大学物理总复习下册

1、大学大学物理学物理学第九第九章章 气体动理论气体动理论摩尔气体常量摩尔气体常量理想气体物态方程一：理想气体物态方程一：RTMmRTpV 11KmolJ 318 .Rk 称为玻耳兹曼常量称为玻耳兹曼常量231/1.38 10 J KAkR N一、理想气体物态方程、压强公式的应用一、理想气体物态方程、压强公式的应用理想气体物态方程二：理想气体物态方程二：nkTp 二、分子的动能、系统的内能二、分子的动能、系统的内能理想气体气体压强公式：理想气体气体压强公式：ktpn 23ktmkT 201322v理想气体温度公式理想气体温度公式总复习总复习总复习总复习1 1大学大学物理学物理学气体处于平衡态时，分

2、子的任何一个自由度的平均动能都等于气体处于平衡态时，分子的任何一个自由度的平均动能都等于，这一结论叫做能量按自由度均分定理或能量均分定理，这一结论叫做能量按自由度均分定理或能量均分定理12kT能量均分定理：能量均分定理： 某种刚性气体分子的平动自由度为某种刚性气体分子的平动自由度为 ， t分子的平均平动动能为分子的平均平动动能为 kt2tkT ，转动的自由度为，转动的自由度为 ，分子的平均转动动能为，分子的平均转动动能为 rkr2rkT , ,分子总的自由度为分子总的自由度为itr ，分子平均总动能为，分子平均总动能为 . k()2trkT 双原子气体分子，平动自由度为双原子气体分子，平动自由

3、度为 3t ，分子的平均平动动能为，分子的平均平动动能为 kt32kT ，分子总的自由度为，分子总的自由度为 k52kT 5i , ,分子平均总动能分子平均总动能为为 . ., ,转动的自由度为转动的自由度为 kr22kTkT 2r ，分子的平均转动动能为，分子的平均转动动能为 质量为质量为m，摩尔质量为，摩尔质量为M 的理想气体的内能为的理想气体的内能为RTiMmE2 总复习总复习总复习总复习2 2大学大学物理学物理学刚性分子的自由度刚性分子的自由度三、由麦克斯韦速率分布函数导出的三个速率公式的物理意义和应用三、由麦克斯韦速率分布函数导出的三个速率公式的物理意义和应用 p01.411.41k

4、TRTmMv（2 2）平均速率）平均速率.01 601 60kTRTmM v（1）最概然速率）最概然速率（3 3）方均根速率）方均根速率.201 731 73kTRTmMv总复习总复习总复习总复习3 3大学大学物理学物理学四、平均自由程和碰撞频率四、平均自由程和碰撞频率 ndZv22 平均自由程平均自由程 ndz221 v 平均碰撞频率平均碰撞频率Z v最概然速率是反映速率分布特征的物理量最概然速率是反映速率分布特征的物理量 （1 1）对同一种气体，温度升高，最概然速率）对同一种气体，温度升高，最概然速率vp增大，在速率分布曲线增大，在速率分布曲线上的最大值向上的最大值向v增加的方向移动，曲线

5、变平坦增加的方向移动，曲线变平坦. .(2)(2)在同一温度下，分子质量（或气体的摩尔质量）越大，在同一温度下，分子质量（或气体的摩尔质量）越大，vp越小越小. . 平均碰撞频率和平均自由程的关系平均碰撞频率和平均自由程的关系总复习总复习总复习总复习4 4大学大学物理学物理学（1 1）对同一种气体，温度升高，最概然速率）对同一种气体，温度升高，最概然速率vp增大，在速率分布曲线增大，在速率分布曲线上的最大值向上的最大值向v增加的方向移动，曲线变平坦增加的方向移动，曲线变平坦. .(2)(2)在同一温度下，分子质量（或气体的摩尔质量）越大，在同一温度下，分子质量（或气体的摩尔质量）越大，vp越小

6、越小. . C解：解：-203231.33 3.44 10 m1.38 10280 nkTp pnkT 2311.38 10J Kk 118.31 J molKR（波尔兹曼常量（波尔兹曼常量 ， 氮气的摩尔质量氮气的摩尔质量 31mol28 10kg molM，普试气体常量，普试气体常量 ）1. (09-10-11. (09-10-1试卷试卷) )容器中有容器中有1mol氮气，压强为氮气，压强为1.33Pa,温度为温度为7 , ,则则 （1 1）1m3中氮气的分子数为中氮气的分子数为_；（2 2）容器中氮气的密度为容器中氮气的密度为_；（3 3） 1m3中氮气的总平动动能为中氮气的总平动动能为

7、_；203.44 10 531.6 10 kg m1.99J总复习总复习总复习总复习5 5大学大学物理学物理学mV .353328 101.6 10 kg m1 75 10 RTMmRTpV RTVp kt32NNkT 20233= 3.44 101.38 102801.99J2 2.2.如图示两条如图示两条 曲线分别表示氢气和氧气在同一温度下的麦克斯韦曲线分别表示氢气和氧气在同一温度下的麦克斯韦速率分布曲线，速率分布曲线， 从图上数据求出两气体最概然速率从图上数据求出两气体最概然速率. .( )f vv)(vf1sm /v2000opkTm 02v()()0202HOmm 解解:)(O)(H

