹的条件 获得相干光的方法及应用 分波阵面法 分振幅法 获得相干光的方法及应用 分波阵面法 分振幅法 杨氏双缝干涉 薄膜干涉 一般情况 劈尖干涉 牛顿环 迈克尔逊干涉仪 薄膜干涉 一般情况 劈尖干涉 牛顿环 迈克尔逊干涉仪 薄膜干涉 1 使屏离双缝的间距增大 2 使光源波长变大 3 两缝的间距增加 4 用两个独立光源 使其分别通过各个缝 条纹变疏 条纹变密 无干涉条纹 条纹变疏 所以零级明条纹下移 从S1和S2发出的相干光所对应的光程差 原来k级明条纹位置满足 例3 双缝干涉 D 1 2m d 0 5mm 用波长 600nm的光垂直照射双缝 求 1 零级明纹O点上方第五级明纹的坐标x5 2 若用 折射率n 1 50的透明薄膜覆盖在一个缝S1后面 求零级明纹移到原来第几级 1 双缝明纹公式dsin k k 0 1 2 2 在缝S1后面的光路中增加了光程 n 1 l 则 对于零级明纹 在没覆盖前 这一光程差对应第k级明纹 则 单缝衍射 中央明纹宽度 条纹间距 在夫琅和费单缝衍射中 对于给定的入射光 当缝宽度变小时 除中央亮纹的中心位置不变外 各级衍射条纹 B A 对应的衍射角变小 B 对应的衍射角变大 C 对应的衍射角也不变 D 光强也不变 光栅衍射 1 由光栅公式 即可求出光栅常数 可见级次 为0 1 2 3 5 共9条谱线 设计一光栅 要求 1 能分辨钠光谱的5 890 10 7m和5 896 10 7m的第二级谱线 2 第二级谱线衍射角 3 第三级谱线缺级 解 1 按光栅的分辨本领 得 即必须有 2 根据 由于 所以 这样光栅的N a b均被确定 3 缺级条件 量子光学基础 量子光学基础 第二十三 二十四章 复习 原子玻尔理论 光的波粒二象性 一 结构框图 二 知识重点 1 掌握黑体辐射的实验规律 4 理解光的波粒二象性 3 掌握光电效应的实验规律及爱因斯坦的光子论 5 理解玻尔的氢原子理论及对氢原子光谱的解释 1 黑体辐射的基本规律 三 几个概念 普朗克公式 2 普朗克能量子假说 3 光电效应 普朗克公式 爱因斯坦光电效应方程 金属中一个电子吸收一个光子的能量 称为截止频率 4 光的波粒二象性 角动量量子化假设 轨道半径量子化 玻尔半径 氢原子的能级 5 氢原子的玻尔理论 频率条件 跃迁假设 当m一定 n 时 min 当m一定 n m 1时 max 6 里德伯公式 氢原子的赖曼系是原子由激发态跃迁至基态而发射的谱线系 为使处于基态的氢原子发射此线系中最大波长的谱线 则向该原子提供的能量至少应是 A 1 5eV B 3 4eV C 10 2eV D 13 6eV C 用玻尔氢原子理论判断 氢原子巴尔末系 向第1激发态跃迁而发射的谱线系 中最小波长与最大波长之比为 A 5 9 B 4 9 C 7 9 D 2 9 A 1 氢原子