大学物理学第五版电子课件
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大学物理下册课件第五版
量子力学的应用与挑战
量子力学的应用
量子力学在许多领域都有广泛的应用，如半导体技术、 超导电性、量子计算机等。这些应用都基于量子力学的 基本原理，如量子隧穿效应、量子干涉和量子纠缠等。
量子力学的挑战
量子力学的解释和诠释仍存在许多未解之谜和需要进一 步研究的问题。例如，量子测量问题和量子纠缠的起源 等。这些问题仍需科学家们不断探索和深入研究。
光的衍射
1 2
衍射现象
光波在传播过程中遇到障碍物时，会绕过障碍物 的边缘继续传播，形成衍射现象。
衍射分类
根据障碍物的不同，衍射可分为菲涅尔衍射和夫 琅禾费衍射。 Nhomakorabea3
衍射公式
在夫琅禾费衍射中，衍射角θ与入射角i、波长λ 和缝宽a之间的关系为sinθ=sinia/λ。
光的偏振
01
02
03
偏振现象
光波的电矢量或磁矢量在 某一特定方向上的振动称 为偏振。
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详细描述
热力学是一门研究热现象的学科，主要关注热量转移 、功的转换和热力平衡等问题。在热力学中，热力学 系统是一个独立存在的物质体系，通过与外界进行热 量和物质的交换而达到一定的平衡状态。热力学状态 是指系统在某一时刻所处的平衡状态，包括系统的温 度、压力、体积等宏观物理量。热力学过程是指系统 状态随时间变化的过程，包括等温过程、等压过程、 绝热过程等。
线上。
动量与角动量
动量
物体的质量与速度的乘积定义为物体 的动量，表示物体运动的剧烈程度。
角动量
物体相对于某点转动时，其动量和位 置矢量的叉乘定义为角动量，表示物 体转动的剧烈程度。
万有引力定律
万有引力定律
任何两个物体间都存在引力相互作用，其大小与两物体的质量乘积成正比，与两物体间距离的二次方成反比。
大学物理学第五版 马文蔚ch033
能量守恒定律
一个封闭系统内经历任何变化时，该系统的所有 能量的总和保持不变。这是普遍的能量守恒定律。
即对于一个与自然界无任何联系的系统来说， 系统内各种形式的能量是可以相互转换的，但是 不论如何转换，能量既不能产生，也不能消灭。 这一结论叫做能量守恒定律，它是自然界的基本 定律之一。 在能量守恒定律中，系统的能量是不变的，但能 量的各种形式之间却可以相互转化。 例：机械能、电能、热能、光能以及分子、原子、 核能等等能量之间都可以相互转换
选最底点为重力势能零点，则有： 1 1 2 2 mv 2 m gl m v 0 2 2 ③为使摆锤恰能在垂直平面内完成一个完全的圆周 运动，在最高点时，摆线中的张力T=0。则有：
mv2 mg l 联立求解，可得子弹 所需速率的最小值：
2 m v m
5 gl
例：如图所示，一倔强系数为k的竖直弹簧一端与质
e 称为恢复系数 （v2-v1）= （v10-v20）
非弹性碰撞： 0 < e < 1
完全非弹性碰撞： e =0
v2=v1
总之：碰撞问题属于系统的动量守恒定律问题，而弹 性碰撞和非弹性碰撞之分是与机械能守恒与否有关。
举例 教材P97 习题3-30： 如图所示，质量为 m 的 v 子弹水平地穿过摆锤后，速率由 减少到 。已知 v2 摆锤的质量为 ，摆长 m 。如果摆锤恰能在垂直平 l 面内完成一个完全的圆周运动，求子弹速度的最小 值应多少？不计一切摩擦。 v 解： 该题可分为两个过程： ①子弹射穿摆锤的过程。 以子弹与摆锤作为一系统，由于 穿越过程的时间很短，重力和绳 的张力在水平方向的冲量远小于
