物理复习(下).ppt

1、第九章 静电场,一、真空中的库仑定律,矢量形式:,异种电荷: q1q2 0,同种电荷: q1q2 0,二、电场强度,1、点电荷的场强,2、点电荷系的场强,3、连续分布电荷的场强,注意：在具体计算时，要先分解，再积分。,三、静电场的高斯定理,四、静电场的环路定理,在静电场中，电场强度E沿任意闭合路径的线积分为零。,五、电势能 电势,1、电势能,2、电势,3、电势差（电压）,把q0从P1处移到 P2 处电场力做的功可表示为:,试验电荷q0在电场中某点处的电势能，在数值上就等于把它从该点移到零势能处静电场力所作的功。,电场中某一点A的电势VA，在数值上等于把单位正试验电荷从点A移到无穷远处势，静电场

2、力所作的功。,点电荷系电场中的电势,连续分布的带电体系的电势,六、电场强度与电势梯度的关系,4、电势的计算,点电荷电场中的电势,七、静电场中的导体和电介质,2、导体静电平衡条件：,1）导体内任一点的电场强度都等于零。,导体内部和表面都没有电荷作任何宏观定向运动的状态,1、导体的静电平衡状态：,2) 导体表面任一点 场强方向垂直于表面。,3) 导体为等势体，导体表面为等势面。,3、导体上电荷的分布,1) 当带电导体处于静电平衡状态时,导体内部处处没有净电荷存在,电荷只能分布于导体的表面上.,2) 导体表面附近的场强方向与表面垂直，大小与该处电荷的面密度成正比.,串联,并联,4、电容器的串联和并联

3、,5、有电介质时的高斯定理,1)、电位移矢量,2)、电介质中的高斯定理,电介质中任一闭合曲面的电位移通量等于该面所包围的自由电荷的代数和。,6、静电场的能量,1)、电容器的能量,注意：积分区间为所有有电场存在的空间。,2)、静电场的能量,1.基本磁现象,第十一章 恒定磁场,一、磁场 磁感应强度,奥斯特实验证明电流对磁铁有力的作用。,一切磁现象都起源于电荷的运动(电流)。,磁场和电场一样,也是物质存在的一种形式。,2、磁场的性质,(1) 对运动电荷(或电流)有力的作用;,(2) 磁场有能量,3、磁感强度,运动电荷在磁场中某点所受的最大磁力 与qv的比值为该点磁感应强度的大小，即：,单位：,磁感应

4、强度的大小与方向定义。,三、磁感应线 、磁通量,1.磁感应线(磁力线),为了形象地描述磁场,可仿照对电场的描述方法引入磁感应线。,规定：,1) 方向：磁力线切线方向为磁感应强度,的单位面积上穿过的磁力线条数为 磁感,的方向,2) 大小：垂直,应强度,的大小,磁力线的特征:,1）无头无尾的闭合曲线,3）磁力线不相交,2）与电流相互套合，服从右手螺旋定则,四、磁场的高斯定理,由于磁力线是闭合曲线，因此通过任一闭合曲面磁通量的代数和(净通量)必为零,亦即,称为磁场的高斯定理。 在静电场中,由于自然界有单独存在的正、负电荷,因此通过一闭合曲面的电通量可以不为零,这反映了静电场是有源场。而在磁场中,磁力

5、线的连续性表明,像正、负电荷那样的磁单极是不存在的,磁场是无源场。,六、磁场对运动电荷的作用,1.洛仑兹力,大小 f=qBsin,说 明,(1) 洛伦兹力始终与电荷运动方向垂直，故,对电荷不作功,，只改变运动方向而不改变速率和动能,2.带电粒子在磁场中的运动,f=qBsin =0，带电粒子在磁场中作匀速直线运动。,带电粒子作匀速率圆周运动。半径和周期分别为,1. 安培定律,七、磁场对载流导线的作用,任意形状载流导线在外磁场中受到的安培力,垂直于匀强磁场的闭合电流受力,2. 无限长平行直导线间的作用,单位长度受力为：,线圈所受的力矩,(1) 线圈所受的力矩 运动趋势,稳定平衡,非稳定平衡,力矩最

6、大,讨论,3.磁场对载流线圈的作用,适用于任意形状 的平面载流线圈,(2) 磁力矩总是力图使线圈的磁矩转到和外磁场一致的方向上。,顺磁质,抗磁质,减弱原场,增强原场,弱磁性物质,顺磁质和抗磁质的相对磁导率都非常接近于1, 即,铁磁质,通常不是常数,具有显著的增强原磁场的性质,强磁性物质,(如： 铬、铀、锰、氮等),(如：铋、硫、氯、氢等),(如：铁、钴、镍及其合金等),第十二章 磁场中的介质,二、介质磁化机理,抗磁质,顺磁质,无外磁场作用时,有外磁场作用时,顺磁质,由于取向排列使得原磁场得到加强。,抗磁质,外磁场对它的力矩总使它产生一个与外磁场方向相反的附加磁矩。,三、 磁介质中的安培环路定理

7、,在磁介质中,安培环路定理应写为,Io内和 I内分别是闭合路径l所包围的传导电流和磁化电流的代数和。,磁场强度矢量,1、 安培环路定理,磁介质中的安培环路定理可写为,四、铁磁质,1、磁畴,电子的自旋磁矩在一些小区域自发的整齐排列，形成自发磁化的小区域，称为磁畴。其中分子磁矩自发地磁化达到饱和状态。,无,磁化方向与,有,总磁矩为零,同向的磁畴扩大,磁化方向转向,的方向,使磁场大大增强,磁畴的磁化方向,第十三章 电磁感应 电磁场,1、电磁感应,电磁感应定律,楞次定律,感应电流的方向总是反抗引起感应电流的原因,2、动生电动势,3、感生电动势,4、自感,自感系数,自感电动势,5、互感,互感系数,互感电

8、动势,自感磁能,磁能密度,磁场能量,7、位移电流,位移电流密度,位移电流,6、磁场能量,8、麦克斯韦方程组,电磁场的普遍规律，它预言了电磁的存在。,介质方程,一、光的干涉,1、光程差：,2、双缝干涉：,相邻两明纹(或暗纹)中心间的距离为：,当光从光疏媒质射向光密媒质时，反射光有位相 的突变，相当于 的附加光程差，叫半波损失。,第十七章 波动光学,3、薄膜干涉：,设相邻两明纹(或暗纹)对应的厚度差为e，则,两相邻两明纹(或暗纹)间距离为l，则,劈尖干涉,牛顿环,厚度为e处出现明环、暗环的条件为：,当 e = 0 时， =/2，形成一中心暗斑。,明环和暗环的半径分别为：,1、单缝夫琅和费衍射,用半波带法,(1) 屏幕上明纹中心出现的方向为：,(2) 屏幕上暗纹中心出现的方向为：,(3) 衍射条纹的特点：,衍射条纹是平行于单缝的一组明暗相间的直条纹，中央明纹最亮、最宽，宽度为其它各级明纹宽度的二倍。,二、光的衍射,2、衍射光栅,光栅方程,缺级现象,即 角方向既是光栅衍射的某一级主极大，又是单缝衍射光强为零的方向，则光栅衍射光谱中缺少这一级亮条纹， 称为缺级现