02张工培训基础考试考点总结公共基础物理

朽木易折，金石可镂。千里之行，始于足下。第页/共页TOC\o"1-2"\h\z\u热学 21.理想气体状态方程 22.分子自由度、平均能量、内能 23.平均碰撞频率、平均自由程 24.麦克斯韦速率分布函数 25.气体运动的三种速率 26.理想气体的等容/等体过程 27.理想气体的等压过程 28.理想气体的等温过程 39.理想气体的绝热过程 310.热机循环过程 311.制冷机循环过程 312.热力学第二定律 3波动学 31.基础知识 32.波的物理量 33.一维简谐波表达式 34.波线上两点间的相位差 45.质元的振动速度和加速度 46.波的能量、能流、能流密度 47.波的干涉 48.驻波 49.声波、声强级 410.多普勒效应 5光学 51.基础知识 52.杨氏双缝干涉 53.劈尖干涉 54.牛顿环干涉 65.迈克尔孙干涉仪 66.单缝衍射 67.光学仪器的分辨本领 78.衍射光栅与光谱分析 79.布儒斯特定律 710.马吕斯定律 7朽木易折，金石可镂。千里之行，始于足下。第页/共页专题一：热学本专题主要内容1、理想气体状态方程2.分子自由度、平均能量、内能3.平均碰撞频率Z、平均自由程λ4.麦克斯韦速率分布函数5.气体运动的三种速率6.理想气体的等容/等体过程、等压和等温过程7、热机及卡诺循环8、热力学第二定律本专题主要知识点汇总1.理想气体状态方程①PV=mMRT②p=nkT=23nεk=（n-单位体积分子数，εk总结：P=nKT与PV=nRT=（m/M）×R×T两个n如何记忆：P=nKT中没有体积V，去了右边相除，变成单位体积，K数量级-23，所以n里一定含有大量的分子数总结：P=nKT与PV=nRT=（m/M）×R×T两个n如何记忆：P=nKT中没有体积V，去了右边相除，变成单位体积，K数量级-23，所以n里一定含有大量的分子数举行数量级抵消，因为其它两个参量P与T是正常大小的参量；PV=nRT=（m/M）×R×T中的n，因为P、V、R、T都是宏观参量，所以n就是个正常大小的摩尔数。2.分子自由度、平均能量、内能（1）分子自由度①单原子i=3②双原子i=5③多原子i=6（2）理想气体分子平均能量ε=i2（3）理想气体分子内能：E=mMm气体质量，M为mol质量=i3.平均碰撞频率Z、平均自由程λ①Z=如何记忆：：个子（d）越大，人越多（n），跑得越快（V），越容易被撞倒，即平均碰撞频率越大②λ=M为一个分子或原子质量，m为mol质量对公式中m或M的记忆，不要死记符号，跟K一起的是一个分子/原子质量，跟R一起使用的为mol质量。4.麦克斯韦速率分布函数（1）fv①对于大量分子，在速率v附近，单位速率间隔内的分子数占总分子数的百分比②峰值处对应速率为最概然速率，其附近分子数占总分子数百分比最大（2）麦克斯韦速率分布函数的归一化条件05.气体运动的三种速率①最概然速率vp：对应f(v)曲线峰值vp=②平均速率v：分子速率的算术平均值v=8kTv1、v③方均根速率vv2=总结：①Z②vp③vp用于f(v)曲线的v用于Z和λ的研究v2用于εk如何记忆三者之间的大小关系：Vp是极端，这样的分子数绝对少一些，平均值居中，方均根是平均速度的平方，最大，方均根速率用动能那个公式容易推导。6.理想气体的等容/等体过程（dv=0）①P②dv=0③Q注：m为气体质量，M为mol质量7.理想气体的等压过程（dp=0）①V②W=③ΔE=④Q⑤Cp⑥W⑦Δ8.理想气体的等温过程（dT=0）①P②dT=0③QT9.理想气体的绝热过程（dQ=0）①dQ=0②等温、绝热过程P-V图对照，绝热线比等温线更陡。上面四个过程分析本质是热一定律，列Q=ΔE+W，对该过程分析ΔE与W的变化，求出Q，本考试只举行定性分析10.