8、2p2pvv 总复习总复习总复习总复习6 6大学大学物理学物理学-12pm.s 000 2)(H vpp()()()()202202HO324OH2mm vv-12pm.s 500)(O v作业：作业：1 1，2, 32, 3，4 4，5 5，6 6，7, 9, 107, 9, 10，11, 1211, 12总复习总复习总复习总复习7 7大学大学物理学物理学第十章第十章 热力学基础热力学基础理想气体等值、绝热过程中的公式理想气体等值、绝热过程中的公式过程过程特征特征过程方程过程方程吸收的热量吸收的热量Q对外做功对外做功W内能的增量内能的增量E等体等体等压等压等温等温绝热绝热常量常量 V常量常量

9、p 常量常量T aQ 0pCT VCT pVC pVC VTC 1pTC 1,V mmCTM ,V mmCTM 0,V mmCTM ,V mmCTM 0,p mmCTM lnpmRTMp120lnVmRTMV21lnpmRTMp12lnVmRTMV21,V mmCTM 或或或或p V 或或mR M PVPV 001或或热力学第一定律热力学第一定律 QEW , ,对理想气体物态方程对理想气体物态方程 RTMmpV 总复习总复习总复习总复习8 8大学大学物理学物理学（1 1）计算热机的效率有两个公式）计算热机的效率有两个公式WQ 吸吸1QQ 放吸或或（2 2）判断吸热和放热的方法：判断吸热和放热的

10、方法：W是净功是净功；Q放放是循环过程放出的总热量；是循环过程放出的总热量；Q吸吸是循环过程吸收的总热量；是循环过程吸收的总热量；三者都取绝对值三者都取绝对值. .总复习总复习总复习总复习9 9大学大学物理学物理学等体过程：等体过程：,2121()()VV mV mmVQCTTCppMRpVo1p2p1p2p等压过程：等压过程：,2121()()pp mp mmpQCTTCVVMR1V2V2V1V等温过程：等温过程：1221lnlnVVRTMmppRTMmQT 1p2p1()V2()V2p1p2()V1()V总复习总复习总复习总复习1010大学大学物理学物理学141V4V231p2pPVo12

11、Q34Q41Q23Q 1. 1 mol 氦气经过如图所示的循环过程，其中氦气经过如图所示的循环过程，其中 , 求求12、23、34、41各过程中气体吸收的热量和热机的效率各过程中气体吸收的热量和热机的效率 .212pp 412VV 解解 :TT 212TT 314VQCTT 12,m21()pQCTT 23,m32()VQCTT 34,m43(), ,由理想气体物态方程得由理想气体物态方程得pQCTT41,m14(), ,QQQQQQ 3441122311放吸过程过程12：过程过程23：ppTT 1212, ,pp 212VV 412已知已知, ,VVTT 3223, ,VVTT 1423,

12、,总复习总复习总复习总复习1111大学大学物理学物理学过程过程34：ppTT 3434, ,ppTT 2134TT 412, ,141V4V231p2pPVo12Q34Q41Q23QVQCT 12,m 1pQCT 23,m 12mVQCT 34,12, , ,VpRTCTCT 1,m1,m12p VRT 111pQCT 41,m1VpCTCT ,m1,m12QQQ 1223吸吸WppVV 2141()()0015.4 WQ 吸吸RiiRR 2222氦气是单原子分子气体氦气是单原子分子气体i 3pp 212VV 4122211221115.4%213222iiRRiiRR 法二：法二：总复习总复

13、习总复习总复习1212大学大学物理学物理学2.2. (09-10-1试卷试卷)一定量的理想气体经历如图所示的循环过程，一定量的理想气体经历如图所示的循环过程，AB和和CD是等压过程，是等压过程， BC和和DA是是绝热过程绝热过程.已知：已知：TC=300K, TB=400K.试求：试求：（1）这循环是不是卡诺循环？为什么？）这循环是不是卡诺循环？为什么？（2）此循环的效率）此循环的效率.ABCDVpOABQCDQ思路：思路：1QQ 放吸WQ 吸吸或或用哪一个简单？用哪一个简单？解：解：,()ABp mBAQCTT ,()CDp mCDQCTT 11CDBAQTTQTT 放吸 总复习总复习总复习

14、总复习1313大学大学物理学物理学11BBCCpTpT 11AADDpTpT ADBCTTTT CCDBBATTTTTT %11125CDCBABQTTTQTTT 放吸 作业：作业：9, , 10，11，12，13，14，15一、热力学第一定律在定温、定容、定体、绝热中的应用一、热力学第一定律在定温、定容、定体、绝热中的应用计算循环效率（大题）计算循环效率（大题）二、卡诺循环的简单计算二、卡诺循环的简单计算211TT 卡诺热机效率卡诺热机效率总复习总复习总复习总复习1414大学大学物理学物理学第十一章第十一章 简谐运动简谐运动一、会写物体做简谐振动的表达式一、会写物体做简谐振动的表达式总复习总

