大学物理 上册(第五版)重点总结归纳及试题详解第十六章 从经典物理到量子物理
第十六章 从经典物理到量子物理
一、基本要求
1. 了解描述热辐射的几个物理量及绝对黑体辐射的两条实验规律。
2. 理解普朗克的“能量子”假设的内容，了解普朗克公式。
3. 理解光电效应和康普顿效应的实验规律，以及爱因斯坦的光子理论对 这两个效应的解释。
4. 理解爱因斯坦光电效应方程；红限概念和康普顿散射公式。
5. 理解光的波粒二象性以及光子的能量，质量和动量的计算。
6. 掌握氢原子光谱的实验规律，理解玻尔氢原子理论的三条基本假设的内容；并由三条假设出发，推导出氢原子的光谱规律。
二、基本内容
1. 黑体辐射 （1）绝对黑体
在任何温度下都能全部吸收照射在其上的任何波长的电磁波的物体，称为绝对黑体。绝对黑体是一种理想模型，其在任何温度下对任何波长入射辐射能的吸收比均为1。
（2）黑体辐射的实验规律 斯特藩-玻尔兹曼定律
40)(T T M σ=
式中)(0T M 为绝对黑体在一定温度下的辐射出射度，σ=5.67×10-8W ·m -2·K -1为斯特藩常量。
维恩位移定律
b T m =λ
式中m λ为相应于)(0T M λ曲线极大值的波长，31089.2-?=b m ·K
（3）普朗克的能量子假说
辐射黑体是由原子分子组成的。这些原子和分子的振动可看作线性谐振子，这些谐振子的能量只能是某一最小能量ε的整数倍，即ε，2ε，3ε...，n ε，
物体发射或吸收的能量必须是这个最小单元的整数倍。ε称为能量子，n 为正整数，叫量子数。在黑体辐射理论中，能量子ε=hv ，其中h 是普朗克常量，v 是特定波长的辐射所对应的频率。 （4）普朗克黑体辐射公式 )(0T M λ=
1
1
25
2
-?T
k hc e
hc λλ
π
式中h 为普朗克常量，k 为玻尔兹曼常量，c 为真空中光速。由此公式可推导出斯特藩-玻尔兹曼定律和维恩位移定律，而且在低频和高频情况下可分别化为瑞利-金斯公式和维恩公式。
2. 光电效应
金属及其化合物在电磁辐射下发射电子的现象称为光电效应。 （1）光电效应的实验规律
① 单位时间内逸出金属表面的光电子数与入射光强成正比。
② 光电子的最大初动能随入射光的频率上升而线性增大，与入射光强无关。 ③ 如果入射光的频率低于该金属的红限，则无论入射光的光强多大，都不会使这种金属产生光电效应。
④ 光电效应是瞬时的。只要入射光的频率大于该金属的红限，当光照射到这种金属表面时，几乎立即产生光电子，而与入射光强无关。
对光电效应经典理论遇到困难，主要表现在三个方面：①光电子最大初动
能问题；②光电效应的红限问题；③发生光电效应的时间问题。 （2）爱因斯坦的光子理论
爱因斯坦认为光束是以光速c 运动的粒子流 ，其中每一个粒子携带的能量为hv ，这些粒子称为光量子。光子具有波粒二象性。
光子的能量 hv ε=
光子的动量 λ
h
p =
其中ε，p 表示光子的粒子性；v ，λ表示光子的波动性。 光子的质量 2
2hv h
m c c c ε
λ
=
=
= 光子的静止质量 00m =
（3） 爱因斯坦的光电效应方程
Φ-=hv m m 22
1v 式中m 为光电子质量，m v 为逸出电子的最大初速度，v 为入射光频率，Φ为金属的逸出功。
爱因斯坦利用光子理论和光电效应方程对光电效应作出了圆满的解释，给出了金属红限的表达式 0v h
Φ
=
3. 康普顿效应
短波射线（如X 射线、γ射线）在被物质散射过程中波长变长的现象称为康普顿散射或康普顿效应。
康普顿散射波长的改变量 2
sin 22
θ
λλc =?
式中λ?为伦琴射线的波长改变量，002426.00==c
m h c λnm 为电子的康普顿
波长，θ为散射角。
爱因斯坦的光子理论圆满地解释了康普顿效应。 4. 氢原子光谱和玻尔的量子理论 （1）氢原子光谱的实验规律 氢原子的广义巴尔末公式 )11(
22n
m R -=σ ??
?
?
??+++=???=3,2,13,2,1m m m n m 式中σλ/1=为波数，17100967776.1-?=m R ，R 称为里德伯常量。
卢瑟福的氢原子核型结构经α粒子散射实验证明是正确的，它和经典理论是不相容的，经典理论解释氢原子光谱的规律和氢原子核型结构的稳定性遇到的空难。
①按经典理论，电子绕原子核旋转必定要辐射电磁波，并且所发射的电磁波是连续谱。实际上，通常情况下的原子并不辐射电磁波，只有从外界吸收了能量之后，才可能发射电磁波，并且发射的电磁波频谱是分立谱，不是连续谱。 ②随着系统自身能量的不断减少电子绕原子核运动的轨道半径将随之减小，
最后电子必定落在原子核上，可见，按经典理论，原子核型结构不是稳定结构。实际上，正常情况下的原子是十分稳定的。 （2） 玻尔的量子论
玻尔的量子论是玻尔为解释氢原子光谱实验规律而做出的基本假设，其核心是定态和跃迁概念的引入。
（a ）定态假设：原子存在一系列不连续的稳定状态，即定态。处于这些定态中的电子虽作相应的轨道运动，但不辐射能量 。
（b ）量子化假设：电子绕核运动时，只有电子的角动量L 等于整数倍的
那些轨道才是稳定的。
即 L n = ),3,2,1(???=n 式中=
2h
π
（c ）辐射假设：当原子中的电子从某一轨道跃迁到另一轨道时，就对应原子从某一定态跃迁到另一定态，这时才辐射或吸收一相应的光子，辐射或吸收的光子能量由下式决定。 m n E E hv -=
式中m n E E ,分别为原子系统的定态能量，v 为吸收或发出光的频率。
在此假设下能较好地处理氢原子光谱问题，但该理论不是一个自洽的理论。有着较严重的缺陷。
三、习题选解
16-1 在任何温度下
（1）绝对黑体是否总是呈现黑色? （2）绝对黑体的发射本领是否一样?
