西安交大大学物理学ch2-2
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西安交通大学《有机化学》期末考试拓展学习(二)3
西交《有机化学》（二）第二章烷烃一、有机化合物的分类1、按碳链分类(1) 开链族化合物(脂肪族化合物):正丁烷, 异丁烷(2) 碳环族化合物A:脂环族化合物: 环戊烷, 环己烷B:芳香族化合物: 苯, 萘(3) 杂环化合物: 呋喃, 吡啶2、按官能团分类按分子中含有相同的、容易发生某些特征反应的(1) 原子 (如卤素原子)(2) 原子团 (如:羟基 -OH 、羧基 -COOH 、硝基-NO2，氨基-NH2 等)(3) 或某些特征化学键结构(如双键>C=C< 、叁键- C C - )等分类。
3、有机化合物按碳链分类(1) 开链族化合物(脂肪族化合物):正丁烷, 异丁烷(2) 碳环族化合物A:脂环族化合物: 环戊烷, 环己烷B:芳香族化合物: 苯, 萘(3) 杂环化合物: 呋喃, 吡啶二、饱和烃：分子中只含 C、H 两种元素；烃分子中碳原子之间以单键连接，碳原的其余化合价完全为氢原子所饱和。
烃分子中所有化学键均为σ键，即C SP3C SP3 C SP3H1S饱和烃的通式： CnH 2 n + 2同系列：具有同一个分子式，在组成上相差一个或几个—CH2—的一系列化合物。
同系物：同系列中的化合物彼此互为同系物系差：同系列组成上的差异—CH2—。
三、乙烷的构象 ：在乙烷分子的无数个构象异构体中，其两个典型的构象异构体（又称极限构象异构体）可表示如下：交叉式构象的能量较低，故较为稳定。
四、丁烷的构象丁烷绕 C2—C3σ键 旋转的典型构象有四种：丁烷分子不同构象的能量：全重叠式 ＞ 部分重叠式 ＞ 邻位交叉式 ＞ 反交叉式H H H HH HHHH 三维结构三维结构锯架式结构纽曼( Newman )投影式重叠式构象交叉式构象333全重叠式(顺叠式)邻位交叉式(顺错式)部分重叠式(反错式)对位交叉式(反叠式)。
13西安交大——高分子物理PPT第三章聚合物的分子运动
例2：在倾倒高聚物熔体时，若用一根棍子快速敲打流体，则熔体液流 也会脆性碎掉。 这是高聚物熔体呈现固体力学行为的例子。
3.1.3 分子运动的温度依赖性
温度对高分子运动的两个作用： 1. 使运动单元动能增加，令其活化（使运动 单元活化所需要的能量
称为活化能）。当达到某一运动单元运动所需的能量时，就激发 这一运动单元的运动。 2. 温度升高，体积膨胀，提供了运动单元可以活动的自由空间（自 由体积）。当自由空间增加到某种运动单元所需的大小时，这一 运动单元便可自由运动。
模量－温度曲线
两种转变和三种力学状态
玻璃态转变为高弹态的转变称为玻璃化转变，转变温度，即链 段开始运动或冻结的温度称为玻璃化温度Tg。
高聚物由高弹态向粘流态的转变称为粘流转变，这个转变温度称 为粘流温度，用Tf表示。
为什么非晶态高聚物随温度变化出现三种力学状态和二个转变？ 我们来看表，了解一下内部分子处于不同运动状态时的宏观表现
玻璃态 高弹态 粘流态
温度 运动单元
力学性质
Tg
以下
Tgf ~ T f
Tg ~ Tf
链段仍处于冻结状态，侧基、 受力变形很小（0.1~1%），
支链、链节等能够做局部运 去力后立即恢复（可逆），
动及键长、键角发生变化， 弹性（普弹性）模量：
而不能实现构象的。
109~1010Pa。
链段运动，不断改变构象， 但是整个分子链还仍处于被 “冻结”的状态。
●饱和主链
CH3 Si O
n CH3
硅橡胶 Tg = -123℃
CH2 O n
聚甲醛 Tg = -83℃
CH2
CH2 n
PE Tg=-68 ℃
●主链上有芳环、芳杂环：
CH3 O
3.1.3 分子运动的温度依赖性
温度对高分子运动的两个作用： 1. 使运动单元动能增加，令其活化（使运动 单元活化所需要的能量
称为活化能）。当达到某一运动单元运动所需的能量时，就激发 这一运动单元的运动。 2. 温度升高，体积膨胀，提供了运动单元可以活动的自由空间（自 由体积）。当自由空间增加到某种运动单元所需的大小时，这一 运动单元便可自由运动。
模量－温度曲线
两种转变和三种力学状态
玻璃态转变为高弹态的转变称为玻璃化转变，转变温度，即链 段开始运动或冻结的温度称为玻璃化温度Tg。
高聚物由高弹态向粘流态的转变称为粘流转变，这个转变温度称 为粘流温度，用Tf表示。
为什么非晶态高聚物随温度变化出现三种力学状态和二个转变？ 我们来看表，了解一下内部分子处于不同运动状态时的宏观表现
