大学物理马文蔚第五版下册期末考试复习题

大 学 物 理 复 习,光学,令,简谐运动,一 振幅,二 周期、频率,弹簧振子周期,周期,频率,圆频率,周期和频率仅与振动系统本身的物理性质有关,1） 存在一一对应的关系;,2）相位在 内变化，质点无相同的运动状态；,三 相位,3）初相位 描述质点初始时刻的运动状态.,相差 为整数 质点运动状态全同.（周期性）,( 取 或 ),简谐运动中， 和 间不存在一一对应的关系.,线性回复力是保守力，作简谐运动的系统机械能守恒,以弹簧振子为例,（振幅的动力学意义）,简谐运动的能量,两类波的不同之处,机械波的传播需有传播振动的介质;,电磁波的传播可不需介质.,能量传播反射折射干涉衍射,两类波的共同特征,波 动,各质点相对平衡位置的位移,波线上各质点平衡位置,简谐波：在均匀的、无吸收的介质中，波源作简谐运动时，在介质中所形成的波.,平面简谐波的波函数,平面简谐波：波面为平面的简谐波.,介质中任一质点（坐标为 x）相对其平衡位置的位移（坐标为 y）随时间的变化关系，即 称为波函数.,沿 轴负向,波动方程的其它形式,给出下列波函数所表示的波的传播方向和 点的初相位.,向x 轴正向传播,向x 轴负向传播,波的能量：当机械波在媒质中传播时，媒质中各质点均在其平衡位置附近振动，因而具有振动动能；同时，介质发生弹性形变，因而具有弹性势能。 惠更斯原理： 介质中波动传播到的各点都可以看作是发射子波的波源，而在其后的任意时刻，这些子波的包络就是新的波前。波的反射和折射定律波的叠加原理,波的相干条件,点P 的两个分振动,波程差,若 则,驻波的产生： 振幅、频率、传播速度都相同的两列相干波，在同一直线上沿相反方向传播时叠加而形成的一种特殊的干涉现象.波腹和波节相位跃变（半波损失）： 当波从波疏介质入射到波密介质时， 入射波与反射波在分界处产生的相位跃变，相当于出现了半个波长的波程差，称半波损失.简正模式多普勒效应,杨氏双缝干涉实验,波程差,光的干涉,明暗条纹的位置,白光照射时，出现彩色条纹,波程差,物理意义：光程就是光在媒质中通过的几何路程 , 按相位变化相同折合到真空中的路程.,介质中的波长,光程: 媒质折射率与光的几何路程之积 =,光程差,相位差,透镜不引起附加的光程差,L,薄膜干涉,反射光的光程差,透射光的光程差,注意：透射光和反射光干涉具有互 补 性 ，符合能量守恒定律.,当光线垂直入射时,当 时,当 时,17,条纹间距,劈尖干涉,等厚干涉,1）干涉条纹为光程差相同的点的轨迹，即厚度相等的点的轨迹,2）厚度线性增长条纹等间距，厚度非线性增长条纹不等间距,3）条纹的动态变化分析（ 变化时）,4 ）半波损失需具体问题具体分析,20,明纹,暗纹,光程差,21,光的衍射,菲涅尔衍射和夫琅禾费衍射,23,光强分布,夫琅和费单缝衍射条纹光强分布衍射条纹间距、条纹宽度单缝衍射的动态变化,25,(1)第一暗纹距中心的距离,第一暗纹的衍射角,26,一定， 越大， 越大，衍射效应越明显.,光直线传播,增大， 减小,一定,减小， 增大,衍射最大,第一暗纹的衍射角,27,角范围,线范围,(2)中央明纹,（ 的两暗纹间）,28,(3)条纹宽度（相邻条纹间距）,29,(4)单缝衍射的动态变化,单缝上移，零级明纹仍在透镜光轴上.,单缝上下微小移动，根据透镜成像原理衍射图不变 .,单缝衍射,多缝干涉,光栅衍射,瑞利判据 对于两个强度相等的不相干的点光源（物点），一个点光源的衍射图样的主极大刚好和另一点光源衍射图样的第一极小相重合，这时两个点光源（或物点）恰为这一光学仪器所分辨.光学仪器的分辨本领，最小分辨角光栅的工作原理白光的光栅衍射条纹,33,二 瑞利判据,34,对于两个强度相等的不相干的点光源（物点），一个点光源的衍射图样的主极大刚好和另一点光源衍射图样的第一极小相重合，这时两个点光源（或物点）恰为这一光学仪器所分辨.,35,光学仪器的分辨本领,36,最小分辨角,37,光栅,等宽度、等距离的狭缝排列起来的光学元件.,38,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,39,条纹最高级