答：（1）黑体看上去并不一定总是呈现黑色，所谓绝对黑体是指能够在任何温度下全部吸收任何波长的辐射的物体。但是绝对黑体同样能够辐射能量。而且由基尔霍夫定律，处于同样温度的辐射体中，绝对黑体的辐出度是最大的。
维恩位移定律给出最大单色辐出度对应的波长m λ与温度的关系。 m T b λ= 32.89710b -=?m ·K
当温度较低时，m λ较大可能在红外区，肉眼看上去黑体表面确实是黑色的。当m λ在可见光范围内，例如m λ=500nm 时，可估计到
3
9
3108.510
50010897.2?=??==--m b
T λK 也就是说当黑体温度达到103K 时，肉眼完全可以看到绝对黑体的辐射。 （2）绝对黑体的发射本领都是一样的，因为黑体的单色辐出度)(T M λ只与辐射体温度及辐射波长λ有关，而与辐射物质无关。
16-2 将星球看作绝对黑体，利用维恩位移定律测量m λ便可求得T 。这是测量星球表面温度的方法之一。设测得：太阳的51.0=m λμm ，北极星的
35.0=m λμm ，天狼星的29.0=m λμm 。试求这些星球的表面温度。 解：由维恩位移定律
m T b λ= 32.89710b -=?m ·K
将太阳、北极星和天狼星的m λ= 0.51 μm ，0.35μm ，0.29μm 分别代入，可求得相应的温度为：31068.5?K ，31028.8?K ， 31099.9?K 。
宇宙星体中，太阳温度并不是最高的。只是它距地球相对较近，而对地球产生较大的影响。
16-3 设太阳的表面温度是5700K 。
（1）试用斯特藩-玻尔兹曼定律计算太阳辐射时每秒钟的质量亏损。取太阳的直径为1.4×109m 。
（2）估计太阳的质量减少1%要经过多少时间？取太阳的静质量为2.0×1030㎏。
解：（1）由斯特藩-玻尔兹曼定律
40)(T T M σ=
81067.5-?=σW ·m -2·K -4
)(0T M 为物体单位表面上辐射的功率，辐射功率为
??=ds T M T P )()(0
将太阳看作球体有 )(4)(02T M R T P π=424T R σπ= 由爱因斯坦质能关系换算为质量亏损有
)()(2mc dt
d
T P =
2422
4)(1c T R T P c dt dm σπ==284
829)
103()5700(1067.5)107.0(14.34???????=-㎏·s -1 9101.4?=㎏·s -1
（2）由题意
01.0=?t dt
dm
m 年秒秒11189
30
1055.11088.4101.4100.201.001.0?=?=???==?dt
dm m t 宇宙星体不断向外界辐射能量，同时也消耗自身能量，因而也有寿命问题。本题结果为太阳寿命的一个粗略估计。
16-4 在加热黑体的过程中，其单色辐出度的最大值所对应的波长由69.0μm 变化到50.0μm ，其总辐出度增加了几倍？
解：由斯特藩-玻尔兹曼定律和维恩位移定律分别有40)(T T M σ=
b T m =λ
则 44
0)(m
b T M λσ=
若以)(0
T M ' ， m λ'分别表示变化后的辐出度和对应的波长有
63.3)50
.069.0()()()(4
400=='='m m T M T M λλ
16-5（1）为什么即使是单色光入射到同种金属表面，而产生的光电子却有分散的速度？
（2）如果光电效应发生在气体中而不是在固体表面上，试问是否还存在截止频率？
答：（1）光电效应现象不仅发生在金属表层，光子也可深入到物体内部。当入射光子的能量大于电子在物体内的束缚能时，物体内部的电子同样能够吸收光子的能量成为自由电子，由于电子在物体内部的脱出功比在表层的电子的脱出功要大，内部电子逸出表面后的动能较表层电子的动能要小。因而即使入射光是同一频率的单色光，能量相同，但由于逸出表面的光电子可能来源于物体的表层或
内部的不同位置，其动能不一样，速度也不同。
（2）气体中的电子同样受原子或分子内原子核的束缚。电子吸收光子的能量必须大于原子或分子的束缚能才可能克服原子或分子的束缚，成为自由电子，气体中的光电效应现象同样存在截止频率，这时电子的脱出功就是原子或分子的电离能。
16-6 在光电效应试验中，测得某金属的截止电压0U 和入射光波长λ有下列对应关系，
λ/m
71060.3-? 71000.3-? 71040.2-?
0U /V 1.40 2.00 3.10
试用作图法求：
（1）普朗克常量h 与电子电量的比值e h /； （2）该金属的逸出功； （3）该金属光电效应的红限。
解：先将波长λ换算成频率v 的值，如下表
λ
m 1410/(?v Hz) /0U V
3.60×10-7 8.33 1.40
3.00×10-7 10.00 2.00 2.40×10-7 12.50 3.10 再作v U a -图，系一直线。
题16-6图
由爱因斯坦关系
Φ-==hv eU m m 022
1v
可知0U 和v 的线性关系是 e
v e h U Φ-=0 所以（1）直线的斜率为
e
h
1410
)33.850.12()40.110.3(?--=??=v U e h J ·s ·C -1 151008.4-?= J ·s ·C -1
（2）直线截距 0.2-=Φ
-
e
V 0.2=ΦeV
（3）由直线与横轴交点，可以得到该金属的红限频率为 1401000.5?=v Hz
16-7 波长为3.5×10-7m 的光子照射到一个表面，试验发现，从该表面发射出的能量最高的电子在1.5×10-5T 的磁场中偏转而成的圆轨道的半径为0.18m 。求这种材料的逸出功。
解：光子的能量为
55.3106.1105.310310626.619
7834=??????==
=---λhc
hv E eV 电子在磁场中的运动给出
R m B e 2v v = m eBR
=v
电子的最大初动能 m
R B e m eBR m m m 2)(212122222
==v
=31
22192510
1.92)18.0()1060.1()105.1(---??????J 65.0=eV
脱出功
90.265.055.32
12
=-=-=Φm m hv v eV
16-8 当用波长为71105.3-?=λm 和7104.5-?=λm 的光轮流照射某一金属表面时，发现在这两种情况下光电子的最大速度的比值为0.2=η。求该金属的
逸出功。
解：由题意
Φ+=
=211
121v m hc
hv λ Φ+==22222
1v m hc hv λ 211
21v m hc
=
Φ-λ 2222
1v m hc =Φ-λ 4)(22212
1
===Φ
-Φ
-ηλλv v hc
hc
90.1)1
4(31
2=-=Φλλhc eV 16-9（1）一标准米的长度定义为86Kr 的橙黄色辐射光之波长的1650763.73倍。试求这种辐射的一个光子所具有的能量是多少?
（2）若一个光子的能量等于一个电子的静能量。试问该光子的频率、波长、动量是多少？在电磁波谱中它属于何种射线？
解：（1）辐射光的波长 710057.673
.16507631
-?==
m λm
这种辐射的一个光子所具有的能量为 197834
1027.310
075.6100.310
63.6---?=????===λ
νc
h
h E J （2）设光子频率为v ，波长为λ，动量为p 。
20c m hv =
34
28312010
63.6)103(1011.9--????==h c m v Hz =201024.1?Hz
1220
8104.210
24.1103-?=??==v c λm 12
3410
4.21063.6--??==λh
p ㎏·m ·s -1
=2.732210-?㎏·m ·s -1 由波长可判断光子属γ射线
16-10 如果一个光子的动量与一个动能为3MeV 的电子所具有的动量相等，求这个光子的能量。
解：电子的能量为
)511.03(20+=+=c m E E k MeV=3.511 MeV
电子动量可由相对论动量能量关系求得
4
20222c m p c E +=
2202)(1
c m E c
p -=
由题意光子的动量和电子的动量相等，光子能量为：
222202)511.0()511.3()(-=-==c m E cp E MeV=3.47 MeV
16-11 光电效应和康普顿效应都包含电子与光子的相互作用。试问这两个过程有什么不同？
答：康普顿效应是指X 射线通过物质时，除有波长不改变的部分外，还有波长变长的部分出现，微观机制对这一现象的解释是：光子和实物粒子一样具有动量和能量，光子能与电子发生碰撞，并且碰撞过程中能量和动量都守恒。光子在碰撞过程中由于动量损失导致散射光波长变化。详细的数学推导可以在理论上得到与实验完全符合的解释。
而光电效应是指物体中的束缚电子将一个光子的能量全部吸收，并且克服物体束缚，逸出物体表面，形成光电子。从碰撞机制看，光子的能量完全被电子吸收，碰撞之后不再有光子，这是一个完全非弹性碰撞的过程，而康普顿效应则是完全弹性碰撞的过程。
16-12 设波长04.0=λnm 的X 射线被一个电子产生90?的康普顿散射，求其波长变化的百分比。
解：由康普顿散射公式
)cos 1(00θλλ-=-c
m h
)cos 1(0
0000
θλλλλλλ
-=-=
?c m h
)90cos 1(1004.01031011.91063.609
83134-???????=---%08.6=
16-13 已知X 光光子的能量为0.60MeV ，在康普顿散射后波长变化了20%，求反冲电子的能量。
解：以0λ、 λ表示散射前后X 光线的波长
ηλλλ=-0
0)1(ληλ+= 散射前后光子能量分别为 0
0λhc
E =
η
ληλ
+=+=
=
1)1(00E hc
hc
E
由能量守恒定律有反冲电子能量为 000011E E E E E E e ηηη+=+-
=-=60.02
.012
.0?+=MeV=0.1 MeV 16-14 在康普顿散射中，入射光子003.0=λnm ，反冲电子的速度为c 6.0，求散射光子的波长及散射角。
解：设光子散射后波长变为λ'，散射前后光子能量分别为λhc 和λ'hc ，由
能量守恒关系有
220mc hc
hc
c m +'
=
+λλ
其中 202
202
202
4
5
)6.0(1)
(1c m c m c
c m mc =
-=
-=
υ
由此有 h
c m 411
0-=
'λλ0043.0= nm
由康普顿散射公式 c
m h
0=
-'λλ)cos 1(θ- 有 458.0)(1cos 0=-'-
=λλθh
c
m 6220θ'=
16-15 对处于第一激发态（2=n ）的氢原子，如果用可见光照射，能否使
之电离？
解：玻尔半经典理论给出氢原子能量为
2
2204
)4(2h
n me E n πεπ-= ,2,1=n 电子从第一激发态（2=n ）电离吸收光子频率为
6.1341
))4(221(02
204222?=--=-=∞h
me E E hv πεπeV 2E E hc
-=∞λ
198
342106.16.134
1
1031063.6--∞??????=-=E E hc λm=3.656×10-7 m
=365.6 nm
波长为365.6nm 的光线在紫外区，因而用可见光照射，不能使处于第一激发态的氢原子电离。
16-16 试求当氢原子从5=n 跃迁到2=n 时所发射的光子的波长。 解：依题意
)5
1
21(
1
22-==
R λ
σ 710096776.1?=R m -1
有 434=λnm
16-17 氢原子的电子在第一玻尔轨道上运动，计算由此引起的原子中心的磁感应强度。
解：第一玻尔轨道半径为 11
4
2011029.5)(-?==me
h r πεm 电子在氢原子第一玻尔轨道上绕核做半径为1r 的圆周运动，其速度由量子化条件 =11r m v
61
1102.2?==
mr
v m ·s -1 运动电荷产生的磁感应强度B 为 3
4q r
μπ?=
v r
B
电荷在圆周运动中心产生的磁感应强度大小为 2
sin(,)4q B r μπ=
v
v r v 与r 互相垂直，sin(,)1=v r ，原子中的空间是真空，所以0μμ=。电子电荷为e ，
并将电子在第一玻尔轨道半径上相应的半径1r 和速度1v 代入得
2
116197
)1029.5(102.2106.110---?????=B T=12.5T
16-18 激发到第n 能级的氢原子能发出几条光谱线.?