4.非弹性碰撞：
动量守恒：
碰撞后物体的变形只有部分恢复， 系统有部分机械能损失。
《普通物理学(第五版)》3-2功能原理
系统的功能原理
因为流体被认为不可压缩。所以a1b1和a2b2两小段流 体的体积S1v1 t 和S2v2 t 必然相等，用 V表示，则上 式可写成
其次，计算这段流体在流动中能量的变化对于稳定流动 来说，在b1a2间的流体的动能和势能是不改变的。由此 就能量的变化来说，可以看成是原先在a1b1处的流体， 在 时 间 t 内移到了a2b2处，由此而引起的能量增量是
阻力为车重G的0.05倍，问汽车能冲上斜坡多远？
解 解法一：取汽车为研究
对象。汽车上坡时，受到三
N
个力的作用:一是沿斜坡方
向向下的摩擦力 , 二是
G2
重力 , 方向竖直向下， 三是斜坡对物体的支持
s fr
力 , 如图所示。设汽车 能冲上斜坡的距离为s，此
G G1
时汽车的末速度为0。根据
动能定理
系统的功能原理
系统的功能原理
从功能原理得 整理后得
这就是伯努利方程，它表明在同一管道中任何一点处 流体每单位体积的动能和势能以及该处压强之和是个 常量。在工程上，上式常写成
系统的功能原理
三项都相当于长度，分别叫做压力头、速度头、水头。 所以伯努利方程表明在同一管道的任一处，压力头、 速度头、水头之和是一常量，对作稳定流动的理想 流体，用这个方程对确定流体内部压力和流速有很 大的实际意义，在水利、造船、航空等工程部门有 广泛的应用。
（1）
上式说明，汽车上坡时，动能一部分消耗于反抗 摩擦力作功，一部分消耗于反抗重力作功。因fr=
N= G1,所以
（2）
按题意，tg =0.010，表示斜坡与水平面的夹角 很小，所以sin ≈ tg ，G1 ≈ G,并因G=mg,上 式可化成
（3）
系统的功能原理
大学物理(物理学第五版)下册期末复习范围PPT
在磁感应线圈中的磁场强度与穿过线圈的电流成正比，与线圈的匝数成正比。
用于计算磁场强度和电流之间的关系，是电磁学中的基本定律之一。
安培环路定律
安培环路定律的应用
安培环路定律的表述
1
2
3
当载流导体处于磁场中时，会受到力的作用，这个力被称为洛伦兹力。
载流导体在磁场中的受力
根据左手定则判断洛伦兹力的方向，洛伦兹力垂直于导体运动方向和磁感应线方向。
衍射条纹的形成
衍射现象在光学仪器、光谱分析和光学通信等领域有广泛应用。
衍射的应用
光的衍射
03
偏振的应用
光的偏振在光学仪器、显示技术和光学通信等领域有广泛应用。
01
光的偏振原理
光波的振动方向在垂直于其传播方向的平面内只沿一个特定的方向，这种性质称为光的偏振。
02
偏振现象的分类
根据光波的偏振状态，光的偏振可以分为线偏振、椭圆偏振和圆偏振。
电场与电场强度
掌握高斯定理的表述及其应用，理解电场线与电通量的关系。
总结词
高斯定理表述为通过任意闭合曲面的电通量等于该闭合曲面所包围的电荷的代数和除以真空介电常数。高斯定理在静电场中具有重要的应用，可以推导出电场分布、电势差等重要物理量。
详细描述
静电场中的高斯定理
理解电势的概念，掌握电势的计算方法，理解电势差与电场强度的关系。
总结词
详细描述
自感与互感
磁场能量与磁能密度
描述磁场中所蕴含的能量。
总结词
