大学物理学总结

课程小论文论文(设计)题目《大学物理学》课程总结院系名称专业（班级）姓名（学号）指导教师二零一二年11月前言《大学物理》是我们工科必修的一门重要基础课，但由于我们现在所学的《大学物理》涵盖的内容广，包括力学、热学、电磁学、光学、量子力学与相对论以及一些新兴的科学如混沌等，而且对高等数学、线性代数等数学基础要求较高，是我们大家都望之不寒而栗的一门课，下面我就将我这学期所学习的知识进行一个总结。知识点总结：一、机械振动和机械波篇1、振动（1）简谐运动：简谐运动中的力学运动学条件及位移，回复力，振幅，周期，频率及在一次全振动过程中各物理量的变化规律。简谐振动：回复力：F=一KX加速度：a=一KX/m单摆：T=2(与摆球质量,振幅无关)弹簧振子T=2(与振子质量有关,与振幅无关)等效摆长、等效的重力加速度影响重力加速度有：=1\*GB3①纬度,离地面高度=2\*GB3②在不同星球上不同,与万有引力圆周运动规律（或其它运动规律）结合考查=3\*GB3③系统的状态(超、失重情况)=4\*GB3④所处的物理环境有关,有电磁场时的情况=5\*GB3⑤静止于平衡位置时等于摆线张力与球质量的比值注意等效单摆(即是受力环境与单摆的情况相同)（2）共振的现象、条件、防止和应用2、机械波:基本概念,形成条件特点：传播的是振动形式和能量,介质的各质点只在平衡位置附近振动并不随波迁移。=1\*GB3①各质点都作受迫振动；=2\*GB3②起振方向与振源的起振方向相同；=3\*GB3③离源近的点先振动；=4\*GB3④没波传播方向上两点的起振时间差=波在这段距离内传播的时间；=5\*GB3⑤波源振几个周期波就向外传几个波长波长的说法：=1\*GB3①两个相邻的在振动过程中对平衡位置“位移”总相等的质点间的距离；=2\*GB3②一个周期内波传播的距离；=3\*GB3③两相邻的波峰(或谷)间的距离；=4\*GB3④过波上任意一个振动点作横轴平行线，该点与平行线和波的图象的第二个交点之间的距离为一个波长；=5\*GB3⑤波从一种介质传播到另一种介质,频率不改变,波长、波速、频率的关系：V=f=(适用于一切波)3、波的图像与振动图像的比较简谐运动的振图象机械波的波动图象图象研究对象一个振动质点波传播方向所有质点研究内容一质点位移随时间变化规律某时刻所有质点的空间分布规律函数关系一个质点做简谐运动时，它的位置x随时间t变化的关系在某一时刻某一直线上各个质点的位置所形成的图象（横波）坐标横轴一个质点振动的时间各质点平衡位置距坐标原点的位置（距离）纵轴一个质点不同时刻相对平衡位置的位移同一时刻各质点相对各自平衡位置的位移形状正弦函数或余弦函数的图象由图象可直观得到的数据周期T振幅A波长λ振幅A波峰及波谷的位置物理意义表示一质点在各时刻的位移表示某时刻各质点的位移图象变化随时间推移图象延续，但已有形态不变随时间推移，图象沿传播方向平移完整曲线占横坐标距离表示一个周期表示一个波长图象上某一点的物理意义在某时刻（横轴坐标）做简谐运动的物体相对平衡位置的位移（纵轴坐标）在某时刻，距坐标原点的距离一定（横轴坐标）的该质点的位移（纵坐标）二、气体动理论和热力学篇1、气体动理论（1）理想气体的状态方程平衡态：在不受外界影响的条件下，热力学系统的宏观性质不随时间变化的状态称为平衡态。热力学系统处于平衡态必须满足两个条件：一是不受外界影响；二是宏观性质不随时间变化。理想气体的状态方程为：它的适用条件：一是理想气体；二是平衡态。理想气体的微观模型，分子无大小；分子之间以及分子与容器壁之间除碰撞的瞬间外都无相互作用；分子之间以及分子与容器之间的碰撞为弹性碰撞。（2）理想气体的压强公式为：（3）温度T与分子的平均平动功能的关系为（4）理想气体的内能分子平均动能按自由度均分的统计规律——能量均分定理。在温度为T的平衡态下，物质分子的每个自由度都具有相同的平均动能，其大小都等于，这就是能量按自由度均分定理，简称能均分定理。如果气体处于温度为T的平衡态下，气体分子有t个平动自由度，r个转动自由度，i表示刚性分子自由度，则i=t+r；则根据能均分定理，分子的平均动能为.热力学系统的内能：热力学系统内部所有分子的无规则热运动动能和分子内原子间振动势能及分子间相互作用势能的总和称为热力学系统的内能。