解：在第n 能级的氢原子可以跃迁到第1,,2,1 --n n 能级，发出1-n 条谱线。从第n 能级跃迁到第1-n 能级的原子可以再向第1,,3,2 --n n 能级跃迁发出2-n 条谱线。同样的道理从第n 或第1-n 能级跃迁到第2-n 能级的原子可以向第1,,4,3 --n n 能级跃迁发出3-n 谱线，直到第二能级向第一能级跃迁发出1条谱线。所以在第n 能级的氢原子一共可以发出 2
)
1()11()1(2112)2()1(-=
+-?-=
+++-+-n n n n n n 条谱线 。 16-19 通过计算说明处于n =3状态的氢原子能否发射一个红外光子，它可以吸收一个红外光子吗？
解：处于3=n 状态的氢原子可以发出两条谱线
)3111(
1
221
1-==
H R λσ )31
21(
1
2
22
2-==
H R λσ 其中1λ属赖曼线系，在紫外区，2λ属巴尔末线系，在可见光的近紫外区。 所以处于3=n 状态的氢原子不能发出红外光子。
另外，氢原子从3=n 的状态向上跃迁吸收光子的最长波长为
)4
131(
1
222
3-==
H R λσ 这是属于帕邢线系的一条谱线，它在红外区，因而可以吸收一个红外光子。
16-20 静止的氢原子在进行赖曼系的第一谱线辐射时，氢原子的反冲速度是多少？取氢原子的质量为1.008原子质量单位。此时，光子波长的相对改变量是
多少？
解：氢原子赖曼线系第一条谱线波长为
)2
111(1
22-==
H R λσ H
R 34
=
λ 其中M
m R R H +=∞
11，m 为电子质量，M 为核质量
其动量为 4
3H
hR h
p =
=
λ
氢原子最初处于静止状态，氢原子反冲动量与光子动量大小相等，方向相反 4
3H
hR p m =
=v 27
73410
66.1008.141009677.110626.6343--???????==m hR H v m ·s -1=3.26m ·s -1 由于原子的反冲，实际辐射的光子将损失一部分能量，光子损失的能量即为氢原子反冲的动能，若实际辐射光子的波长为λ' 有 221v m v h hv +
'= 22
1
v m hc hc +'=λλ 221
)11(v m hc ='-λλ 22
1v m hc ='-'λλλλ
由于波长变化不是很大，分母中λ'可用λ代替
22
21v m hc
=-'λ
λλ 221
v m hc =-'λλλλ 光子能量 4
3H
hcR hc E =
=
λ
E
m 2
21v =
-'λλλ 代入数据 E m 221v
=-'=?λλλλλc mc p cp m p 2222v ===9
8104.510
3226.3-?=??=
大学物理物理知识点总结!!!!!!word版本
B r ? A r B r y r ? 第一章质点运动学主要内容 一. 描述运动的物理量 1. 位矢、位移和路程 由坐标原点到质点所在位置的矢量r 称为位矢 位矢r xi yj =+,大小 2r r x y ==+运动方程 ()r r t = 运动方程的分量形式() ()x x t y y t =???=?? 位移是描述质点的位置变化的物理量 △t 时间内由起点指向终点的矢量B A r r r xi yj =-=?+?△，2r x =?+△路程是△t 时间内质点运动轨迹长度s ?是标量。 明确r ?、r ?、s ?的含义(?≠?≠?r r s ) 2. 速度（描述物体运动快慢和方向的物理量） 平均速度 x y r x y i j i j t t t 瞬时速度(速度) t 0r dr v lim t dt ?→?== ?(速度方向是曲线切线方向) j v i v j dt dy i dt dx dt r d v y x +=+==，2222y x v v dt dy dt dx dt r d v +=??? ??+??? ??== ds dr dt dt = 速度的大小称速率。 3. 加速度(是描述速度变化快慢的物理量） 平均加速度v a t ?=? 瞬时加速度(加速度) 220lim t d d r a t dt dt υυ→?===?△ a 方向指向曲线凹向j dt y d i dt x d j dt dv i dt dv dt v d a y x 2222+=+== 2 2222222 2 2???? ??+???? ??=? ?? ? ??+??? ??=+=dt y d dt x d dt dv dt dv a a a y x y x 二.抛体运动
完整word版,2017大学物理下归纳总结,推荐文档
大学物理下归纳总结 黄海波整理制作 2017-12-23于厦门 电学 基本要求： 1．会求解描述静电场的两个重要物理量：电场强度E 和电势V 。 2．掌握描述静电场的重要定理：高斯定理和环路定理（公式内容及物理意义）。 3．掌握导体的静电平衡及应用；介质的极化机理及介质中的高斯定理,电容器。 主要公式： 一、 电场强度 1 计算场强的方法（3种） 1、点电荷场的场强及叠加原理(简单计算要会) 点电荷系场强： i i i r r Q E 3 04 连续带电体场强： Q r dQ r E 3 4 （五步走积分法）(建立坐标系、取电荷元、写E d 、分解、积分) 2、静电场高斯定理：(电通量,高斯定律要重点掌握,书上和电学小测的几道题要会,会考计算题,选择判断,填空也会涉及) 物理意义：表明静电场中，通过任意闭合曲面的电通量（电场强度沿任意闭合曲面的面积分），等于该曲面内包围的电荷代数和除以0 。 对称性带电体场强： 3、利用电场和电势关系：(了解一下，考的概率不大) x E x U 二、电势 电势及定义： 1．电场力做功： 2 1 0l l l d E q U q A
2. 静电场环路定理：静电场的保守性质 物理意义：表明静电场中，电场强度沿任意闭合路径的线积分为0。 3．电势：)0(00 p p a a U l d E U ；电势差： B A AB l d E U 电势的计算：(会结合电场的计算考计算题) 1．点电荷场的电势及叠加原理 点电荷系电势： i i i r Q U 04 （四步走积分法）(建立坐标系、取电荷元、写dV 、积分) 2．已知场强分布求电势：定义法 l v p dr E l d E V 0 三、静电场中的导体及电介质，电容器 1. 弄清导体静电平衡条件及静电平衡下导体的性质(一定要掌握) 2. 了解电介质极化机理，及描述极化的物理量—电极化强度P v , 会用介质中的高斯定理， 求对称或分区均匀问题中的,,D E P v v v 及界面处的束缚电荷面密度 。(了解) 3. 会按电容的定义式计算电容。(掌握)
大学物理知识点总结汇总
大学物理知识点总结汇总 大学物理知识点总结汇总 大学物理知识点总结都有哪些内容呢?我们不妨一起来看看吧！以下是小编为大家搜集整理提供到的大学物理知识点总结，希望对您有所帮助。欢迎阅读参考学习！ 一、物体的内能 1.分子的动能 物体内所有分子的动能的平均值叫做分子的平均动能. 温度升高，分子热运动的平均动能越大. 温度越低，分子热运动的平均动能越小. 温度是物体分子热运动的平均动能的标志. 2.分子势能 由分子间的相互作用和相对位置决定的能量叫分子势能. 分子力做正功，分子势能减少， 分子力做负功，分子势能增加。 在平衡位置时(r=r0),分子势能最小. 分子势能的大小跟物体的体积有关系. 3.物体的内能
(1)物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能. (2)分子平均动能与温度的关系 由于分子热运动的无规则性，所以各个分子热运动动能不同，但所有分子热运动动能的`平均值只与温度相关，温度是分子平均动能的标志，温度相同，则分子热运动的平均动能相同，对确定的物体来说，总的分子动能随温度单调增加。 (3)分子势能与体积的关系 分子势能与分子力相关：分子力做正功，分子势能减小;分子力做负功，分子势能增加。而分子力与分子间距有关，分子间距的变化则又影响着大量分子所组成的宏观物体的体积。这就在分子势能与物体体积间建立起某种联系。因此分子势能分子势能跟体积有关系， 由于分子热运动的平均动能跟温度有关系，分子势能跟体积有关系，所以物体的内能跟物的温度和体积都有关系：温度升高时，分子的平均动能增加，因而物体内能增加; 体积变化时，分子势能发生变化，因而物体的内能发生变化. 此外, 物体的内能还跟物体的质量和物态有关。 二.改变物体内能的两种方式 1.做功可以改变物体的内能.