磁场能量是指磁场中所蕴含的能量，其密度与磁感应强度的平方成正比。磁能密度是描述单位体积内的磁场能量，是磁感应强度和磁场能量的乘积。在电磁感应过程中，磁场能量的储存和释放会对电路中的电流产生影响。
《大学物理学》PPT课件
课程内容包括力学、热学、电磁学、光学和近 代物理等基础知识，涉及物质的基本性质、相 互作用和运动规律等方面。
大学物理学不仅是后续专业课程的基础，也是 培养学生科学素质、创新思维和实践能力的重 要途径。
学习目标与要求
01 掌握物理学基本概念、原理和定律，理解 物理现象的本质和规律。
02
能够运用物理学知识分析和解决实际问题 ，具备实验设计和数据处理的能力。
角动量守恒定律
在不受外力矩作用的封闭系统中，系统的总角动量保 持不变。
能量守恒定律
在封闭系统中，能量不能被创造或消灭，只能从一种 形式转化为另一种形式。
03
热学基础与热力学定律
温度与热量概念
01
温度定义
温度是表示物体冷热程度的物理量，微观上来讲是物体分子热运动的剧
烈程度。
02
热量概念
热量是指当系统状态的改变来源于热学平衡条件的破坏，也即来源于系
05
光学原理与现象解析
几何光学基础
光的直线传播
光在同种均匀介质中沿直线传 播，形成影子、日食、月食等
现象。
光的反射
光在两种物质分界面上改变传 播方向又返回原来物质中的现 象，遵循反射定律。
光的折射
光从一种透明介质斜射入另一 种透明介质时，传播方向发生 改变的现象，遵循折射定律。
透镜成像
凸透镜和凹透镜对光线的作用 及成像规律，包括放大、缩小
库仑定律与电场强度
阐述库仑定律的内容，电场强度的定义及计算 。
电势与电势能
解释电势的概念，电势差的计算，电势能的定义及性质。
稳恒电流与电路分析
1 2
电流与电阻
介绍电流的形成，电阻的定义及影响因素。
欧姆定律与焦耳定律
大学物理学不仅是后续专业课程的基础，也是 培养学生科学素质、创新思维和实践能力的重 要途径。
学习目标与要求
01 掌握物理学基本概念、原理和定律，理解 物理现象的本质和规律。
02
能够运用物理学知识分析和解决实际问题 ，具备实验设计和数据处理的能力。
角动量守恒定律
在不受外力矩作用的封闭系统中，系统的总角动量保 持不变。
能量守恒定律
在封闭系统中，能量不能被创造或消灭，只能从一种 形式转化为另一种形式。
03
热学基础与热力学定律
温度与热量概念
01
温度定义
温度是表示物体冷热程度的物理量，微观上来讲是物体分子热运动的剧
烈程度。
02
热量概念
热量是指当系统状态的改变来源于热学平衡条件的破坏，也即来源于系
05
光学原理与现象解析
几何光学基础
光的直线传播
光在同种均匀介质中沿直线传 播，形成影子、日食、月食等
现象。
光的反射
光在两种物质分界面上改变传 播方向又返回原来物质中的现 象，遵循反射定律。
光的折射
光从一种透明介质斜射入另一 种透明介质时，传播方向发生 改变的现象，遵循折射定律。
透镜成像
凸透镜和凹透镜对光线的作用 及成像规律，包括放大、缩小
库仑定律与电场强度
阐述库仑定律的内容，电场强度的定义及计算 。
电势与电势能
解释电势的概念，电势差的计算，电势能的定义及性质。
稳恒电流与电路分析
1 2
电流与电阻
介绍电流的形成，电阻的定义及影响因素。
欧姆定律与焦耳定律
大学物理第5版课件 第14章 相对论
第十四章 相对论
46
物理学
第五版
N 0.4 仪器可测量精度 N 0.01
实验结果
N 0
未观察到地球相对于“以太”的运动.
结论：作为绝对参考系的以太不存在.