理想气体的内能：由于理想气体分子间无相互作用，所以理想气体的内能是所有分子的无规则热运动动能和分子内原子间振动势能的总和。因此，质量为M摩尔质量为的理想气体的内能为.（5）麦克斯韦速率分布律在平衡态下，令N表示一定量气体的总分子数，dN表示速率分布在V-V+dV速率区间的分子数，则速率分布函数f(V)的定义为即f(v)的物理意义是平衡态下，速率V附近单位速率区间内的分子数占总分子的百分比。在温度为T平衡态下，气体分子速率分布在V-V+dV速率区间的分子数占分子数的百分比为。上式称为麦克斯韦速率分布律，其麦克斯韦速率分布函数为。从麦克斯韦速率分布律可得分子的平均速率：。分子的方均根速率。速率在V1－V2速率区间的分子数占总分子数的百分比。速率在V－V＋△V(△V很小)速率区向的分子数占总分子的百分比f(v)△V从麦克斯韦速率分布函数与速率分布曲线的对应关系，从几何意义，物理意义等方面确切理解速率分布曲线。（6）气体分子碰撞的统计规律平均碰撞频率：每个分子在单位时间内与其它分子碰撞的平均次数称为平均碰撞频率。平均自由程；分子在连续两次之间所通过的自由程的平均值称为平均自由程。和的大小反映分子间碰撞的频率程度。2、经典热力学（1）热力学第一定律：在准静态过程中，系统改变的仅为内能，一般情况下与外界可能同时有功和热量的交换。即（封闭系统，任何过程）（封闭系统微变过程）热力学第一定律在理想气体等值过程中的应用：①恒容热：（封闭系统，恒定W′=0）②恒压热：（封闭系统，恒压，）③理想气体恒温可逆过程：④绝热过程：（2）理想气体绝热可逆过程方程：适用条件：理想气体；绝热可逆过程；不做非体积功，缺一不可。（3）热力学第二定律：不可能制成一种循环动作的热机，它只从一个单一温度的热源吸取热量，并使其全部变换为有功，而不应起其他的变化。①热力学第二定律的数学表达式：>为不可逆②熵的定义式＝为可逆三、波动光学篇1、光的干涉(1)光的相干性：指两列光波叠加时产生的光强在空间中有一稳定分部的现象；条件：两光波必须频率相同，震动的方向相同，位相差恒定。(2)光程：弱光在折射率为n的媒质中经过的几何路程为x，则相应的光程为nx。位相差（为光在真空中的波长）(3)干涉明暗条纹的实验①杨氏双缝干涉②薄膜干涉（包括劈尖、牛顿环）a、等倾干涉b、等厚干涉③牛顿环④麦克逊干涉仪2、光的衍射(1)光的衍射现象及其分类①光偏离直线传播，并且在光屏上形成光强度不均匀分布的现象称光的衍射。②光的衍射现象可分为菲涅耳衍射（或近场衍射）和夫琅禾费衍射（或远场衍射。③衍射现象可以通过惠更斯－菲涅耳原理来定性解释，其表述为：波前上的各点可以看成是相干的子波波源，其后波场中的某点波的强度由各子波波源发出的子波在该点的相干叠加来决定。(2)夫琅禾费衍射①夫琅禾费单缝衍射。应用半波带法可知，当单色光垂直入射时，衍射暗条纹中心位置满足：明条纹中心满足：其中，a为缝宽，为衍射角。②夫琅禾费圆孔衍射。当单色光垂直入射到通光孔半径为a的圆孔时，设在光屏上所形成的中央亮斑（称艾里斑）的角半径为，其满足中央亮斑（艾里斑）的半径为其中，f为透镜的焦距(3)光栅衍射①由许多等宽的狭缝等距离地排列起来形成的光学元件叫光栅。光栅每一条透光部分的宽度为a，不透光部分的宽度为b，(a+b)=d称为光栅常数。光栅常数是光栅的特征量。②当用单色光入射到光栅上时，在黑暗的背景上会出现窄细明亮的谱线。缝数越多，谱线越细越亮。谱线（主极大）的位置满足该式称为光栅方程。③谱线强度要受单缝衍射调制，因而会出现缺级现象。④X射线通过晶体时会产生衍射。若各原子层(或晶面)之间的距离为d，当单色的平行X射线以掠射角q入射到晶面上时，表面层原子散射的反射光和内部原子散射的反射光满足下式时在q方向上就会因各反射光相互干涉增强而出现亮点。该式称为晶体衍射的布拉格公式。总结（一）三个基本。基本概念要清楚，基本规律要熟悉，基本方法要熟练。关于基本概念，举一个例子。比如说速率。它有两个意思：一是表示速度的大小；二是表示路程与时间的比值（如在匀速圆周运动中），而速度是位移与时间的比值（指在匀速直线运动中）。关于基本规律，比如说平均速度的计算公式有两个经常用到V=s/t、V=(vo+vt)/2。前者是定义式，适用于任何情况，后者是导出式，只适用于做匀变速直线运动的情况。再说一下基本方法，比如说研究中学问题是常采用的整体法和隔离法，就是一个典型的相辅形成的方法。