大学物理物理知识点总结
y 第一章质点运动学主要内容 一. 描述运动的物理量 1. 位矢、位移和路程 由坐标原点到质点所在位置的矢量r r 称为位矢 位矢r xi yj =+r v v ,大小 r r ==v 运动方程 ()r r t =r r 运动方程的分量形式() ()x x t y y t =???=?? 位移是描述质点的位置变化的物理量 △t 时间内由起点指向终点的矢量B A r r r xi yj =-=?+?r r r r r △，r =r △路程是△t 时间内质点运动轨迹长度s ?是标量。 明确r ?r 、r ?、s ?的含义(?≠?≠?r r r s ) 2. 速度（描述物体运动快慢和方向的物理量） 平均速度 x y r x y i j i j t t t u u u D D = =+=+D D r r r r r V V r 瞬时速度(速度) t 0r dr v lim t dt ?→?== ?r r r (速度方向是曲线切线方向) j v i v j dt dy i dt dx dt r d v y x ??????+=+==，2222y x v v dt dy dt dx dt r d v +=?? ? ??+??? ??==?? ds dr dt dt =r 速度的大小称速率。 3. 加速度(是描述速度变化快慢的物理量） 平均加速度v a t ?=?r r 瞬时加速度(加速度) 220lim t d d r a t dt dt υυ→?===?r r r r △ a r 方向指向曲线凹向j dt y d i dt x d j dt dv i dt dv dt v d a y x ????ρ ?2222+=+== 2 2222222 2 2???? ??+???? ??=? ?? ? ??+??? ??=+=dt y d dt x d dt dv dt dv a a a y x y x ? 二.抛体运动 运动方程矢量式为 2 012 r v t gt =+ r r r
大学物理学知识总结
大学物理学知识总结 第一篇 力学基础 质点运动学 一、描述物体运动的三个必要条件 （1）参考系（坐标系）：由于自然界物体的运动是绝对的，只能在相对的意义上讨论运动，因此，需要引入参考系，为定量描述物体的运动又必须在参考系上建立坐标系。 （2）物理模型：真实的物理世界是非常复杂的，在具体处理时必须分析各种因素对所涉及问题的影响，忽略次要因素，突出主要因素，提出理想化模型，质点和刚体是我们在物理学中遇到的最初的两个模型，以后我们还会遇到许多其他理想化模型。 质点适用的范围： 1.物体自身的线度l 远远小于物体运动的空间范围r 2.物体作平动 如果一个物体在运动时，上述两个条件一个也不满足，我们可以把这个物体看成是由许多个都能满足第一个条件的质点所组成，这就是所谓质点系的模型。 如果在所讨论的问题中，物体的形状及其在空间的方位取向是不能忽略的，而物体的细小形变是可以忽略不计的，则须引入刚体模型，刚体是各质元之间无相对位移的质点系。 （3）初始条件：指开始计时时刻物体的位置和速度，（或角位置、角速度）即运动物体的初始状态。在建立了物体的运动方程之后，若要想预知未来某个时刻物体的位置及其运动速度，还必须知道在某个已知时刻物体的运动状态，即初台条件。 二、描述质点运动和运动变化的物理量 （1）位置矢量：由坐标原点引向质点所在处的有向线段，通常用r 表示，简称位矢或矢径。 在直角坐标系中 zk yi xi r ++= 在自然坐标系中 )(s r r = 在平面极坐标系中 rr r = （2）位移：由超始位置指向终止位置的有向线段，就是位矢的增量，即 1 2r r r -=?
位移是矢量，只与始、末位置有关，与质点运动的轨迹及质点在其间往返的次数无关。 路程是质点在空间运动所经历的轨迹的长度，恒为正，用符号s ?表示。路程的大小与质点运动的轨迹开关有关，与质点在其往返的次数有关，故在一般情况下： s r ?≠? 但是在0→?t 时，有 ds dr = （3）速度v 与速率v ： 平均速度 t r v ??= 平均速率 t s v ??= 平均速度的大小（平均速率） t s t r v ??≠ ??= 质点在t 时刻的瞬时速度 dt dr v = 质点在t 时刻的速度 dt ds v = 则 v dt ds dt dr v === 在直角坐标系中 k v j v i v k dt dz j dt dy i dt dx v z y x ++=++= 式中dt dz v dt dy v dt dx v z y x = == ,, ，分别称为速度在x 轴，y 轴，z 轴的分量。
大学物理下册知识点总结(期末)
大学物理下册 学院： 姓名： 班级： 第一部分：气体动理论与热力学基础 一、气体的状态参量：用来描述气体状态特征的物理量。 气体的宏观描述，状态参量： （1）压强p：从力学角度来描写状态。 垂直作用于容器器壁上单位面积上的力，是由分子与器壁碰撞产生的。单位 Pa （2）体积V：从几何角度来描写状态。 分子无规则热运动所能达到的空间。单位m 3 （3）温度T：从热学的角度来描写状态。 表征气体分子热运动剧烈程度的物理量。单位K。 二、理想气体压强公式的推导： 三、理想气体状态方程： 1122 12 PV PV PV C T T T =→=； m PV RT M ' =；P nkT = 8.31J R k mol =；23 1.3810J k k - =?；231 6.02210 A N mol- =?； A R N k = 四、理想气体压强公式： 2 3kt p nε =2 1 2 kt mv ε=分子平均平动动能 五、理想气体温度公式： 2 13 22 kt mv kT ε== 六、气体分子的平均平动动能与温度的关系： 七、刚性气体分子自由度表 八、能均分原理： 1.自由度：确定一个物体在空间位置所需要的独立坐标数目。 2.运动自由度： 确定运动物体在空间位置所需要的独立坐标数目，称为该物体的自由度 （1）质点的自由度： 在空间中：3个独立坐标在平面上：2 在直线上：1 （2）直线的自由度： 中心位置：3（平动自由度）直线方位：2（转动自由度）共5个 3.气体分子的自由度 单原子分子 (如氦、氖分子)3 i=；刚性双原子分子5 i=；刚性多原子分子6 i= 4.能均分原理：在温度为T的平衡状态下，气体分子每一自由度上具有的平均动都相等，其值为 1 2 kT 推广：平衡态时，任何一种运动或能量都不比另一种运动或能量更占优势,在各个自由度上，运动的机会均等,且能量均分。 5.一个分子的平均动能为： 2 k i kT ε=
【北京理工大学】大学物理1(上)知识点总结
一 质 点 运 动 学 知识点： 1． 参考系 为了确定物体的位置而选作参考的物体称为参考系。要作定量描述，还应在参考系上建立坐标系。 2． 位置矢量与运动方程 位置矢量（位矢）：是从坐标原点引向质点所在的有向线段，用矢量r 表示。位矢用于确定质点在空间的位置。位矢与时间t 的函数关系： k ?)t (z j ?)t (y i ?)t (x )t (r r ++== 称为运动方程。 位移矢量：是质点在时间△t 内的位置改变，即位移： )t (r )t t (r r -+=?? 轨道方程：质点运动轨迹的曲线方程。 3． 速度与加速度 平均速度定义为单位时间内的位移，即： t r v ?? = 速度，是质点位矢对时间的变化率： dt r d v = 平均速率定义为单位时间内的路程：t s v ??= 速率，是质点路程对时间的变化率：ds dt υ= 加速度，是质点速度对时间的变化率：dt v d a = 4． 法向加速度与切向加速度 加速度 τ?a n ?a dt v d a t n +==