热机（正循环）循环过程①Q②η=记忆：效率总是小于1，热机，是热变功，Q1为热库，绝对大于做的功，故Q1-Q2为分子，Q1为分母③卡诺循环：η注重惟独卡诺循环效率可以用T1、T2来表达11.制冷机（逆循环）循环过程①Q②ε=③卡诺循环：ε⟹T记忆：制冷机，热量不会自动从低温变高温，需要外界做功，故功Q1-Q2是制冷的动力，做分母，变成从低温热库吸热Q2（实用部分），Q2为分子。12.热力学第二定律①功可以彻低转化为热；但热不可以彻低转化为功，而不引起其他变化，开尔文表述：功热②热量可以自动的从高温物体传递到低温物体；但不可以自动的从低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化，克劳修斯：热传递③蔓延：有序→无序，概率小→概率大，微观少→微观多注重两个人学说的区别专题二：波动学本专题主要内容1、基础知识2、波的物理量3.一维简谐波表达式4..波线上两点间的相位差5.波的能量、能流、能流密度6.波的干涉7、驻波8、声波、声强级9、多普勒效应本专题主要知识点汇总1.基础知识①波传扬的是振动状态（相位）+能量②各媒质质元只在自己的平衡位置附近振动，不随波的传扬而行进。③横波：质元的振动方向⊥波的传扬方向④光波是横波⑤声波是纵波⑥纵波：质元的振动方向∥波的传扬方向2.波的物理量①ω=2πv=2π②λ=uT=③u=λ④波速：波的相位传扬速度，定值⑤质元振动速度：质元相对平衡位置的运动速度，变值波速是波的传扬速度，由介质决定，振动速度则是由波源振动频率决定的，注重两者不是一个概念。3.一维简谐波表达式（1）沿x轴正半轴运动坐标为x的点处的质元t时刻的位移y(x,t)等于原点O处的质元在t-xu①y=Acos[ω②y=Acos[2π③y=Acos[2π④y=Acos[（2）沿x轴负半轴运动坐标为x的点处的质元t时刻的位移y(x,t)等于原点O处的质元在t+xu①y=Acos[ω②y=Acos[2π③y=Acos[2π④y=Acos[口诀：正减负加，考试给定某个波动方程，注重与这两个标准方程比对，对号入座，只选自已方便记忆的一种形式，比如y=Acos[ωt+xu+φ]与y=2cos（at+bx）+π)，决定A=2，ω=a4.波线上两点间的相位差沿x轴正向传扬，Δ①x②x相位差公式是常考点，如何记忆：相位差是个角度（弧度），公式里有2π，2π已经是个弧度，它后面的绝对是个无量纲，然后，相位差是因为质点的位置差产生的，所以公式里有两个不同位置的位置坐标x1与x2，相减体现差，这个的单位是长度单位，要体现无量纲，所以➗波长。5.质元的振动速度和加速度①vx,t=-ωAsin[ω②ax,t=-6.波的能量、能流、能流密度（1）波的能量(E①E=E公式忘怀时利用1/2mv2，V就是波动方程求导，考试考得是能量与前面系数的关系，防止公式记不住或记得含糊不清②E、EEEE形变ua逼近平衡位置↗↗↗↗↗↘平衡位置最大最大最大最大最大0远离平衡位置↘↘↘↘↘↗最大位移00000最大③对于媒质质元，能量不守恒记住动能和势能同大同小④对于简谐波振动振子，能量守恒（2）能量密度①能量密度w=dE②平均能量密度（3）平均能流①平均能流P②平均能流密度（波强）I=P如何记忆能量与能流的区别，流动需要在一定的面积和时光里举行，能量则是发散的，所以，能流动公式里有S，有速度U，四个参数，最重要的是能量与波的强度7.波的干涉（1）波的相干条件：各波频率v、振动方向相同，相位差恒定（2）合振幅A、相位差Δφ·A=A·Δ·I=Δ⇒A=②Δ⇒A=③φ④φ干涉加强和削弱所有根据A=A12+A8.驻波（1）驻波表达式（以φ1y=y总结：将正反向传扬的两个方程一合（形成2A），一分（2πvt与2πx/y），写成新的驻波方程（2）驻波特点①各质元的振幅为位置的参数：A=|·A=2A⇒·A=0⇒②两相邻波节/腹之间的距离为λ2③两相邻波节之间各质元振动相位相同；波节两侧各质元振动相位相反。