15、复习总复习总复习1515 振幅、频率振幅、频率(或周期或周期)以及相位这三个量是描述简谐运动的三个特征以及相位这三个量是描述简谐运动的三个特征量，只要这三个量被确定，简谐运动也就完全被确定量，只要这三个量被确定，简谐运动也就完全被确定.在这三个特征量在这三个特征量中，角频率中，角频率 取决于系统本身的性质，而振幅取决于系统本身的性质，而振幅 和初相和初相 则由则由初始条件决定初始条件决定. A 简谐运动的运动方程简谐运动的运动方程cos()xAtkm 2mTk12km ,对于弹簧振子对于弹簧振子 ，得，得2km 大学大学物理学物理学用旋转矢量求初相位用旋转矢量求初相位 kpEEE212kA 2

16、212mA 简谐运动是等幅运动简谐运动是等幅运动000txxvv初始条件初始条件，决定，决定 和和 . .A 总复习总复习总复习总复习161602 ( ( 取取 或或 ) )0cosxA 0sinA v法（一）：法（一）：法（二）：法（二）：22002Ax v00tanx v，大学大学物理学物理学三、两个同方向同频率简谐运动的合成三、两个同方向同频率简谐运动的合成合振幅合振幅合振动的初相位合振动的初相位11221122sinsintgcoscosAAAA 221212212cos()AAAA A1717总复习总复习总复习总复习大学大学物理学物理学 （课本（课本P.66P.66例）物体沿例）物体

17、沿Ox轴作简谐运动，平衡位置在坐标原点轴作简谐运动，平衡位置在坐标原点O， A=0.12m, , T=2s. .当当t=0时时, , 物体的位移物体的位移x = 0.06m, , 且向且向Ox轴正向运轴正向运动。求动。求: : （1 1）此简谐运动的表达式；（）此简谐运动的表达式；（2 2）物体的速度和加速度的表达）物体的速度和加速度的表达式式; ; （3 3）物体从）物体从x =-0.06m处向处向Ox轴负方向运动，到第一次回到平衡位轴负方向运动，到第一次回到平衡位置所需的时间置所需的时间. .解解: : （1 1） 设简谐运动运动方程设简谐运动运动方程A=0.12m,12 sT 由题意知由

18、题意知m06. 000 xt， cos1/ 2 3 方法一（解析法）：方法一（解析法）：cos()xAt 代入简谐运动运动方程，得代入简谐运动运动方程，得sin0 0 sinA v0 又因为又因为，例例9-69-61818总复习总复习总复习总复习大学大学物理学物理学 3 所以所以简谐运动运动方程为：简谐运动运动方程为：xt0.12cos()3方法二（旋转矢量法）：方法二（旋转矢量法）：xO 物体向物体向x正方向运动正方向运动 3 ot/sx/cm142 一个作简谐运动的物体，其振一个作简谐运动的物体，其振动曲线如图所示。动曲线如图所示。 求角频率、初相及简求角频率、初相及简谐运动的表达式谐运动

19、的表达式. . 例例9-79-71919总复习总复习总复习总复习大学大学物理学物理学ot/sx/cm142解解: :设物体的简谐运动表达式为设物体的简谐运动表达式为)cos( tAx m04. 0 A由由振动曲线振动曲线可知可知xOst 0 st 1 由旋转矢量图可知由旋转矢量图可知 3 同样由旋转矢量知从同样由旋转矢量知从t =0s转到转到t =1s32 所以角频率为所以角频率为 t 23 20.04cos( )m33xt则简谐运动表达式为则简谐运动表达式为 2020总复习总复习总复习总复习大学大学物理学物理学2121总复习总复习总复习总复习作业：作业：3 3、4 4、5 5、6 6、9 9

20、、1010、1111第十一章第十一章 波动波动一、波程差和相位差的关系一、波程差和相位差的关系2 x大学大学物理学物理学cos ()xyAtu沿沿x轴传播的平面简谐波的波动表达式可写为轴传播的平面简谐波的波动表达式可写为波沿波沿x轴正方向传播取轴正方向传播取“-”-”号；波沿号；波沿x轴轴负方向传播取负方向传播取“+”. .利用利用 和和 可得波动表达式的几种不同形式：可得波动表达式的几种不同形式：2/T /uT ( , )cos 2()txy x tAT ( , )cosy x tAtkx 2 k角波数角波数二、准确写出机械振动和机械波的方程式（二、准确写出机械振动和机械波的方程式（大题）大