法向加速度ρ=2 n v a ，方向沿半径指向曲率中心（圆心），反映速度方向的变化。 切向加速度dt dv a t =，方向沿轨道切线，反映速度大小的变化。 在圆周运动中，角量定义如下： 角速度 dt d θ = ω 角加速度 dt d ω= β 而R v ω=，22 n R R v a ω== ，β==R dt dv a t 5． 相对运动 对于两个相互作平动的参考系，有 ''kk pk pk r r r +=，'kk 'pk pk v v v +=，'kk 'pk pk a a a += 重点： 1. 掌握位置矢量、位移、速度、加速度、角速度、角加速度等描述质点运动和运动变化的 物理量，明确它们的相对性、瞬时性和矢量性。 2. 确切理解法向加速度和切向加速度的物理意义；掌握圆周运动的角量和线量的关系，并能灵活运用计算问题。 3. 理解伽利略坐标、速度变换，能分析与平动有关的相对运动问题。 难点： 1．法向和切向加速度 2．相对运动问题 三、功和能 知识点： 1. 功的定义 质点在力F 的作用下有微小的位移d r （或写为ds ），则力作的功定义为力和位移的标积即 θθcos cos Fds r d F r d F dA ==?= 对质点在力作用下的有限运动，力作的功为 ? ?=b a r d F A 在直角坐标系中，此功可写为 ???++=b a z b a y b a x dz F dy F dx F A
大学物理重要知识点归纳
《大学物理上》重要知识点归纳 第一部分 （2012.6） 一、简谐运动的运动方程： x Acos( t ) 振幅 A:A x 02 (v 0 )2 角频率 ：反映振动快慢，系统属性。 初相位 : 取决于初始条件 2 2 k T m 二、简谐运动物体的合外力： F kx （k 为比例系数 ） 简谐运动物体的位移： 简谐运动物体的速度： 简谐运动物体的加速度： x Acos( t ) v Asin( t ) a 2 A cos( t ) 三、旋转矢量法（ 旋转矢量端点在 x 轴上投影作简谐振动） 矢量转至一、二象限，速度为负 A x o 矢量转至三、四象限，速度为正 x 四、振动动能： E k 1 mv 2 1 kA 2 sin 2 ( t ) 2 2 振动势能： E p 1 kx 2 1 k A 2 cos 2 ( t ) 2 2 振动总能量守恒： E E k E p 1 k A 2 2 五、平面简谐波波函数的几种标准形式： y Acos [ (t x ) o ] A cos [ t 2 x o ] u 0 ：坐标原点处质点的初相位 x 前正负号反应波的传播方向 六、波的能量 不守恒！ 任意时刻媒质中某质元的 动能 ＝ 势能 ！
a,c,e,g点:能量最大！ b,d,f 点:能量最小！ 七、波的相干条件： 1. 频率相同； 2. 振动方向相同； 3.相位差恒定。 八、驻波：是两列波干涉的结果 波腹点：振幅最大的点波节点：振幅最小的点 相邻波腹 (或波节 )点的距离： 2 九、电场的高斯定理 真空中：介质中：电位移： 1 q E dS S ( S内) D dS q0q0：自由电荷 S(S内) D0r E 电极化强度： P ( r 1) 0 E 十、点电荷的电场：球对称性！方向沿球面径向。 q 点电荷 q 的电场 : E( r ) 2 4 0 r 点电荷 dq 的电场：dE(r )dq 2 4 0r 十一、无限大均匀带电平面（两侧为匀强电场） E E E E 2 0 2 0 2 0 2 0
大学物理物理知识点总结!!!!!!
y 第一章质点运动学主要容 一. 描述运动的物理量 1. 位矢、位移和路程 由坐标原点到质点所在位置的矢量r r 称为位矢 位矢r xi yj =+r v v ,大小 r r ==v 运动程 ()r r t =r r 运动程的分量形式() ()x x t y y t =???=?? 位移 是描述质点的位置变化的物理量 △t 时间由起点指向终点的矢量B A r r r xi yj =-=?+?r r r r r △，r =r △路程是△t 时间质点运动轨迹长度s ?是标量。 明确r ?r 、r ?、s ?的含义(?≠?≠?r r r s ) 2. 速度（描述物体运动快慢和向的物理量） 平均速度 x y r x y i j i j t t t u u u D D ==+=+D D r r r r r V V r 瞬时速度(速度) t 0r dr v lim t dt ?→?== ?r r r (速度向是曲线切线向) j v i v j dt dy i dt dx dt r d v y x ??????+=+==，2222y x v v dt dy dt dx dt r d v +=?? ? ??+??? ??==?? ds dr dt dt =r 速度的大小称速率。 3. 加速度(是描述速度变化快慢的物理量） 平均加速度v a t ?=?r r 瞬时加速度(加速度) 220lim t d d r a t dt dt υυ→?===?r r r r △ a r 向指向曲线凹向j dt y d i dt x d j dt dv i dt dv dt v d a y x ????ρ ?2222+=+== 2 2222222 2 2???? ??+???? ??=? ?? ? ? ?+??? ??=+=dt y d dt x d dt dv dt dv a a a y x y x ? 二.抛体运动
大学物理学知识总结
大学物理学知识总结 第一篇 力学基础 质点运动学 一、描述物体运动的三个必要条件 （1）参考系（坐标系）：由于自然界物体的运动是绝对的，只能在相对的意义上讨论运动，因此，需要引入参考系，为定量描述物体的运动又必须在参考系上建立坐标系。 （2）物理模型：真实的物理世界是非常复杂的，在具体处理时必须分析各种因素对所涉及问题的影响，忽略次要因素，突出主要因素，提出理想化模型，质点和刚体是我们在物理学中遇到的最初的两个模型，以后我们还会遇到许多其他理想化模型。 质点适用的范围： 1.物体自身的线度l 远远小于物体运动的空间范围r 2.物体作平动 如果一个物体在运动时，上述两个条件一个也不满足，我们可以把这个物体看成是由许多个都能满足第一个条件的质点所组成，这就是所谓质点系的模型。 ~ 如果在所讨论的问题中，物体的形状及其在空间的方位取向是不能忽略的，而物体的细小形变是可以忽略不计的，则须引入刚体模型，刚体是各质元之间无相对位移的质点系。 （3）初始条件：指开始计时时刻物体的位置和速度，（或角位置、角速度）即运动物体的初始状态。在建立了物体的运动方程之后，若要想预知未来某个时刻物体的位置及其运动速度，还必须知道在某个已知时刻物体的运动状态，即初台条件。 二、描述质点运动和运动变化的物理量 （1）位置矢量：由坐标原点引向质点所在处的有向线段，通常用r 表示，简称位矢或矢径。 在直角坐标系中 zk yi xi r ++= 在自然坐标系中 )(s r r = 在平面极坐标系中 rr r = : （2）位移：由超始位置指向终止位置的有向线段，就是位矢的增量，即
1 2r r r -=? 位移是矢量，只与始、末位置有关，与质点运动的轨迹及质点在其间往返的次数无关。 路程是质点在空间运动所经历的轨迹的长度，恒为正，用符号s ?表示。路程的大小与质点运动的轨迹开关有关，与质点在其往返的次数有关，故在一般情况下： s r ?≠? 但是在0→?t 时，有 ds dr = （3）速度v 与速率v ： 平均速度 t r v ??= ( 平均速率 t s v ??= 平均速度的大小（平均速率） t s t r v ??≠ ??= 质点在t 时刻的瞬时速度 dt dr v = 质点在t 时刻的速度 dt ds v = 则 v dt ds dt dr v === " 在直角坐标系中
大学物理下册知识点总结材料(期末)
