物理学教程(第二版)-马文蔚下册公式原理整理(1)
物理期末知识点整理
1、 计算题知识点
1） 电荷在电场中运动，电场力做功与外力做功的总的显影使得带电粒子动能增加。
2） 球面电荷均匀分布，在球内各点激发的电势，特别是在球心激发的电势（根据高斯定理，球面内的电场强度为零，球内的电势与球面的电势相等
04q R
επε=
，电势满足叠加原理）
3） 两个导体球相连接电势相等。
4） 载流直导线在距离r 处的磁感应强度02I
B r
μπ=
，导线在磁场中运动产生的感应电动势。（电场强度02E r λπε=
）t
φ
ξ=- 5） 载流直导线附近的线框运动产生的电动势。
6） 已知磁场变化，求感应电动势的大小和方向。
7） 双缝干涉，求两侧明纹间距，用玻璃片覆盖其中的一缝，零级明纹的移
动情况。（两明纹间距为'
d d d
λ?=
，要求两侧明纹的间距，就是要看他们之间有多少个d ?，在一缝加玻璃片，使得一端的光程增加，要使得两侧光程相等，光应该向加玻璃片的一方移动）
8） 牛顿环暗环公式，理解第几暗环的半径与k
的关系。（r =k=0、1、2…..））
9） 光栅方程，光栅常数，第几级主极大与相应的衍射角，相应的波长，每厘米刻线条数，第一级谱线的衍射角（光栅明纹方程(')sin b b k θλ+=±（k=0、1、2….）暗纹方程(')sin (21)/2b b k θλ+=±+（k=0、1、2….）光栅常数为'b b +）
10） 布鲁斯特定律，入射角与折射角的关系2
1
tan b n n θ=
2、 电场强度的矢量合成
3、 电荷正负与电场线方向的关系（电场线从正电荷发出，终止于负电荷）
4、 安培环路定理0Bdl I μ=?。
5、 导线在磁场中运动（产生感应电动势），电流在磁场中运动受到安培力的作用。
6、 干涉条件（频率相同，相位相等或相位差恒定，振动方向相同）
b θ
7、 薄膜干涉（主要是垂直入射的情况，光程差为1
22
dn λ+（有无半波损失主要看题目的具体条件而定））
8、 增透膜（2(21)/2dn k λ=±+（k=0、1、2….））
9、 单缝衍射的第一暗纹sin b k θλ=±（k=1、2….）k=1时求衍射角θ 10、自然光透过偏振片，光强为原来的一半
11、马吕斯定律，注意平方（20I I COS θ=,θ为两偏振片狭缝的夹角） 12、无限大均匀带电平面激发的电势0
2E σε=
13、劈尖
14、迈克尔孙干涉仪，动臂反射镜移动，干涉条纹的移动（/2d n λ?=?，n ?为移动的条纹的个数）
15、单缝衍射，两侧第几级暗纹之间的距离（暗纹sin b k θλ=±（k=1、2….），明纹sin (21)/2b k θλ=±+（k=1、2….），中间明晚呢的宽度为2/f b λ）
16、
电子加速后的德布罗意波长为λ= 17、电场力沿闭合路径做功为零。
物理公式整理
1、电子电荷191.60210e C -=? 319.110e m kg -=?
2、两个点电荷之间的作用力为：12
2
01
4r q q F e r πε=
（12212108.8510()C N m F m ε----=????）
3、电场强度：0
F E q =
4、 点电荷产生的电场强度：23
00044r F Q Q r
E e q r r
πεπε?===
5、
dE
当x R
>>时 2
04q E x πε≈
当x =0时 E =0
当2
x R =±
时，电场强度最大
6、电场强度通量e s Eds φ=?
7、高斯定理 0e s q
Eds φε==
?
8通电直导线在周围所激发的电场强度为：0
2E R
λ
πε=
9、实验电荷q 0从A 移至B 的过程，电场力做功12011
()4A B
q q W R R πε=
- 只与始点和终点的位置有关，与路径无关，所以电场强度沿闭合路径积分为零。
10、AB AB U Edl =? ()AB B A W q V V =-- 11、点电荷场产生的电势：04Q V R
πε=
12、电场中的任意等势面间的电势差都相等，所以电荷在等势面上运动做功为零。 13、沿着电场线的方向电势降低，等势面密的地方电场强度大，等势面稀得地方电场强度小。
14、电场强度与等势面的关系 dV E dl
=-
求均匀带电钢环轴线上的一点的电场强度 2
21/2
04()
q V R x πε=+
221/2
0()4()dV d q
E dx dx R x πε=-
=-+ 223/2
04()qx
x R πε=
+
15、感应电荷电场与外电场叠加，使导体内电场为零，导体处于静态平衡状态。
16、电位移矢量 0r D E εε= 0
s
Dds =?导体处于经典平衡状态的条件 导体内部任何一点的电场强度为零 导体面处电场强度的方向都与导体表面垂直
17、电容Q C U
=
求电容的步骤：（1）设两极间带电分别为Q ± （2）求极板间的电场强度E （3）求电容0S
Q C U d
ε=
=
18、孤立到踢球的电容：04C R πε=
19、电容所具有的能量221112
2
2
W CU QU E Sd ε===
电场能量密度：21
2
e w E ε=
20、d dq
I env s dt
==（n 为电流数密度，d v 为漂移速度，电流时标量）
电流密度2/(/)d j I s env s A m == 时矢量 s
I jd s =? A N n M
ρ
=
21、电荷在磁场中受力：F qv B =?（1111T N A m --=） 22、毕奥-萨伐尔定律：03
4Idl r
dB r
μπ?= 23、通电导线产生的磁场0120
(cos cos )4I
B r μθθπ=
- 通电长直导线产生的磁场002I B r μπ=
通电圆环在中心处产生的磁场强度02I
B R
μ= 当x R ≥时2
03
2IR
B x μ=
24、磁矩m I S =?