21、题）若已知距坐标原点若已知距坐标原点O振动表达式振动表达式( )cos()OytAt 2222总复习总复习总复习总复习大学大学物理学物理学若已知距坐标原点若已知距坐标原点O为为xo的的Q点振动表达式点振动表达式0( )cos()xytAt 沿沿x 轴传播的平面简谐波的波动表达式轴传播的平面简谐波的波动表达式0( , )cos()xxy x tAtu 三、能将所给驻波的表达式写成标准形式，从而求得相应的物理量三、能将所给驻波的表达式写成标准形式，从而求得相应的物理量)(2cos1 xTtAy )(2cos2 xTtAy 两波的合成波两波的合成波 设频率相同设频率相同, , 振幅相同的右行波和左行

22、波（取初相位均为零振幅相同的右行波和左行波（取初相位均为零), ), 其波其波动表达式分别为动表达式分别为: :1222(2 cos)cosyyyAxtT 2323总复习总复习总复习总复习大学大学物理学物理学0Suu vv四、四、多普勒效应公式的应用多普勒效应公式的应用观察者向着波源运动时观察者向着波源运动时v0 0取取正号正号；观察者远离波源运动时观察者远离波源运动时v0 0取取负号负号；波源向着观察者运动时波源向着观察者运动时vs取取负号负号；波源远离观察者运动时波源远离观察者运动时vs取取正号正号. .五、应用电磁波的性质判断问题五、应用电磁波的性质判断问题)(cos0uxtEE )(c

23、os0uxtHH (1) (1) 电磁波是横波，电磁波是横波， 三者互相垂直，构成右三者互相垂直，构成右手螺旋关系手螺旋关系. .E H u 、 、uEH(2) (2) 和和 都作周期性变化，且频率相同，相位相同都作周期性变化，且频率相同，相位相同. . EHHE (3) (3) 和和 数值成比例数值成比例 EH1208.85 10F/m 704 10N/A 2424总复习总复习总复习总复习大学大学物理学物理学(m)y(m)xO20/2A160A800t 2t 1.(09-10-11.(09-10-1试卷试卷) )图示一平面余弦波在图示一平面余弦波在t=0s和和t=2s时刻的波形图时刻的波形图

24、. .已知波速为已知波速为u, ,求求（1 1）坐标原点处介质质点的振动方）坐标原点处介质质点的振动方程；（程；（2 2）该波的波动表达式）该波的波动表达式. .解解: : （1 1）波由右向左传播）波由右向左传播设设O 点的振动表达式为点的振动表达式为 cos()oyAt yO2 A4 4t 1s8 由旋转矢量法得由旋转矢量法得2 cos(-)82oyAt 2525总复习总复习总复习总复习大学大学物理学物理学2.(2.(例例12-3)12-3) 一平面简谐波以一平面简谐波以200ms-1的波速沿的波速沿x x轴正方向传播，已知坐标原点轴正方向传播，已知坐标原点O处质点的振动周期为处质点的振动

25、周期为0.01s， 振幅为振幅为0.02m，在，在t=0时刻，其正好经过平衡位时刻，其正好经过平衡位置且向负方向运动。求：置且向负方向运动。求：(1(1) ) 以以O O为坐标原点的波动表达式；为坐标原点的波动表达式； (2) (2) 距原点距原点2m处的质点的振动表达式；处的质点的振动表达式；(3) (3) 若以若以 2m 处为坐标原点，写出波动表达式。处为坐标原点，写出波动表达式。分析分析: : 振动表达式振动表达式o( )cos()ytAt A由已知求出由已知求出( , )cos ()xy x tAtu波动表达式波动表达式( , )cos2()txy x tAT 2010m/s2u co

26、s()8102xyAt 2626总复习总复习总复习总复习大学大学物理学物理学( )cos()oytAt 由已知由已知得得 =2 /T = 200 rad/s，因为因为u= =200m/s设原点处质点的设原点处质点的振动表达式振动表达式为为解解: (1): (1)2 由旋转矢量法得由旋转矢量法得A = 0.02m原点处的振动表达式为原点处的振动表达式为( )0.02cos(200) m 2oy tt 该波波动表达式该波波动表达式0.02cos200() m2002xt ( , )cos () xy x tAtu yO2 A2727总复习总复习总复习总复习大学大学物理学物理学 (2) (2) 将将

27、 x=2m 代入波动表达式代入波动表达式 得该质点的振动表达式得该质点的振动表达式3( )0.02cos(200)m2y tt (3) (3) 利用利用 x =2m 处的振动表达式处的振动表达式可得以可得以2m 处为坐标原点的波动表达式为处为坐标原点的波动表达式为3( , )0.02cos200() m2002xy x tt 2828总复习总复习总复习总复习大学大学物理学物理学3.(3.(例例12-5)12-5) 已知沿已知沿x轴正向传播的平面波在轴正向传播的平面波在 的波形的波形 ，周期，周期T=3s. .求出求出O点处质点的振动表达式和该波的波动表达式点处质点的振动表达式和该波的波动表达式

28、. .1s4t x/cm-510 y/cmO30u 解：解：设设O 点的振动表达式为点的振动表达式为 cos()oyAt 由题意可知由题意可知0.05 m2oAy m1 .0 A3sT oy(m)且有且有v 0.32 t t 221334 ? 23 则则2 1s4t 2929总复习总复习总复习总复习大学大学物理学物理学20.1cos( )m32oyt 所以所以O点处质点的振动表达式为点处质点的振动表达式为 uT 2,0.1cosm30.22xy x tt 所以波动表达式为所以波动表达式为x/cm-510 y/cmO30u由图可知：由图可知：0.6m 则则0.2m/s 3030总复习总复习总复习