大学物理下册 学院： ： 班级： 第一部分：气体动理论与热力学基础一、气体的状态参量：用来描述气体状态特征的物理量。 气体的宏观描述，状态参量： （1）压强p：从力学角度来描写状态。 垂直作用于容器器壁上单位面积上的力，是由分子与器壁碰撞产生的。单位 Pa （2）体积V：从几何角度来描写状态。 分子无规则热运动所能达到的空间。单位m 3 （3）温度T：从热学的角度来描写状态。 表征气体分子热运动剧烈程度的物理量。单位K。 二、理想气体压强公式的推导： 三、理想气体状态方程： 1122 12 PV PV PV C T T T =→=； m PV RT M ' =；P nkT = 8.31J R k mol =；23 1.3810J k k - =?；231 6.02210 A N mol- =?； A R N k = 四、理想气体压强公式： 2 3kt p nε =2 1 2 kt mv ε=分子平均平动动能 五、理想气体温度公式： 2 13 22 kt mv kT ε== 六、气体分子的平均平动动能与温度的关系： 七、刚性气体分子自由度表 八、能均分原理： 1.自由度：确定一个物体在空间位置所需要的独立坐标数目。 2.运动自由度： 确定运动物体在空间位置所需要的独立坐标数目，称为该物体的自由度 （1）质点的自由度： 在空间中：3个独立坐标在平面上：2 在直线上：1 （2）直线的自由度： 第一部分：气体动理论与热力学基础 第二部分：静电场 第三部分：稳恒磁场 第四部分：电磁感应 第五部分：常见简单公式总结与量子物理基础
中心位置：3（平动自由度） 直线方位：2（转动自由度） 共5个 3. 气体分子的自由度 单原子分子 (如氦、氖分子)3i =；刚性双原子分子5i =；刚性多原子分子6i = 4. 能均分原理：在温度为T 的平衡状态下，气体分子每一自由度上具有的平均动都相等，其值为 12 kT 推广：平衡态时，任何一种运动或能量都不比另一种运动或能量更占优势,在各个自由度上，运动的机会均等,且能量均分。 5.一个分子的平均动能为：2 k i kT ε= 五. 理想气体的能（所有分子热运动动能之和） 1.1mol 理想气体2 i E RT = 5. 一定量理想气体()2i m E RT M νν' == 九、气体分子速率分布律（函数） 速率分布曲线峰值对应的速率 v p 称为最可几速率，表征速率分布在 v p ~ v p + d v 中的分子数，比其它速率的都多，它可由对速率分布函数求极值而得。即 十、三个统计速率： a. 平均速率 M RT M RT m kT dv v vf N vdN v 60.188)(0 === == ??∞ ∞ ππ b. 方均根速率 M RT M k T v dv v f v N dN v v 73.13)(20 2 2 2 == ? = = ??∞ C. 最概然速率：与分布函数f(v)的极大值相对应的速率称为最概然速率，其物理意义为：在平衡态条件下，理想气体分子速率分布在p v 附近的单位速率区间的分子数占气体总分子数的百分比最大。 M RT M RT m kT v p 41.1220=== 三种速率的比较： 各种速率的统计平均值： 理想气体的麦克斯韦速率分布函数 十一、分子的平均碰撞次数及平均自由程： 一个分子单位时间里受到平均碰撞次数叫平均碰撞次数表示为 Z ，一个分子连续两次碰撞之间经历的平均自由路程叫平均自由程。表示为 λ 平均碰撞次数 Z 的导出： 热力学基础主要容 一、能 分子热运动的动能(平动、转动、振动)和分子间相互作用势能的总和。能是状态的单值函数。 对于理想气体，忽略分子间的作用 ，则 平衡态下气体能： 二、热量 系统与外界（有温差时）传递热运动能量的一种量度。热量是过程量。 )(12T T mc Q -=)(12T T Mc M m -=) (12T T C M m K -= 摩尔热容量：( Ck ＝Mc ) 1mol 物质温度升高1K 所吸收(或放出)的热量。 Ck 与过程有关。 系统在某一过程吸收（放出）的热量为： )(12T T C M m Q K k -= 系统吸热或放热会使系统的能发生变化。若传热过程“无限缓慢”，或保持系统与外界无穷小温差，可看成准静态传热过程。 准静态过程中功的计算： 元功: 41 .1:60.1:73.1::2=p v v v Z v = λn v d Z 2 2π=p d kT 22πλ= n d Z v 221πλ= = kT mv e v kT m v f 22232 )2(4)(-=ππ?∞ ?=0 )(dv v f v v ? ∞ ?= 22)(dv v f v v ∑∑+i pi i ki E E E ＝内) (T E E E k ＝理 =RT i M m E 2 =PdV PSdl l d F dA ==?=
大学物理1知识总结
一 质 点 运 动 学 知识点： 1． 参考系 为了确定物体的位置而选作参考的物体称为参考系。要作定量描述，还应在参考系上建立坐标系。 2． 位置矢量与运动方程 位置矢量（位矢）：是从坐标原点引向质点所在的有向线段，用矢量r 表示。位矢用于确定质点在空间的位置。位矢与时间t 的函数关系： k ?)t (z j ?)t (y i ?)t (x )t (r r ++== 称为运动方程。 位移矢量：是质点在时间△t 内的位置改变，即位移： )t (r )t t (r r -+=?? 轨道方程：质点运动轨迹的曲线方程。 3． 速度与加速度 平均速度定义为单位时间内的位移，即：t r v ?? = 速度，是质点位矢对时间的变化率：dt r d v = 平均速率定义为单位时间内的路程：t s v ??= 速率，是质点路程对时间的变化率：ds dt υ= 加速度，是质点速度对时间的变化率： dt v d a = 4． 法向加速度与切向加速度 加速度 τ?a n ?a dt v d a t n +==
法向加速度ρ =2 n v a ，方向沿半径指向曲率中心（圆心），反映速度方向的变化。 切向加速度dt dv a t = ，方向沿轨道切线，反映速度大小的变化。 在圆周运动中，角量定义如下： 角速度 dt d θ= ω 角加速度 dt d ω= β 而R v ω=，22n R R v a ω==，β==R dt dv a t 5． 相对运动 对于两个相互作平动的参考系，有 'kk 'pk pk r r r +=，'kk 'pk pk v v v +=，'kk 'pk pk a a a += 重点： 1. 掌握位置矢量、位移、速度、加速度、角速度、角加速度等描述质点运动和运动变化的 物理量，明确它们的相对性、瞬时性和矢量性。 2. 确切理解法向加速度和切向加速度的物理意义；掌握圆周运动的角量和线量的关系，并能灵活运用计算问题。 3. 理解伽利略坐标、速度变换，能分析与平动有关的相对运动问题。 难点： 1．法向和切向加速度 2．相对运动问题
大学物理机械波知识点总结
大学物理机械波知识点总结 【篇一：大学物理机械波知识点总结】 高考物理机械波知识点整理归纳 机械振动在介质中的传播称为机械波(mechanical wave)。机械波和电磁波既有相似之处又有不同之处，机械波由机械振动产生，电磁 波由电磁振荡产生;机械波的传播需要特定的介质，在不同介质中的 传播速度也不同，在真空中根本不能传播，而电磁波(例如光波)可以 在真空中传播;机械波可以是横波和纵波，但电磁波只能是横波;机械 波和电磁波的许多物理性质，如：折射、反射等是一致的，描述它 们的物理量也是相同的。常见的机械波有：水波、声波、地震波。 机械振动产生机械波，机械波的传递一定要有介质,有机械振动但不 一定有机械波产生。 形成条件 波源 波源也称振源，指能够维持振动的传播，不间断的输入能量，并能 发出波的物体或物体所在的初始位置。波源即是机械波形成的必要 条件，也是电磁波形成的必要条件。 波源可以认为是第一个开始振动的质点，波源开始振动后，介质中 的其他质点就以波源的频率做受迫振动，波源的频率等于波的频率。介质 广义的介质可以是包含一种物质的另一种物质。在机械波中，介质 特指机械波借以传播的物质。仅有波源而没有介质时，机械波不会 产生，例如，真空中的闹钟无法发出声音。机械波在介质中的传播 速率是由介质本身的固有性质决定的。在不同介质中，波速是不同的。