25、安培环路定理0B dl I μ?=?
26、磁通量BS φ⊥= s
BdS φ=? （单位2wB T m ??）
27、当r R >时002I B r μπ= 0r R <<时022Ir
B R
μπ=
28、2
mv qvB R
= mv R Bq = 2m T Bq π=
29、在均匀磁场中，若载流导线闭合路的平面与磁感应强度垂直，此闭合回路不受力的作用。
30、安培力l
F Idl B =??
31、磁力矩M m B NI S B =?=?
32、1831年8月9号，法拉第发现了电磁感应定律
33、当穿过一个闭合道题回路所围面积发生变化时，不管这种变化是什么原因引起的，回路中就有电流产生。
34、电磁感应定律i d dt φε=- 1d I R dt φ=- q R
φ
=
35、感生电动势：由于磁感应强度变化而引起的感应电动势
动生电动势：由于回路面积的变化或面积取向变化而引起的感应电动势 36、动生电动势的非静电力的来源是洛伦兹力。
??
?
??? ?
??
???不一定有电流，一定有感应电动势 37、非静电力的电场强度为E v B =?
动生电动势()i op
v B dl ε=???
38、干涉条件：频率相同、相位相等或相位差恒定、振动方向相同。 39、电厂强度E 也称光矢量。 40、
41
r
P O
相干光的获取
振幅分割法
波振面分割法 杨氏双缝实验 劳埃德镜
sin r d θ?==
k λ± （k=0、1、2…..） 明纹 (21)/2k λ±+ （ k=0、1、2…..）暗纹
明（暗）纹间的间距'
d x d
λ?=
自然光照射时，竖线才舍条纹，最靠近中央各明纹的是紫光 42、一列波从高真空传播到介质时，频率相同
43、相位差：2nl
π?λ
?=
44、将折射率n 与几何路程l 的乘积nl 称为光程
光程就是光在媒介中通过的几何路程，按波数想灯光折合到真空中的路程。 45、在杨氏双缝干涉实验中，如在某缝处家一云母片，则中央位置的光程差为
(1)n e -
，中央明纹将向着放云母片的一侧移动。 46
当光从光疏介质射向光密介质时，反射光与入射光附加了半个波长的光程差。 47、薄膜干涉
光程差：2/2r λ?==
透射光的光程差2t ?= 通常考垂直入射的情况，光程差为222r n d λ?=+=
使用透镜不会引起附加的光程差
48、增透膜 22(21)/2n d k λ=±+ （k=0、1、2…..） K =0时，min 2
4d n λ
=
49、光程差222
r n d λ
?=+=
X = '/k d d λ± （k=0、1、2…..） 明纹
(21)'/2k d d λ±+ （ k=0、1、2…..）暗纹
S 1
S 2 P 暗纹
k λ± （k=1、2…..） 明纹 (1/2)k λ±+ （k=0、1、2…..） 暗纹
k λ± （k=1、2…..） 明纹
(1/2)k λ±+ （k=0、1、2…..） 暗纹
k λ± （k=1、2…..） 明纹
(1/2)k λ±+ （k=0、1、2…..） 暗纹
d=
(1/2)/2k n λ- （k=1、2…..） 明纹
/2k n λ （k=0、1、2…..） 暗纹
相邻明纹间的厚度差：12n n d d n λ
+-= 条纹间距2b n λ
θ
= 2D L nb
λ
=
判断劈尖内是凹还是凸：背离劈尖为凸，指向劈尖的为凹。
50、牛顿环光程差：22/2n d λ?=+
51、迈克尔孙干涉仪（属于薄膜干涉）
/2d k λ?=?=（n-1）e 如加云母片，e 就是其厚度，d ?为条纹移动距离，
k ?为干涉条纹移动数目。
52
53、单缝衍射
x f θ=
中央明纹的宽度为02f l b λ=
来那个相邻明（暗）纹的宽度为f
l b
λ= 54、衍射光栅（不用单缝衍射的原因是单缝衍射不能精确测量光的波长） 光栅常数为'b b +
光栅的衍射条纹是衍射和干涉的共同结果
r （k=1、2…..） 明纹半径 r = （k=0、1、2…..） 暗纹半径 菲涅尔衍射 夫琅禾费衍射
sin 0b θ= sin b k θλ=± （k=1、2…..） 暗纹 sin (21)/2b k θλ=±+ （k=1、2…..） 明纹 (')sin b b θ+=
干涉主极大（明纹中心）(')sin b b k θλ+=± （k=0、1、2…..） 条纹最高级数sin 'k k b b λθ=±
+ /2θπ=± max '
b b k k λ
+== 明纹间隔1sin sin '
k k b b λ
θθ+-=
+
55、缺极现象
干涉加强的点和单缝衍射对应的暗纹叠加，出现缺极现象。 56、光的偏振性
自然光经过偏振片，广告灯额强度变为原来的一半 马吕斯定律 20cos I I θ= 布儒斯特定律 2
1
tan B n i n =
B i 为起偏角，或布儒斯特角
当入射角为起偏角时，反射光与折射光互相垂直
说明
1、光栅常数越小，明纹越窄，明纹间相隔越远
2、入射光波长越大，明纹见相隔越大
同时满足
(')sin b b k θλ+=± （k=0、1、2…..）
sin 'b k θλ=± （k=1、2…..）
.