29、总复习大学大学物理学物理学-12500s 4.(4.(作业作业1015)1015)解：解：500m/su2.0m , ,( )cos()oytAt 设原点处质点的设原点处质点的振动表达式振动表达式为为4 , ,( )0.1cos(500)4oytt 原点处质点的原点处质点的振动表达式振动表达式为为oy(m)0.1mA 250Hz , ,(1)(1)(m)y(m)xO-A2/ 2AP1.0u3131总复习总复习总复习总复习大学大学物理学物理学( )0.1cos 500()m5004xy tt ) )根据上式直接写出波动表达式为根据上式直接写出波动表达式为 (2)(2)50sin 500()m/s

30、5004yxtt ) )v2.52.550sin 500()5004ytt ) )v350sin 500m/s4ytt 3232总复习总复习总复习总复习大学大学物理学物理学5.(5.(例例12-6)12-6) 有一波长为有一波长为2m的平面简谐波沿的平面简谐波沿x 轴负向传播，图为轴负向传播，图为x =1m处处质点的振动曲线。求此平面简谐波的波动表达式质点的振动曲线。求此平面简谐波的波动表达式. . 解：解：设设x =1m处质点的振动表达式为处质点的振动表达式为 ( )cos()y tAt 由由振动曲线振动曲线可知可知0.02mA 0.2sT oy(m)/myO0.1/st0.020.2121

31、0rad sT （）2 由旋转矢量可得由旋转矢量可得x =1m处质点的振动表达式为处质点的振动表达式为 ( )0.02cos(10)2y tt110m suT 根据上式直接写出波动表达式为根据上式直接写出波动表达式为 1( )0.02cos 10()m102xy tt ) )0.02cos 10()m102xt ) )3333总复习总复习总复习总复习大学大学物理学物理学 216.0 10cos(40 ) (SI)2yxt 226.0 10cos(40 ) (SI)2yxt 6.6.(09-10-1(09-10-1试卷试卷) )（作业作业7 7） 两列波在一根很长的弦线上传播，其波动方程为两列波

32、在一根很长的弦线上传播，其波动方程为 则合成波的驻波方程为则合成波的驻波方程为_；在在x = 0至至x = 10.0 m内波节的位置是内波节的位置是_；波腹的位置是波腹的位置是_ 22(2cos)cosyAxtT 2216.0 10cos(40 )6.0 10cos2m240.1xtyxt 2226.0 10cos(40 )6.0 10cos2m240.1xtyxt 3434总复习总复习总复习总复习大学大学物理学物理学2112.0 10cos( )cos202yxt 24xk 腹腹 4) 12 ( kx节节210 xk腹腹4m x =1 m，3 m，5 m，7 m，9 m x = 0 m，2

33、m，4 m，6 m，8 m，10 m 2110 x k+节节3535总复习总复习总复习总复习大学大学物理学物理学223.00 10 mA 22(2cos)cosyAxtT 7.7.（作业（作业1717）解：解：21.50 10 mA 21.6 251.25m1.64 21s500275T 2550T (1)(1)1.25343.75m1275uT (2)(2)1.250.625m22kx (3)(3) 22.53.00 10 cos 1.6sin550tyxt v3636总复习总复习总复习总复习大学大学物理学物理学8.8.（例题（例题12-1212-12 ）沿）沿x轴传播的平面电磁波，电场强度

34、的波动方程为轴传播的平面电磁波，电场强度的波动方程为0cos2()zxEEt 000/cos2()xxHEt 磁场强度的波动方程为磁场强度的波动方程为A、000/cos2()yxHEt B、000/cos2()yxHEt D、000/cos2()zxHEt C、000/cos2()yxHEt D、000/cos2()yxHEt C、3737总复习总复习总复习总复习大学大学物理学物理学 z y x O xH9.9.(09-10-1(09-10-1试卷试卷) )在真空中沿在真空中沿z轴正方向传播的平面电磁波的磁场强度波的轴正方向传播的平面电磁波的磁场强度波的表达式为电场强度的波动方程为表达式为电场

35、强度的波动方程为 则它的则它的电场强度波的表达式为电场强度波的表达式为_._.2.00cos()(SI)xzHtc 30000/7.54 10 V/mEH F/m1085. 8120 N/A10470 , ,u37.54 10cos()yzEtc 解：解：37.54 10cos()(SI)yzEtc 3838总复习总复习总复习总复习yE大学大学物理学物理学 z y x O uxEyH1cos(2)3t 0000/0.796HE yH 0.796F/m1085. 8120 N/A10470 , ,8.8.（作业作业1010）5.(09-10-15.(09-10-1试卷试卷) )一列火车以一列火车