下表给出了0℃时，声波在不同介质的传播速度，数据取自《普通高 中课程标准实验教科书-物理(选修3-4)》(2005年)[1]。单位v/m s^- 1 传播方式和特点 质点的运动 机械波在传播过程中，每一个质点都只做上下(左右)的简谐振动，即，质点本身并不随着机械波的传播而前进，也就是说，机械波的一质 点运动是沿一水平直线进行的。例如：人的声带不会随着声波的传 播而离开口腔。简谐振动做等幅震动,理想状态下可看作做能量守恒 的运动.阻尼振动为能量逐渐损失的运动. 为了说明机械波在传播时质点运动的特点，现已绳波(右下图)为例进 行介绍，其他形式的机械波同理[1]。 绳波是一种简单的横波，在日常生活中，我们拿起一根绳子的一端 进行一次抖动，就可以看见一个波形在绳子上传播，如果连续不断 地进行周期性上下抖动，就形成了绳波[1]。 把绳分成许多小部分，每一小部分都看成一个质点，相邻两个质点间，有弹力的相互作用。第一个质点在外力作用下振动后，就会带 动第二个质点振动，只是质点二的振动比前者落后。这样，前一个 质点的振动带动后一个质点的振动，依次带动下去，振动也就发生 区域向远处的传播，从而形成了绳波。如果在绳子上任取一点系上 红布条，我们还可以发现，红布条只是在上下振动，并没有随波前 进[1]。 由此，我们可以发现，介质中的每个质点，在波传播时，都只做简 谐振动(可以是上下，也可以是左右)，机械波可以看成是一种运动形 式的传播，质点本身不会沿着波的传播方向移动。
大学物理学知识总结
大学物理学知识总结 第一篇力学基础 质点运动学 一、描述物体运动得三个必要条件 （1）参考系(坐标系）：由于自然界物体得运动就是绝对得,只能在相对得意义上讨论运动,因此,需要引入参考系，为定量描述物体得运动又必须在参考系上建立坐标系。 （２）物理模型：真实得物理世界就是非常复杂得,在具体处理时必须分析各种因素对所涉及问题得影响,忽略次要因素,突出主要因素,提出理想化模型,质点与刚体就是我们在物理学中遇到得最初得两个模型，以后我们还会遇到许多其她理想化模型。 质点适用得范围: 1、物体自身得线度远远小于物体运动得空间范围 2、物体作平动 如果一个物体在运动时,上述两个条件一个也不满足，我们可以把这个物体瞧成就是由许多个都能满足第一个条件得质点所组成，这就就是所谓质点系得模型。 如果在所讨论得问题中，物体得形状及其在空间得方位取向就是不能忽略得,而物体得细小形变就是可以忽略不计得,则须引入刚体模型,刚体就是各质元之间无相对位移得质点系. (3）初始条件：指开始计时时刻物体得位置与速度,(或角位置、角速度）即运动物体得初始状态。在建立了物体得运动方程之后,若要想预知未来某个时刻物体得位置及其运动速度，还必须知道在某个已知时刻物体得运动状态,即初台条件。 二、描述质点运动与运动变化得物理量 (1）位置矢量:由坐标原点引向质点所在处得有向线段，通常用表示，简称位矢或矢径。 在直角坐标系中 在自然坐标系中 在平面极坐标系中 （２）位移：由超始位置指向终止位置得有向线段，就就是位矢得增量,即 位移就是矢量,只与始、末位置有关，与质点运动得轨迹及质点在其间往返得次数无关。 路程就是质点在空间运动所经历得轨迹得长度,恒为正，用符号表示。路程得大小与质点运动得轨迹开关有关,与质点在其往返得次数有关,故在一般情况下：
大学物理下公式方法归纳
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大 学物理下归纳总结 电学 基本要求： 1．会求解描述静电场的两个重要物理量：电场强度E 和电势V 。 2．掌握描述静电场的重要定理：高斯定理和安培环路定理（公式内容及物理意义）。 3．掌握导体的静电平衡及应用；介质的极化机理及介质中的高斯定理。 主要公式： 一、 电场强度 1 计算场强的方法（3种） 1、点电荷场的场强及叠加原理 点电荷系场强：∑=i i i r r Q E 304πε 连续带电体场强：?=Q r dQ r E 3 04πε （五步走积分法）(建立坐标系、取电荷元、写E d 、分解、积分) 2、静电场高斯定理： 物理意义：表明静电场中，通过任意闭合曲面的电通量（电场强度沿任意闭合曲面的面积分），等于该曲面内包围的电荷代数和除以0ε。
3、利用电场和电势关系： 二、电势 电势及定义： 1．电场力做功：??=?=2100l l l d E q U q A 2. 静电场安培环路定理：静电场的保守性质 物理意义：表明静电场中，电场强度沿任意闭合路径的线积分为0。 3．电势：)0(00 =?=?p p a a U l d E U ；电势差：??=?B A AB l d E U 电势的计算： 1．点电荷场的电势及叠加原理 点电荷系电势：∑=i i i r Q U 04πε （四步走积分法）(建立坐标系、取电荷元、写dV 、积分) 2．已知场强分布求电势：定义法 三、静电场中的导体及电介质 1. 弄清静电平衡条件及静电平衡下导体的性质 2. 了解电介质极化机理，及描述极化的物理量—电极化强度P , 会用介质中的高斯定 理，求对称或分区均匀问题中的,,D E P 及界面处的束缚电荷面密度 σ。 3. 会按电容的定义式计算电容。 典型带电体系的电势
大学物理知识点归纳
大学物理 第十一章：真空中的静电场 一、电场强度：数值上等于单位正电荷在该点受到的电场力的大小，也等于单位面 积电通量的大小（即电场线密度）；方向与该点的受力方向（或者说电场线方向） 一致。 二、电场强度的计算： a)点电荷的电场强度： b)电偶极子中垂线上任意一点的电场强度：（表示点到电偶极子连 线的距离） c)均匀带电直棒： i.有限长度： ii.无限长（=0，）： iii.半无限长： （） 三、电通量 a)电场线：电场线上任意一点的切线方向与该点的电场强度E的方向一致，曲线 的疏密程度表示该点电场强度的大小，即该点附近垂直于电场方向的单位面积 所通过的电场线条数满足：电场中某点的电场强度大小等于该处的电 场线密度，即该点附近垂直于电场方向的单位面积所通过的电场线条数。 b)静电场电场线的特点： 1.电场线起于正电荷（或无穷远），终于负电荷（或伸向无穷远），在无 电荷的地方不会中断； 2.任意两条电场线不相交，即静电场中每一点的电场强度只有一个方 向； 3.电场线不形成闭合回路； 4.电场强处电场线密集，电场弱处电场线稀疏。 c)电通量 i.均匀电场E穿过任意平面S的电通量： ii.非均匀电场E穿过曲面S的电通量：
四、高斯定理 a) b)表述：真空中任何静电场中，穿过任一闭合曲面的电通量，在数值上等于该闭 合曲面包围的电荷的代数和除以; c)理解： 1.高斯定理表达式左边的E是闭合面上处的电场强度，他是由闭合面 外全部电荷共同产生的，即闭合曲面外的电荷对空间各点的E有贡 献，要影响闭合面上的各面元的同量。 2.通过闭合曲面的总电量只决定于闭合面包围的电荷，闭合曲面外部的 电荷对闭合面的总电通量无贡献。 d)应用： 1.均匀带电球面外一点的场强相当于全部电荷集中于球心的点电荷在 该点的电场强度。 2.均匀带电球面部的电场强度处处为零。 五、电势 a)静电场环路定理：在静电场中，电场强度沿任意闭合路径的线积分等于零。 b)电场中a点的电势： 1.无穷远为电势零点： 2.任意b点为电势零点： 六、电势能：电荷在电场中由于受到电场作用而具有电荷中的电荷比值决定位置的 能叫做电势能， 七、电势叠加定理：点电荷系电场中任意一点的电势等于各点电荷单独存在该点所 产生的电势的代数和。 八、等势面与电场线的关系： 1.等势面与电场线处处正交； 2.电场线指向电势降落的方向； 3.等势面与电场线密集处场强的量值大，稀疏处场强量值小。 九、电势梯度： a) b)电场中任意一点的电场强度等于该点点势梯度的负值。 第十二章静电场中的导体电介质 一、处于静电平衡状态下的导体的性质： a)导体部，电场强度处处为零；导体表明的电场强度方向垂直该处导体表面；电场线 不进入导体部，而与导体表面正交。 b)导体部、表面各处电势相同，整个导体为一个等势体。 c)导体无净电荷，净电荷只分部于导体外表面