最后再谈一个问题，属于三个基本之外的问题。就是我们在学习物理的过程中，总结出一些简练易记实用的推论或论断，对帮助解题和学好物理是非常有用的。如，“沿着电场线的方向电势降低”；“同一根绳上张力相等”；“加速度为零时速度最大”；“洛仑兹力不做功”等等。（二）独立做题。要独立地（指不依赖他人），保质保量地做一些题。题目要有一定的数量，不能太少，更要有一定的质量，就是说要有一定的难度。任何人学习数理化不经过这一关是学不好的。独立解题，可能有时慢一些，有时要走弯路，有时甚至解不出来，但这些都是正常的，是任何一个初学者走向成功的必由之路。（三）物理过程。要对物理过程一清二楚，物理过程弄不清必然存在解题的隐患。题目不论难易都要尽量画图，有的画草图就可以了，有的要画精确图，要动用圆规、三角板、量角器等，以显示几何关系。画图能够变抽象思维为形象思维，更精确地掌握物理过程。有了图就能作状态分析和动态分析，状态分析是固定的、死的、间断的，而动态分析是活的、连续的。四）学习资料。学习资料要保存好，作好分类工作，还要作好记号。学习资料的分类包括练习题、试卷、实验报告等等。作记号是指，比方说对练习题吧，一般题不作记号，好题、有价值的题、易错的题，分别作不同的记号，以备今后阅读，作记号可以节省不少时间。（五）数学。物理的计算要依靠数学，对学物理来说数学太重要了。没有数学这个计算工具物理学是步难行的。大学里物理系的数学课与物理课是并重的。要学好数学，利用好数学这个强有力的工具。学好大学物理，一是要有高中物理的基础，二就是要学好高等数学，尤其是微积分。总结一下就是这样一个公式：大学物理＝高中物理＋微积分，学习物理重要，掌握学习物理的方法更重要。学好物理的“法宝”包括预习、听课、整理、应用（作业）、复习总结等。大量事实表明：做好课前预习是学好物理的前提；主动高效地听课是学好物理的关键；及时整理好学习笔记、做好练习是巩固、深化、活化物理概念的理解，将知识转化为解决实际问题的能力，从而形成技能技巧的重要途径；善于复习、归纳和总结，能使所学知识触类旁通；适当阅读科普读物和参加科技活动，是学好物理的有益补充；树立远大的目标，做好充分的思想准备，保持良好的学习心态，是学好物理的动力和保证。注意学习方法，提高学习能力，同学们可从以下几点做起：一、课前认真预习，预习是在课前，独立地阅读教材，自己去获取新知识的一个重要环节。课前预习未讲授的新课，首先把新课的内容都要仔细地阅读一遍，通过阅读、分析、思考，了解教材的知识体系，重点、难点、范围和要求。对于物理概念和规律则要抓住其核心，以及与其它物理概念和规律的区别与联系，把教材中自己不懂的疑难问题记录下来。对已学过的知识，如果忘了，课前预习时可及时补上，这样，上课时就不会感到困难重重了。然后再纵观新课的内容，找出各知识点间的联系，掌握知识的脉络，绘出知识结构简图。同时还要阅读有关典型的例题并尝试解答，把解答书后习题作为阅读效果的检查，并从中总结出解题的一般思路和步骤。有能力的同学还可以适当阅读相关内容的课外书籍。二、主动提高效率的听课带着预习的问题听课，可以提高听课的效率，能使听课的重点更加突出。课堂上，当老师讲到自己预习时的不懂之处时，就非常主动、格外注意听，力求当堂弄懂。同时可以对比老师的讲解以检查自己对教材理解的深度和广度，学习教师对疑难问题的分析过程和思维方法，也可以作进一步的质疑、析疑、提出自己的见解。这样听完课，不仅能掌握知识的重点，突破难点，抓住关键，而且能更好地掌握老师分析问题、解决问题的思路和方法，进一步提高自己的学习能力。三、定期整理学习笔记在学习过程中，通过对所学知识的回顾、对照预习笔记、听课笔记、作业、达标检测、教科书和参考书等材料加以补充、归纳，使所学的知识达到系统、完整和高度概括的水平。学习笔记要简明、易看、一目了然，符合自己的特点。做到定期按知识本身的体系加以归类，整理出总结性的学习笔记，以求知识系统化。把这些思考的成果及时保存下来，以后再复习时，就能迅速地回到自己曾经达到的高度。在学习时如果轻信自己的记忆力，不做笔记，则往往会在该使用时却想不起来了，很可惜的！四、及时做作业作业是学好物理知识必不可少的环节，是掌握知识熟练技能的基本方法。在平时的预习中，用书上的习题检查自己的预习效果，课后作业时多进行一题多解及分析最优解法练习。在章节复习中精选课外习题自我测验