36、以20m/s的速度行驶，若机车汽笛的频率为的速度行驶，若机车汽笛的频率为600Hz, ,一静止观测者在机车前和机车后所听到的声音频率分别为一静止观测者在机车前和机车后所听到的声音频率分别为_和和_(_(设空气中的声速为设空气中的声速为340m/s).).解：解：s600Hz ，已知已知00 v1s20m s ，vS uu v当火车驶近观察者时，观察者听到的频率为当火车驶近观察者时，观察者听到的频率为340600637.5Hz 34020 3939总复习总复习总复习总复习大学大学物理学物理学S uu v当火车远离观察者时，观察者听到的频率为当火车远离观察者时，观察者听到的频率为340600566

37、.7Hz 34020 作业作业: : 2 2，4 4，7, 8,7, 8, 9,9, 1010，1111，12, 1312, 13，14, 15, 1714, 15, 174040总复习总复习总复习总复习大学大学物理学物理学第十一章第十一章 光学光学一、一、 由杨氏双缝干涉的光程差、各级明、暗条纹中心位置的确由杨氏双缝干涉的光程差、各级明、暗条纹中心位置的确定定明纹中心位置明纹中心位置暗纹中心位置暗纹中心位置(21)2Dxkd ), 2 , 1 , 0( k), 2 , 1 , 0( k k xrdD 2) 12( k可得可得干涉加强干涉加强 干涉减弱干涉减弱Dxkd 1kkDxxxd 条纹间

38、距条纹间距三、三、 薄膜干涉、增透膜、增反膜的应用薄膜干涉、增透膜、增反膜的应用4141总复习总复习总复习总复习大学大学物理学物理学光线垂直入射，光线垂直入射，1n1n2n（1）薄膜处于同一种介质中）薄膜处于同一种介质中121nnn或或121nnnr222n d t22n d 0i 入射角入射角222t212sindnni 222r212sin2dnni （2 2）薄膜处于不同种介质中）薄膜处于不同种介质中t222n d r22n d 1n3n2n123nnna.4242总复习总复习总复习总复习大学大学物理学物理学r222n d t22n d t222n d r22n d r222n d t2

39、2n d 1n3n2n123nnnb.123nnnc.123nnnd.4343总复习总复习总复习总复习大学大学物理学物理学四、劈尖干涉：用明、暗条纹条件求某级条纹处对应劈尖层的厚度四、劈尖干涉：用明、暗条纹条件求某级条纹处对应劈尖层的厚度（大题）（大题）22 nd明纹明纹暗纹暗纹 k),2,1( k=2)12( k),2,1,0( k任意两相邻暗纹任意两相邻暗纹( (或明纹或明纹) )的间距的间距 l 相邻两暗纹相邻两暗纹( (或明纹或明纹) )对应的劈尖膜的厚度差对应的劈尖膜的厚度差 d dn2 kkddd 1 sinld n2 sin2nl n2 n dkd1 kdl 4444总复习总复习

40、总复习总复习大学大学物理学物理学1.1.（ 09-10-109-10-1试卷试卷） 在双缝干涉实验中，光的波长为在双缝干涉实验中，光的波长为600（1nm=10-9m）, ,双缝间距为双缝间距为2mm，双缝与屏幕距的间距为双缝与屏幕距的间距为300 cm，在屏上形成的干涉图样的明在屏上形成的干涉图样的明条纹间距为条纹间距为( (A) ) 4.5 mm (B) 0.9 mm (C) 1.2 mm (D) 3.1 mm2. 2. （ 09-10-109-10-1试卷试卷）一束波长为一束波长为 600nm （1nm=10-9m）的平行单色光）的平行单色光垂直入射到折射率为垂直入射到折射率为n=1.3

41、3的透明薄膜上，该薄膜是放在空气中的的透明薄膜上，该薄膜是放在空气中的. .要使反要使反射光得到最大限度的加强，薄膜最小厚度应为射光得到最大限度的加强，薄膜最小厚度应为_nm. .r (21,2,)2ndkk 解：解：薄膜处在同一种介质中，一定有附加光程差，由明条纹条件薄膜处在同一种介质中，一定有附加光程差，由明条纹条件1()22kdn 薄膜厚度为薄膜厚度为min1600 (1)2113nm2 1.33d 1134545总复习总复习总复习总复习大学大学物理学物理学4646 3n2n1n3. (09-10-13. (09-10-1试卷试卷) ) 波长为波长为 的单色光垂直照射的单色光垂直照射到折

42、射率为到折射率为 的劈形膜上，如图所示，图的劈形膜上，如图所示，图中中 ，观察反射光形成的干涉条纹，观察反射光形成的干涉条纹. .(1) (1) 从劈形膜从劈形膜O O处开始向右数起，第五条暗纹中处开始向右数起，第五条暗纹中心对应的薄膜厚度是多少？心对应的薄膜厚度是多少？（2 2）相邻两明纹对应的薄膜的厚度差是多少？）相邻两明纹对应的薄膜的厚度差是多少？ 2n123nnn 22(21)2n dk 22n d 暗条纹条件为暗条纹条件为O), 2 , 1 , 0( k第五条暗纹处第五条暗纹处k=4，薄膜厚度为薄膜厚度为 294dn 解解：（1） ，厚度为厚度为d处两束反射光的光程差为处两束反射光的

