下期_半期考试复习

1、11.半期考试半期考试时间：时间：2013年年11月月09日（第日（第10周周周周6）上午）上午 8:00-9:30地点：教学地点：教学 09班：班： 20094978-20121200X2416（59） 20121201-20124849X2417（58）教学教学18班：班： 20090505-20120929X2418（66） 20120930-20129036X2419（65）范围：第十二章范围：第十二章第十四章，第十四章，占总成绩占总成绩30%题型：填空、选择、判断、计算、附加题型：填空、选择、判断、计算、附加成绩评定：成绩评定：半期考试占总成绩半期考试占总成绩30%30%，平时平时2

2、0%20%，期末期末50%50%（其中前半期（其中前半期10%10%）2 我的目的不是教你们如何应付考试，甚至不是让你们掌握这些知识，以便更好地为今后你们面临的工业或军事工作服务。我最希望的是，你们能够像真正的物理学家一样，欣赏到这个世界的美妙。物理学家们看待这个世界的方式，我相信，是这个现代化时代真正文化内涵的主要部分。也许你们学会的不仅仅是如何欣赏这种文化，甚至也愿意参加到这个人类思想诞生以来最伟大的探索中来。 理查德理查德. .费曼费曼美国物理学家美国物理学家1965年诺贝尔物理奖年诺贝尔物理奖3复习复习第四篇第四篇 振动与波动振动与波动一一. . 简谐振动简谐振动)cos(02tAa在

3、在 t = 0 时刻时刻0000sincos AvAx 初始条件初始条件1. 1. 运动方程和振动曲线运动方程和振动曲线0dd222 xtx )t(Ax coskxF )sin(0tAv42. 2. 特征量（特征量（3 3个个） 2 Tmk由由系统本身系统本身决定决定1)222max oovx|x|A 2)由由初始条件初始条件决定决定3)Axo cosAvo sin或或 2 Tto由由初始条件初始条件决定决定53 . 3 . 能量能量机械能守恒机械能守恒222pk212121kAkxmvEEE 4. 同一直线上同频率同一直线上同频率的谐振动合成的谐振动合成)cos(212212221 AAAA

4、A22112211coscossinsin AAAA arctgA1A2A 1 2 xo6解题注意：解题注意：1.1.以振动系统的平衡位置为以振动系统的平衡位置为坐标原点和势能零点坐标原点和势能零点2.2.正确写出特征量和初始条件正确写出特征量和初始条件3.3. 尽可能使用尽可能使用旋转矢量法旋转矢量法使求解简便使求解简便二二. . 平面简谐行波平面简谐行波波波 振动在空间的传播，介质中质点振动的振动在空间的传播，介质中质点振动的集体效应集体效应 空间、时间上的空间、时间上的周期性周期性沿波传播方向的沿波传播方向的滞后效应滞后效应注意注意71.1.特征量特征量 1 T周期：周期：描述波的时间周

5、期性，由描述波的时间周期性，由波源决定波源决定波速波速 u由由介质决定介质决定， 传播的是相位和能量传播的是相位和能量uT 波长：波长：描述波的空间周期性，与描述波的空间周期性，与波源、介质均有关波源、介质均有关2. 2. 波函数（波动方程的积分形式）波函数（波动方程的积分形式）参考点振动方程参考点振动方程)t(Ayo cos波动方程波动方程（以参考点为原点）（以参考点为原点）cos )uxt (Ay)xt(A 2cos 8注意注意(1) x: 离参考点的距离离参考点的距离cos )uxt (Ay)xt(A 2cos (3)t ,x(yy 跑动的波形跑动的波形x一定一定)t (yy 振动曲线方

6、程振动曲线方程t 一定一定)x(yy 波形曲线方程波形曲线方程: 由传播方向决定由传播方向决定比参考点相位滞后比参考点相位滞后“-”比参考点相位超前比参考点相位超前“+”(2)93. 波的能量波的能量能流密度能流密度uAI2221 媒质元媒质元非孤立系统，非孤立系统，E不守恒不守恒同同步步调调变变化化kpE,E4. 波的干涉波的干涉相干条件相干条件振动方向相同振动方向相同频率相同频率相同相位差恒定相位差恒定10强度分布强度分布 cos22121IIIII干涉项干涉项 )rr(12122 强弱条件强弱条件 相相长长k 2 相相消消 )k(12 210,k 5. 5. 驻波驻波形成驻波的条件；形成

7、驻波的条件； 驻波特点；驻波特点；半波损失；半波损失；求驻波方程；求驻波方程； 波腹波腹 、波节位置、波节位置111. 1. 光的偏振光的偏振1 1） 光的光的五种五种偏振态偏振态三三. 光的偏振、衍射和干涉光的偏振、衍射和干涉2 2） 起偏方法和规律起偏方法和规律偏振片起偏偏振片起偏马吕斯定律马吕斯定律 I2oI 20cosI反射折射起偏反射折射起偏 布儒斯特定律布儒斯特定律2arctg12 innio入射光为自然光入射光为自然光入射光为线入射光为线偏振偏振光光双折射起偏（双折射起偏（惠更斯原理作图惠更斯原理作图）入射光为部分偏振光？入射光为部分偏振光？12每旋转检偏器一周，出射光每旋转检偏