第十四章 相对论
20
物理学
第五版
以后又有许多人在不同季节、时刻、 方向上反复重做迈克耳孙-莫雷实验．近年 来,利用激光使这个实验的精度大为提高, 但结论却没有任何变化．
'
l
' x
'
x'x
解 在 S' 系 ' 45, l'1m
第十四章 相对论
43
物理学
第五版
l'x' l'y' 2 / 2m
v 3c 2
在 S 系 ly l'y' 2 / 2m
lx l'x 1 v2 /c2 2l'/ 4
y y' v
l
l
2 x
l
2 y
0.79m
第十四章 相对论
40
物理学
第五版
例1 设想有一光子火箭， 相对
于地球以速率 v 0.95c 直线飞行，若
以火箭为参考系测得火箭长度为 15 m ， 问以地球为参考系，此火箭有多长 ？
y y'
l0 15m
o o'
s'
v x' s
x
第十四章 相对论
火箭参照系 地面参照系
41
物理学
第五版
第十四章 相对论
年获得诺贝尔物理学奖,
还在量子理论方面有重
《大学物理学》PPT课件
5
a b ab ab
三.标量积(点积、数量积、内积)
a b a b cos abcos
a axi ay j azk b bxi by j bzk
a b axbx ayby azbz
6
a b abcos
四.矢量积(向量积、叉积、外积) c
ab c
c ab absin
从起点A到终点B的有向线
段AB=r, 称为质点在时间t内
的位移。
zC
A
•
S
而A到B的路径长度S, 称
为路程。
r(t)
r • B
(1)位移是位置矢量r 在时间 o t内的增量:
r(t+t)
y
r r(t t) r(t)
x
图1-2
15
在直角坐标系中，若t1、t2时刻的位矢分别为r1和 r2 ,则这段时间内的位移为
19
质点的(瞬时)速度:
lim r dr
(1-9)
t0 t dt
质点的(瞬时)速率:
=
lim
t0
S t
dS dt
(1-12)
这表明,质点在t时刻的速度等于位置矢量r 对时间 的一阶导数; 而速率等于路程S对时间的一阶导数。
20
lim r dr
(1-9)
t0 t dt
=
lim
t0
S t
r r2 r1 ( x2 x1 )i ( y2 y1 ) j ( z2 z1 )k
在x轴方向的位移为
r ( x2 x1 )i
注意：坐标的增量x = x2-x1是位移，而不是路程!
16
(2)位移和路程是两个不同的概念。 位移代表位置变化，是矢量，在图1-2中，是有向
a b ab ab
三.标量积(点积、数量积、内积)
a b a b cos abcos
a axi ay j azk b bxi by j bzk
a b axbx ayby azbz
6
a b abcos
四.矢量积(向量积、叉积、外积) c
ab c
c ab absin
从起点A到终点B的有向线
段AB=r, 称为质点在时间t内
的位移。
zC
A
•
S
而A到B的路径长度S, 称
为路程。
r(t)
r • B
(1)位移是位置矢量r 在时间 o t内的增量:
r(t+t)
y
r r(t t) r(t)
x
图1-2
15
在直角坐标系中，若t1、t2时刻的位矢分别为r1和 r2 ,则这段时间内的位移为
19
质点的(瞬时)速度:
lim r dr
(1-9)
t0 t dt
质点的(瞬时)速率:
=
lim
t0
S t
dS dt
(1-12)
这表明,质点在t时刻的速度等于位置矢量r 对时间 的一阶导数; 而速率等于路程S对时间的一阶导数。
20
lim r dr
(1-9)
t0 t dt
=
lim
t0
S t
r r2 r1 ( x2 x1 )i ( y2 y1 ) j ( z2 z1 )k
在x轴方向的位移为
r ( x2 x1 )i
注意：坐标的增量x = x2-x1是位移，而不是路程!
16
(2)位移和路程是两个不同的概念。 位移代表位置变化，是矢量，在图1-2中，是有向
大学物理第5版课件 第11章 光学
1
M1 n1 n2
M2 n1
L 2
iD
3
A C
B
E
45
P
d
第十一章 光学
35
物理学
第五版
Δ32
n2
( AB
BC)
n1 AD
2
AB BC d cos γ
AD ACsin i
n2 n1
L
2
P
2d tan sini
1
iD 3
M1 n1 n2
A
C
d
M2 n1
B
C
d
M2 n1
B
E
45
注意：透射光和反 射光干涉具有互补 性 ，符合能量守恒 定律.
第十一章 光学
38
物理学
第五版
当光线垂直入射时 i 0
当 n2 n1 时
Δr
2dn2
2
当 n3 n2 n1 时
Δr 2dn2
第十一章 光学
n1 n2 n1
n1 n2
n3
39
物理学
第五版
四 了解衍射对光学仪器分辨率的影响.
五 了解 x 射线的衍射现象和布拉格公式 的物理意义.
第十一章 光学
7
物理学
第五版
光的偏振
11-0 教学基本要求
一 理解自然光与偏振光的区别.
二 理解布儒斯特定律和马吕斯定律.
三 了解双折射现象.
四 了解线偏振光的获得方法和检验 方法.
第十一章 光学
8
物理学
第五版
第十一章 光学