43、光程差为123nnn 总复习总复习总复习总复习大学大学物理学物理学474722n dk 明条纹条件为明条纹条件为), 2 , 1 , 0( k22kdn ), 2 , 1 , 0( k明条纹对应的薄膜厚度为明条纹对应的薄膜厚度为222(1)222kkdnnn 相邻两明纹对应的薄膜的厚度差为相邻两明纹对应的薄膜的厚度差为五、五、 单缝衍射中的计算单缝衍射中的计算（大题）（大题）0sin a2)12(sin ka kka 22sin中央明纹中心中央明纹中心明纹中心明纹中心暗纹中心暗纹中心), 2 , 1( k),2, 1( k总复习总复习总复习总复习大学大学物理学物理学中央明纹的宽度中央明纹的宽度

44、012xx 其它明纹的宽度其它明纹的宽度2 fa xfa tgkkxf 暗暗暗暗tgkkxf 明明明明(21)2fka fka tgkkxf sin(0,1,2,)dkk -光栅方程光栅方程光栅多光束干涉：光栅多光束干涉：单缝衍射：单缝衍射： (1,2,3,)dkkka -缺级条件缺级条件 kdka 六、六、 光栅衍射中的计算（光栅方程、缺级条件光栅衍射中的计算（光栅方程、缺级条件) ) （大题）（大题） 缺级级数：缺级级数：4848总复习总复习总复习总复习大学大学物理学物理学4.(09-10-14.(09-10-1试卷试卷) )一束单色光垂直入射在光栅上，衍射光谱中共出现一束单色光垂直入射在

45、光栅上，衍射光谱中共出现5 5条明纹。若已知此光栅缝宽度与不透明部分宽度相等，那么在中央条明纹。若已知此光栅缝宽度与不透明部分宽度相等，那么在中央明条纹一侧的两条明纹分别是第明条纹一侧的两条明纹分别是第_级和第级和第_级谱线级谱线. . (1,2,3,)dkkka 第二级第二级缺级，观察到的是第一级和第三级谱线缺级，观察到的是第一级和第三级谱线2 = 2aka 解解: : 缺级级数缺级级数一一 三三4949总复习总复习总复习总复习大学大学物理学物理学50504.(09-10-14.(09-10-1试卷试卷)(1)(1)在单缝夫琅禾费衍射实验中，垂直入射的光有两种波长在单缝夫琅禾费衍射实验中，垂

46、直入射的光有两种波长1=400nm ，2=760nm( ).( ).已知单缝宽度已知单缝宽度 ，透，透镜焦距镜焦距 f=50cm. .求两种光第一级衍射明条纹中心间距求两种光第一级衍射明条纹中心间距. .-91nm =10 m-2=1 10 cma 3=+1.0 10 cmdab (2) (2)若用光栅常数为若用光栅常数为 的光栅代替狭缝，其他条件的光栅代替狭缝，其他条件和上一问相同，和上一问相同，求两种光第一级主极大之间的距离求两种光第一级主极大之间的距离. 解解: : （1 1）tgkkxf 明明明明sin(21)2kak 明明(21)2kxfka 明明x （红红- - 紫紫）32fa x

47、1红红- - x1紫紫-.9430 5360 102.7mm2 1 10 总复习总复习总复习总复习大学大学物理学物理学(2)(2)tgxf sinak kkxfa x （红红- - 紫紫）fa x1红红- - x1紫紫-.940 5360 101.8mm1 10 212cosII 七、马吕斯定律的应用七、马吕斯定律的应用八、布八、布儒斯特定律的应用儒斯特定律的应用12tannniB P1自然光自然光 检偏器检偏器线偏振光线偏振光P21I?2 I 起偏器起偏器5151总复习总复习总复习总复习大学大学物理学物理学（1 1）反射光和折射光互相垂直）反射光和折射光互相垂直. .12tannniB si

48、ncos Bi2Bi BiBi1n玻璃玻璃2n 空气空气 sinsinBi (2) (2) 根据光的可逆性，当入射光以根据光的可逆性，当入射光以 角从角从 介质入射于界面时，此介质入射于界面时，此 角角即为布儒斯特角。即为布儒斯特角。 2n2n玻璃玻璃1n Bi5252总复习总复习总复习总复习大学大学物理学物理学 4.(09-10-14.(09-10-1试卷试卷) )使一光强为使一光强为I I0 0 的平面偏振光先后通过两个偏振片的平面偏振光先后通过两个偏振片P P1 1 和和 P P2 2 . . P1 和和 P2 的偏振化方向与原入射光光失量的夹角分别是的偏振化方向与原入射光光失量的夹角分

