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大学物理 下 总复习 振动 第九章 一 简谐运动方程 三要素 设初始条件为 解得 由 得 其中 振幅 周期 频率 周期 弹簧振子周期 频率 圆频率 相位 初相位 二 旋转矢量 自Ox轴的原点O作一矢量 使它的模等于振动的振幅A 并使矢量在Oxy平面内绕点O作逆时针方向的匀角速转动 其角速度与振动频率相等 这个矢量就叫做旋转矢量 以为原点旋转矢量的端点在轴上的投影点的运动为简谐运动 运用旋转矢量法求相位 举例略 三 简谐运动的能量 1 动能 2 势能 3 机械能 四 简谐运动的合成 两个同方向同频率简谐运动的合成 3 一般情况 加强 减弱 1 相位差 2 相位差 第十章波动 MECHANICALWAVES 波动 第十章 一平面简谐波的波函数 三要素 波长 周期T 频率 波速 四个物理量的联系 理解波函数的物理意义 读懂波形图 求解波动方程 举例略 二波的能量 体积元在平衡位置时 动能 势能和总机械能均最大 1 在波动传播的介质中 任一体积元的动能 势能 总机械能均随作周期性变化 且变化是同相位的 体积元的位移最大时 三者均为零 2 任一体积元都在不断地接收和放出能量 即不断地传播能量 任一体积元的机械能不守恒 波动是能量传递的一种方式 平均能量密度 能量密度在一个周期内的平均值 能量密度 单位体积介质中的波动能量 平均能流 能流密度 波的强度 I 波的干涉 了解惠更斯原理和波的衍射 1波的叠加原理 波传播的独立性 两列波在某区域相遇后再分开 传播情况与未相遇时相同 互不干扰 波的叠加性 在相遇区 任一质点的振动为二波单独在该点引起的振动的合成 频率相同 振动方向平行 相位相同或相位差恒定的两列波相遇时 使某些地方振动始终加强 而使另一些地方振动始终减弱的现象 称为波的干涉现象 2波的干涉 某些点振动始终加强 另一些点振动始终减弱或完全抵消 2 干涉现象 满足干涉条件的波称相干波 1 干涉条件 波频率相同 振动方向相同 位相差恒定 3 干涉现象的定量讨论 波源振动 点P的两个分振动 定值 位相差决定了合振幅的大小 四驻波 正向 负向 波腹 波节 驻波的能量 驻波的能量在相邻的波腹和波节间往复变化 在相邻的波节间发生动能和势能间的转换 动能主要集中在波腹 势能主要集中在波节 但无能量的定向传播 光学 第十一章 一杨氏双缝干涉 减弱 条纹间距 明 暗条纹的位置 白光照射时 出现彩色条纹 二薄膜干涉 反射光的光程差 加强 减弱 透射光的光程差 当光线垂直入射时 当时 当时 半波损失 三劈尖 明纹 暗纹 2 相邻明纹 暗纹 间的厚度差 3 条纹间距 四牛顿环 明纹 暗纹 光程差 五单缝衍射 衍射角 向上为正 向下为负 菲涅耳波带法 第一暗纹距中心的距离 第一暗纹的衍射角 六园孔衍射 艾里斑直径 光学仪器的分辨本领 最小分辨角 七光栅衍射 等宽度 等距离的狭缝排列起来的光学元件 相邻两缝间的光程差 光栅的衍射条纹是衍射和干涉的总效果 条纹最高级数 当下列两个方程同时满足时 会出现所谓的 缺级 现象 例 d b 3则k k 3的位置处就会出现缺级 即在k 3 6 9 等这些主明纹应该出现的地方 实际都观察不到它们 入射光为白光时 形成彩色光谱 衍射光谱 光谱重叠 八马吕斯定律 马吕斯定律 九布儒斯特定律 反射光为完全偏振光 且振动面垂直入射面 折射光为部分偏振光 当时 1 反射光和折射光互相垂直 2 根据光的可逆性 当入射光以角从介质入射于界面时 此角即为布儒斯特角 相对论 第十四章 真空中的光速是常量 沿各个方向都等于c 与光源或观测者的运动状态无关 1相对性原理 物理定律在所有惯性系中都具有相同的表达形式 2光速不变原理 一狭义相对论的基本原理 二洛伦兹变换式 1洛伦兹坐标变换式 正变换 2洛伦兹速度变换式 正变换 三长度的收缩 动尺变短 四时间的延缓 动钟变慢 1 相对论动量遵循洛伦兹变换 当时 五动量与速度的关系 2 相对论质量 静止质量 m0 六狭义相对论力学的基本方程 当时 相对论动量守恒定律 七质量与能量的关系 相对论动能 当时 相对论质能关系 总能量 八动量与能量的关系 极端相对论近似 量子物理 第十五章 一黑体辐射 相关概念和定律 1斯特藩 玻耳兹曼定律 2维恩位移定律 峰值波长 黑体中的分子 原子的振动可看作谐振子 这些谐振子的能量状态是分立的 相应的能量是某一最小能量的整数倍 即 2 3 n 称为能量子 n为量子数 3 普朗克量子假设 普朗克量子假设是量子力学的里程碑 二光电效应 1实验规律 1 光电流强度与入射光强成正比 2 截止频率 红限 4 瞬时性 3 遏止电势差 2 爱因斯坦方程 1 光量子 假设 光可看成是由光子组成的粒子流 单个光子的能量为 2爱因斯坦光电效应方程 逸出功与材料有关 3 光的波粒二象性 三康普顿效应 1波长的偏移 与散射角有关 2与散射物体无关 动量守恒 康普顿波长 康普顿公式 四德布罗意波 德布罗意公式 这种波称为德布罗意波或物质波 若则 1 若则 2 宏观物体的德布罗意波长小到实验难以测量的程度 因此宏观物体仅表现出粒子性 统计解释 在某处德布罗意波的强度与粒子在该处附近出现的概率成正比 1926年玻恩提出 德布罗意波