玻璃态 高弹态 粘流态
温度 运动单元
力学性质
Tg
以下
Tgf ~ T f
Tg ~ Tf
链段仍处于冻结状态，侧基、 受力变形很小（0.1~1%），
支链、链节等能够做局部运 去力后立即恢复（可逆），
动及键长、键角发生变化， 弹性（普弹性）模量：
而不能实现构象的。
109~1010Pa。
链段运动，不断改变构象， 但是整个分子链还仍处于被 “冻结”的状态。
●饱和主链
CH3 Si O
n CH3
硅橡胶 Tg = -123℃
CH2 O n
聚甲醛 Tg = -83℃
CH2
CH2 n
PE Tg=-68 ℃
●主链上有芳环、芳杂环：
CH3 O
西安交通大学医用物理学 绪论
物理学构成了生物学、医学、化学、材料科学、地球 物理学等学科的基础，物理学的基本概念和技术被 应用到所有自然科学之中。
物理学派生出来的分支及交叉学科
等 离 子 体 物 理 学
粒 子 物 理 学
原 子 核 物 理 学
原 子 分 子 物 理 学
固 体 物 理 学
凝 聚 态 物 理 学
激 光 物 理 学
（3）与生物学、医学的关系 物理学为生物学和医学的发展提供了现代化的研 究手段和仪器：电子显微镜、X射线衍射、核磁共 振、扫描隧道显微镜等等，并且为生命科学提供了 理论概念和方法。总之，生物学、医学的进步都是 建立在物理学仪器、方法的发展基础之上的。
33
附（1）基因工程
21世纪重点开发的六大技术领域中，生物技 术列首位，它是一门综合技术，其标志是基因工程 和蛋白质工程等。（其余五项为：信息技术、新材 料技术、新能源技术、空间技术、海洋技术） 基因工程：可以揭示遗传奥秘。人类基因组图谱 已经绘就。人类只有32000个基因，正负不超过几 千个。我国投资500万美元，参与破解1%的工作 量，共享美、英等国10年投资50亿美元的成果。
● 1947年
贝尔实验室的巴丁、布拉顿和肖克来发明了 晶体管，标志着信息时代的开始
● 1957年
皮帕得测量了第一个费米面
● 1962年
发明了集成电路
● 70年代后期 出现了大规模集成电路
量子力学
能带理论
人工设计材料
晶体管的发明
纳米材料
光子晶体
超晶格材料
大规模集成电路
电子计算机
信息技术与工程
● 几乎所有的重大新(高)技术领域的创立，事先都在物理学中 经过长期的酝酿。
粒子散射实验 核能的利用
大学物理课件-西安交通大学
三、物理学构成所有自然科学的理论基础
●
物理学是一切自然科学的基础
物理学构成了化学、生物学、材料科学、地球物理学 等学科的基础，物理学的基本概念和技术被应用到所有的 自然科学之中。
●
物理学派生的分支：
等 离 子 体 物 理 学 原 子 核 物 理 学 原 子 分 子 物 理 学
固 体 物 理 学
凝 聚 态 物 理 学
方向：
x y cos , cos r r z cos r
o x
直角坐标系
y
University physics AP Fang
三、运动学方程 ( Equations of motion ) 时刻 1： r r (t )
z
P(t)
时刻 2： r ' r (t t )
mi
Fit r i fit r i ( mi ri 2 )
合内力矩 = 0 刚体的转动惯量 J
合外力矩 M
M J
University physics AP Fang
●
学习的关键：
勤于思考
悟物穷理
经典理论解释氢原子的线状光谱遇到困难
电子绕原子核做圆周运动
辐射电磁波
原子系统的能量逐渐减小
University physics AP Fang
●
学习的方法：从整体上逻辑地、协调地学习物理学，了解 物理学中各个分支之间的相互联系。
刚体绕定轴转动定律
取一质量元 切线方向
Fi fi mi ai
O
Fit fit mi ait
ri
fi
Fi
对固定轴的力矩 Fit ri fit ri mi ait ri mi ri 2 对所有质元
复变函数ch2 2-2
( 2)特别当z的实部x 0时, 就得到 Euler 公式 : e iy cos y i sin y
例1 求 Im( e )
例2 求 e
1 1 i 4
zi
e y sin x
2 4 e 1 i 2
1
例3 解方程 e z 1
z 2k i
k 0 , 1 , 2,
即, w Lnz是z的无穷多值函数
当k 0时, Lnz ln z i arg z ln z
记作
(2)
为Lnz的一单值函数, 称为Lnz的主值(主值支)
故
Lnz ln z i 2k
(k Z )
例4 求Ln2, Ln(-1), Lni , Ln( - i )的值.