49、别是 和和 ，则通过这两，则通过这两个偏振片后的光强个偏振片后的光强I 是是201cos2I 90 0（A）（B）201sin (2 )4I （C）201sin4I （D）40cosI （E）1p 2p0E222200coscos (90)cossinII 201sin (2 )4I 5353总复习总复习总复习总复习大学大学物理学物理学 5.(09-10-15.(09-10-1试卷试卷) )自然光以自然光以6060的入射角照射到不知其折射率的某一透的入射角照射到不知其折射率的某一透明介质表面时，反射光为线偏振光，则知折射光明介质表面时，反射光为线偏振光，则知折射光 （）完全线偏振光且折射角为（

50、）完全线偏振光且折射角为3030； （）部分偏振光且只是在该光由真空入射到折射率为（）部分偏振光且只是在该光由真空入射到折射率为 的介质时，的介质时，折射角为折射角为3030； （）部分偏振光，但须知两种介质的折射率才能确定折射角；（）部分偏振光，但须知两种介质的折射率才能确定折射角； （）部分偏振光，且折射角为（）部分偏振光，且折射角为30 . . 35454作业作业: 2: 2、3 3、7 7、8 8、9 9、1010、1111、1212、1515、17-2617-26、25-3225-32总复习总复习总复习总复习大学大学物理学物理学第十四章第十四章 量子物理量子物理212hmW v光电效

51、应方程光电效应方程0U0 O0W h 截止频率截止频率一、光电效应：方程、红限、遏止电一、光电效应：方程、红限、遏止电压、逸出功的计算压、逸出功的计算2012eUm v截止电压截止电压0hWUee 截止电压和光照频率成线性关系截止电压和光照频率成线性关系总复习总复习总复习总复习5555大学大学物理学物理学总复习总复习总复习总复习5656 假设一假设一 电子在原子中，可以在一些电子在原子中，可以在一些特定特定的轨道上运动而的轨道上运动而不不辐射电磁波，辐射电磁波，这时原子处于这时原子处于稳定稳定状态（状态（定态定态），并具有一定的能量），并具有一定的能量. .2 hLm rn v量子化条件量子化

52、条件: :ifhEE 频率条件频率条件: : 假设二假设二 电子以速度电子以速度 在半径为在半径为 的圆周上绕核运动时，只有电子的的圆周上绕核运动时，只有电子的角动角动量量 等于等于 的的整数倍整数倍的那些轨道是的那些轨道是稳定稳定的的 . .2hvrL主量子数主量子数1,2,3,n 假设三假设三 当原子从高能量当原子从高能量 的定态跃迁到低能量的的定态跃迁到低能量的 定态时，要发定态时，要发射频率为射频率为 的光子的光子. .iEfE 二、氢原子光谱：根据氢原子能级公式求出发生能二、氢原子光谱：根据氢原子能级公式求出发生能级跃迁时对应的谱线的波长（在巴尔末系中）级跃迁时对应的谱线的波长（在巴

53、尔末系中）大学大学物理学物理学总复习总复习总复习总复习575722111()fiRnn 波数：波数： 里德伯常量：里德伯常量： 711.0973731534 10 mR 1,2,3,ifffnnnn 1,2,3,4,fn 里德伯公式：里德伯公式： 单位长度内所含有的完整波的个数单位长度内所含有的完整波的个数. . 氢原子能级公式氢原子能级公式 氢原子能级公式氢原子能级公式大学大学物理学物理学总复习总复习总复习总复习5858基态能量基态能量:412208m eEh 13.6eV (1)n 412222018nEmeEhnn 21nEEn 激发态能量激发态能量: :(1)n （电离能）（电离能）2

54、22012nhrnr nme (1,2,3,)n 玻尔半径玻尔半径2110125.2910mhrme 1n 大学大学物理学物理学2222222002222coshhhmccc vxy00hec hec m ve0e 2200hvm chmc 能量守恒：能量守恒：00hheemcc v动量守恒：动量守恒：221/20(1/)mmc v三、康普顿关系式、三、康普顿关系式、动量、能量守恒关系动量、能量守恒关系计算计算总复习总复习总复习总复习5959大学大学物理学物理学 康普顿波长康普顿波长 123C02.4310m2.4310nmhm c 2002(1cos)sin2hhm cm c 康普顿公式康普

55、顿公式3412311806.63 102.43 10m2.43 10 nm9.11 103 10hm c 346.6310J sh （普朗克常量（普朗克常量 ，电子静止质量，电子静止质量 ）319.11 10kgem 总复习总复习总复习总复习6060大学大学物理学物理学1.(1.(09-10-1试卷试卷) )钨的红限波长是钨的红限波长是230nm(1nm=10-9m)，用波长为，用波长为180nm的紫的紫外光照射时，从表面逸出的电子的最大动能为外光照射时，从表面逸出的电子的最大动能为_eV. .解解: :212hmW v光电效应方程光电效应方程0Wh ，逸出功，逸出功2012ccmhWhh v34819996.63 103 1011()1.5eV1.6 10180 10230 10 1.5总复习总复习总复习总复习6161大学大学物理学物理学作业作业作业作业6262(2) 由于此谱