8、器一周，出射光两次最强、两次最弱，无消光两次最强、两次最弱，无消光部分偏振光部分偏振光（或椭圆偏振光）（或椭圆偏振光）光强不变光强不变入射光为自然光（或圆偏振光）入射光为自然光（或圆偏振光）两次最强、两次消光两次最强、两次消光线偏振光线偏振光3 3） 检偏方法和规律检偏方法和规律132. 干涉和衍射干涉和衍射1) 共同本质共同本质满足相干条件的波的叠加满足相干条件的波的叠加有限有限个分立的相干波的叠加个分立的相干波的叠加 干涉干涉无限无限个子波相干叠加个子波相干叠加 衍射衍射2) 共同现象共同现象光强在空间非均匀、稳定分布光强在空间非均匀、稳定分布14 cos22121IIIII2sin)(I

9、Io sina a 2a 2 a a I0I0 0 sin双光束双光束干涉干涉单缝衍射单缝衍射光栅衍射光栅衍射 sin22sinsinsin)N()(IIo sind ,a sin 15 212明明 k2暗暗 )k(12 210 ,k21 若若 明明 k暗暗212 )k( 210 ,k3) 3) 明暗纹条件明暗纹条件折折射射率率几几何何路路程程光光程程（等等效效真真空空程程） 4 4）典型装置）典型装置用于具体问题得出不同计算式，弄清道理、掌握特点用于具体问题得出不同计算式，弄清道理、掌握特点16杨氏双缝干涉杨氏双缝干涉, 2 , 1 , 0 k x dkD 2)12( dDk明明暗暗, 2

10、, 1 kk k 取值与条取值与条纹级次一致纹级次一致Dxd 明明暗暗屏屏21 d DPxx 1r2r1S2S条纹间距：条纹间距：注意注意条纹的变化和演变条纹的变化和演变dDx 费涅耳双镜、洛埃镜费涅耳双镜、洛埃镜.172sin222122 inne反反:项项2 是否存在由是否存在由具体情况决定具体情况决定pp es ABCD1n2n1nbdhfiac 薄膜等厚干涉薄膜等厚干涉inne22122sin2 透透反射光和透射光反射光和透射光明暗互补明暗互补。条纹形状和薄膜等厚线形状相同。条纹形状和薄膜等厚线形状相同。18劈尖劈尖单色、平行光垂直入射单色、平行光垂直入射22 ne k2) 12( k

11、明明21、 k暗暗210 、 k= =楞边处楞边处 e = 0为为暗暗纹纹,2 ne2 平行于棱边，明、暗相间条纹平行于棱边，明、暗相间条纹条纹宽度条纹宽度 nneL2sin2sin 相邻明（暗）纹对应薄膜厚度差：相邻明（暗）纹对应薄膜厚度差：L Le ek ke ek+k+1 1 e e19 牛顿环牛顿环单色平行光垂直入射单色平行光垂直入射22 ne k2)12( k明明321 、 k暗暗210 、 k= = Rre22 条纹为以接触点为中心的明暗相间的同心圆环，条条纹为以接触点为中心的明暗相间的同心圆环，条纹内疏外密纹内疏外密r nRk212 nkR 明明321 、 k暗暗210 、 k2

12、0迈克尔孙干涉仪迈克尔孙干涉仪2 Nd21MM 垂直于垂直于21M/M 等倾干涉等倾干涉12MM 不不严严格格垂垂直直于于21MM 不不平平行行于于等厚干涉等厚干涉21单缝夫朗和费衍射单缝夫朗和费衍射 （半波带概念）（半波带概念） sina0 中央明纹中央明纹 明明2)12( k暗暗 k21 ,k平行光垂直入射平行光垂直入射中央明纹中央明纹a 2 其余明纹其余明纹a 衍射条纹角宽度衍射条纹角宽度I屏幕屏幕中央明纹集中大部分能量，明条纹级次越高亮度越弱中央明纹集中大部分能量，明条纹级次越高亮度越弱.22衍射条纹衍射条纹线宽度线宽度中央明纹中央明纹fax 2其余明纹其余明纹fax fox 2L平行

13、光平行光非垂直非垂直入射入射 sinsinaa sinsinaa a a23光栅夫朗和费衍射光栅夫朗和费衍射 最高级次最高级次 dkm 光栅衍射是光栅衍射是N缝干涉和缝干涉和N个单缝衍射的总效果个单缝衍射的总效果光栅常数光栅常数 d),k(kd210sin 光栅公式光栅公式缺级缺级 kd sin ka sin)2, 1( kkadk 24单缝单缝中央明纹区中央明纹区主明纹条数：主明纹条数：1)(2 ad进整进整细窄明亮的主明纹细窄明亮的主明纹 相邻主明纹间较宽相邻主明纹间较宽暗区暗区（N-1条暗纹，条暗纹，N-2条次极大）条次极大）白光入射中央零级主明纹为白色，其余各级为彩色白光入射中央零级主明纹为白色，其余各级为彩色光谱，高级次重叠光谱，高级次重叠5） 光学仪器分辨率光学仪器分辨率D. 221 D.22111 25比比较较空间相干性空间相干性时间相干性时间相干性波源线宽度对干涉条纹的波源线宽度对干涉条纹的影响，反映扩展光源不同影响，反映扩展光源不同部分发光的独立性部分发光的独立性xI bBd 波列长度对干涉条纹波列长度对干涉条纹的影响，反映原子发的影响，反映