（3）半波损失①波阻=ρu大⟹波密介质②ρu小→ρu大⟹半波损失9.声波、声强级（1）声波（纵波）声波（2）声强：I（3）声强级正常人引起听觉的声波：f=1000Hz,声强范围标准声强级I声强太小，不能引起听觉声强太大，引起痛觉，损伤听觉10.多普勒效应v=u+uBu-v:v0u:波在媒质中的传播速度uBus记忆逻辑，以波源静止，接收器运动为例，：频率越高的振动，发出的声音越大，越离开声源，是不是听起来声音更小，公式计算朝偏小的方向计算，比如，采纳者远离声源运动，采纳者听到的声音就变小，频率就更低，分子为采纳者，居高临下，听声源（分母），分母（波源，是源头，是母体，做分母）不动，故分子要变小，所以分子为声速减采纳者远离声源行走的那个速度，采纳者频率为vR，通过u（声速），接收声源vS，即如下式，不必去追究复杂的原理，其中U总取正当专题三：光学本专题主要内容1、基础知识2、杨氏双缝干涉3、劈尖干涉4、牛顿环干涉5、迈克尔逊干涉6、单缝衍射7、光学仪器分辨本领8、衍射光栅9、布吕斯特定律与马吕斯定律本专题主要知识点汇总1.基础知识①可见光：（3.9~7.5）×1014Hz,400~760nm②光的相干条件：频率v、振动方向相同，相遇点相位差恒定③两个分立的普通光源不具有相关性。④同一光束分成两束获得相干光的方法：分波阵面法：杨氏双缝干涉分振幅法：⑤单色光经过折射率为n的媒质时，v不变，λ⑥光程差：δ=⑦相位差：Δφ=2π⑧半波损失光密介质：折射率n大的介质光密介质：折射率n小的介质n小→n大⟹半波损失2.杨氏双缝干涉S1S1、S2关于S对称；S1∥S2d≪D①δ=r②相邻明暗条纹的间距：Δx=③k=0⇒中央零级明条纹，以其为中央，等间距交替④红光波长λ长，条纹宽；逻辑：各种间距都是波长的倍数关系，逻辑：各种间距都是波长的倍数关系，因为λ很小，就需要Dd较大的数来举行抵消（d是缝间距很小，D是屏幕距离3.劈尖干涉①因为是空气膜，存在半波损失⇒δ=2ne+②δ=2ne+③应用举例：如下图相邻明/暗纹中央对应劈尖薄膜的厚度差：Δe=λ④应用：测量极小长度、单色光波长、折射率、工件平整度4.牛顿环干涉①因为是空气膜，存在半波损失⇒δ=2ne+λ②牛顿环干涉中，圆环中央为一暗斑（k=0）③牛顿环干涉薄膜θ角中央向外逐渐增大④在Δe=λ2n不变下，相邻圆环间的间距逐渐减小⑤应用：入射单色光波长、凸透镜的曲率半径逻辑逻辑：各种干涉，左边都是计算光程差，右边都是形成明暗条纹的条件（半波长的奇数或偶数倍）5.迈克尔孙干涉仪①δ=2e②M1移动Δx，干涉条纹移动N个条纹⇒③利用Δx=N·④以λ2⑤应用：测量薄膜折射率在迈式干涉仪的一支光路中，放入一片折射率为n、厚度为d的透明薄膜，产生的附加光程差为2(n-1）d：干涉条纹移动N条⇒2(n-1）d=Nλ应用：2(n-1）d=Nλ可对n、d、λ举行测量。6.单缝衍射菲涅尔半波带法①asinφ=m·②若单缝后加凸透镜焦距为f,焦平面上的光波会聚点距中央位置为x，计算用近似关系：sinφ≈xf③a④单缝衍射相邻明暗条纹间距：Δx=fλa⑤中央明条纹宽度（O点）l⇒中央明条纹宽度为其他各级明条纹宽度的2倍⑥a与λ大小相当⇒衍射现象明显⑦a≫λ大小相当⇒各级衍射条纹趋向于中心合并成一条亮纹⇒衍射现象消失7.光学仪器的分辨本领（1）圆孔弗琅禾费衍射①Dsin②r0记忆：一个人用两只眼睛分辨东西，公式与杨氏双缝干涉条纹间距类似（2）瑞利判据（φR=1.22λφR⇒提高分辨率的方法天文望远镜：加大前面的通光孔径注：①弧度②角度8.衍射光栅与光谱分析①光栅常数②光栅衍射的明条纹又称主极大明纹，细窄而又明亮。③明纹：(a+b)sinφ=kλ④除中央明纹外，同一级次(k一定)的衍射光将按波长长短依次展开，实现分光：红光，波长