大学物理刚体部分知识点总结
一、刚体的简单运动知识点总结 1.刚体运动的最简单形式为平行移动和绕定轴转动。 2.刚体平行移动。 ·刚体内任一直线段在运动过程中，始终与它的最初位置平行，此种运动称为刚体平行移动，或平移。 ·刚体作平移时，刚体内各点的轨迹形状完全相同，各点的轨迹可能是直线，也可能是曲线。 ·刚体作平移时，在同一瞬时刚体内各点的速度和加速度大小、方向都相同。 3.刚体绕定轴转动。 ?刚体运动时，其中有两点保持不动，此运动称为刚体绕定轴转动，或转动。 ?刚体的转动方程φ=f(t)表示刚体的位置随时间的变化规律。 ?角速度ω表示刚体转动快慢程度和转向，是代数量，。角速度也可以用矢量表示，。 ?角加速度表示角速度对时间的变化率，是代数量，，当α与ω同号时，刚体作匀加速转动；当α与ω异号时，刚体作匀减速转动。角加速度 也可以用矢量表示，。 ?绕定轴转动刚体上点的速度、加速度与角速度、角加速度的关系： 。 速度、加速度的代数值为。 ?传动比。
二．转动定律转动惯量 转动定律 力矩相同，若转动惯量不同，产生的角加速度不同 与牛顿定律比较： 转动惯量 刚体绕给定轴的转动惯量J 等于刚体中每个质元的质量与该质元到转轴距离的平方的乘积之总和。 定义式质量不连续分布 质量连续分布 物理意义 转动惯量是描述刚体在转动中的惯性大小的物理量。 它与刚体的形状、质量分布以及转轴的位置有关。
计算转动惯量的三个要素: (1)总质量； (2)质量分布； (3)转轴的位置 (1) J 与刚体的总质量有关 几种典型的匀质刚体的转动惯量 平行轴定理和转动惯量的可加性 1） 平行轴定理 设刚体相对于通过质心轴线的转动惯量为Ic ，相对于与之平行的另一轴的转动惯量为I ，则可以证明I 与Ic 之间有下列关系 2c I I md =+ 2）转动惯量的可加性 对同一转轴而言，物体各部分转动惯量之和 等于整个物体的转动惯量。 2 c I I m d =+
同济大学大学物理下知识点总结
普通物理（下）学习总结 第九章——热力学基础 章节概述：热力学整章的重点在于理想气体动态方程、热力学两大定律在各种状态下的应用以及卡诺定理用来计算各种热机的效率。 1、 开尔文温度和摄氏温度的换算。t=T-273.15 2、 平衡状态、准静态过程和非静态过程的区别。对于一个孤立系统而言，如果其宏观性质 经过充分长的时间后保持不变，即系统的状态参量不再随时间改变，此时系统属于平衡态。而如果系统在变化过程中，每一个中间状态都无线接近于平衡态，则称之为准静态过程。 3、 理想气体的状态方程：注意玻尔兹曼常量和斯密特常量的定义。 4、 焦耳的实验，定义了热功当量。如用做功和传热的方式使系统温度升高相同时，所传递 的热量和所做的功总有一定的比例关系，即1卡热量=4.18焦耳的功可见，功与热量具有等效性。做功与传热虽然有等效的一面，但本质上有着区别。做功：通过物体作宏观位移完成。作用是机械运动与系统内分子无规则运动之间的转换。从而改变内能。传热：通过分子间相互作用完成。作用是外界分子无规则热运动与系统内分子无规则热运动之间的转换。从而改变了内能。 5、 对微小过程，即准静态过程，dW dE dQ += 6、 等温等压过程、绝热过程、多方过程中热力学第一定律的应用。 7、 热循环、制冷机与热机的关系、卡诺循环及其效率的计算。
8、热力学第二定律的两种表述（克劳斯修表述和开尔文表述）。开尔文表述（开氏表述）： 不可能从单一热源吸取热量，使它完全变为有用功而不引起其它变化。克劳修斯表述（克氏表述）：热量不能自动地从低温物体传到高温物体。 第十章——气体动理论 章节概述：本章主要讲述了气体动理论的两个基本公式——压强公式和能量公式，理解分子热运动的原理，能够理解热力学第二定律和熵的意义。在本章中还大量地运用了统计规律来对分子的热运动进行分析，即通过对微观物理量求统计平均值的方法得到宏观物理量。 1、自然界的一切宏观物体，无论是气体、液体亦或是固体，都是由大量分子或原子构成。分子间存在相互作用力。构成物质的分子处于永恒的、杂乱无章的运动之中。 2、理想气体的压强公式和气体温度的微观实质。气体的温度其实标志着气体内部分子无规则热运动的剧烈程度，代表了气体分子的平均平动动能。 3、刚性分子的自由度。 多原子分子 3 3 6 内能公式为。
大学物理知识点、重点、难点
《大学物理》（上） 知识点、重点及难点 质 点 运 动 学 知识点： 1． 参考系 为了确定物体的位置而选作参考的物体称为参考系。要作定量描述，还应在参考系上建立坐标系。 2． 位置矢量与运动方程 位置矢量（位矢）：是从坐标原点引向质点所在的有向线段，用矢量r 表示。位矢用于确定质点在空间的位置。位矢与时间t 的函数关系： k ?)t (z j ?)t (y i ?)t (x )t (r r ++== 称为运动方程。 位移矢量：是质点在时间△t 内的位置改变，即位移： )t (r )t t (r r -+=?? 轨道方程：质点运动轨迹的曲线方程。 3． 速度与加速度 平均速度定义为单位时间内的位移，即： t r v ?? = 速度，是质点位矢对时间的变化率：dt r d v = 平均速率定义为单位时间内的路程：t s v ??= 速率，是质点路程对时间的变化率：ds dt υ= 加速度，是质点速度对时间的变化率：dt v d a = 4． 法向加速度与切向加速度 加速度 τ?a n ?a dt v d a t n +== 法向加速度ρ=2 n v a ，方向沿半径指向曲率中心（圆心） ，反映速度方向的变化。
切向加速度dt dv a t = ，方向沿轨道切线，反映速度大小的变化。 在圆周运动中，角量定义如下： 角速度 dt d θ= ω 角加速度 dt d ω= β 而R v ω=，22n R R v a ω==，β==R dt dv a t 5． 相对运动 对于两个相互作平动的参考系，有 'kk 'pk pk r r r +=，'kk 'pk pk v v v +=，'kk 'pk pk a a a += 重点： 1. 掌握位置矢量、位移、速度、加速度、角速度、角加速度等描述质点运动和运动变化的物理量，明确它们的相对性、瞬时性和矢量性。 2. 确切理解法向加速度和切向加速度的物理意义；掌握圆周运动的角量和线量的关系，并能灵活运用计算问题。 3. 理解伽利略坐标、速度变换，能分析与平动有关的相对运动问题。 难点： 1．法向和切向加速度 2．相对运动问题 牛 顿 运 动 定 律 知识点： 1． 牛顿定律 第一定律：任何物体都保持静止的或沿一直线作匀速运动的状态，直到作用在它上面的力迫使它改变这种状态为止。 第二定律：运动的变化与所加的动力成正比，并且发生在这力所沿的直线方向上。即 dt p d F =，v m p = 当质量m 为常量时，有 a m F = 在直角坐标系中有 ，x x ma F =， y y ma F =， z z ma F = 对于平面曲线运动有 ，t t ma F =，n n ma F = 第三定律：对于每一个作用总有一个相等的反作用与之相反，或者说，两个物体之间对 各自对方的相互作用总是相等的，而且指向相反的方向。即 2112F F -= 2． 非惯性系与惯性力