解 Ln2 ln 2 2k i
第二节 复变初等函数
2.1 指数函数
2.3 对数函数 2.4 乘幂与幂函数 2.2 三角函数和双曲函数 2.5 反三角函数与反双曲函数
内 容 简 介
本节将实变函数的一些常用的初等函数 推广到复变函数情形，研究这些初等函数的 性质，并说明它的解析性。
2.1 指数函数
定义 对z x iy定义复变数z的指数函数 exp z如下 :
i e
2 3
2 Lni 3
e
2 (ln 3
i i 2 ki ) 2
e
i 2 ( 2 k ) 3 2
4 4 cos( 3 k ) i sin( 3 k )
( k 0,1,2)
幂函数z
b
定义 在乘幂a b中，取z为复变数 得w z b , ,
解
1
2
e
西安交通大学大学物理第5章--(4)
(5) 机械能守恒定律 当 A外A非时保 ，内 0 刚体绕定轴转动的角动量
EEkEp常量
(1) 刚体的角动量 LJ
(2) 刚体的角动量定理 (3) 角动量守恒定律
M d (J)
dt
当 M时0，
J常量
当变形体所受合外力矩为零时，变形体的动量矩也守恒
Jtω常量 Jt ω Jt ω
如：花样滑冰 跳水 芭蕾舞等
L J
动量矩定理
d LM d t
dL//M
由于 ML
的力矩作用 下发生进动
Ω
L
dL
M
因而 L
只改变方向，
mg
不改变大小(进动)
O
• 进动角速度Ω 动量矩定理
M
dL
Ω
dL d
而M 且d L d L L s iL d sn d ti d n L s in Ω
Lsin L
d t
进动特性的技术应用
翻转
外力
C
外力
进动
C
炮弹飞行姿态的控制：炮弹在飞行时，空气阻力对炮弹质心的力矩会使 炮弹在空中翻转；若在炮筒内壁上刻出了螺旋线（称之为来复线），当 炮弹由于发射药的爆炸所产生的强大推力推出炮筒时，炮弹还同时绕自 己的对称轴高速旋转。由于这种自转作用，它在飞行过程中受到的空气 阻力将不能使它翻转，而只能使它绕着质心前进的方向进动。
v=? G
R
z R/2
Mz角动量守恒 mv R / 2
v0
mv0 R
v = 2v0
例 有一转台，初始的角速度为ω0 有一个人站在转台的中心， 以相对于转台的恒定速度u沿半径向边缘走去，
求 人走了t 时间后，转台转过的角度
ω
西安交通大学大学物理ppt第七章 (3)
例 两个静质量都为 m0 的粒子，其中一个静止，另一个以 v0 = 0.8 c 的速度运动，它们对心碰撞以后粘在一起。
求 碰撞后合成粒子的静止质量。 解 取两粒子作为一个系统，碰撞前后动量、能量均守恒，设碰 撞后合成粒子的静止质量为 M0 ，运动质量为 M ，运动速度 为 V ，则 2 2 2
mc m c Mc m v 0 MV 0 0
火箭质量可近视为不变。
解题思路 实际问题中当物体作趋近于光速的高速运动时，一定要用相 对论动力学的公式，求解相对论动力学问题的关键在于理解 和掌握下列几个最重要的结论： m0 m 相对论质量 v2 1 2 c
相对论动量
mv p v2 1 2 c
2 Emc
相对论能量 相对论动能
故
v v 1 1 2 u c
2
2u v vA u2 1 2 c 2 v v u 或 2 20 u cv
取正号代入
m (v )
m0 v2 1 2 c
m m 0u m (v) 0 v u v 1 u
—— 相对论的质速关系
m(v): 相对论质量;
m0 : 静止质量
v x u vx u 1 2 v x c
质量应与物体运动有关
m m v
相对论质量 m m v 经典力学中：物体质量恒定.
恒力下：v∝t
没有上限.
v c
实验证明,电子在恒力作用下被 加速到接近光速时,速度不再线 性增加,且不能超越光速. 狭义相对论从理论上可以证明
t v
相对论的质速关系
2 2 m m / 1 v / c 0
讨论 (1) 当v << c 时， 0, m = m0 —— 退化到牛顿力学 (2) 质速曲线 当v =0.1 c 当v =0.866 c m 增加 0.5%
西安交通大学医用物理学ch8-1zx直流电
dq
即电量为：
dq en dSu dt | j | enu
铜导线一般 n～1028m-3 ，u～0.15mm/sec
所以，电流密度大小为 j～104 米/秒 。
如果导体中导电的载流子不止一种，则导体中总的电流密度应为
j niqi ui
需指出，载流子的漂移速度与电流在导体中的传播速度是完
全不同的。 例如 设铜导线中单位体积内自由电子数为8.5×1028个／m3，
等于单位时间内该点附近垂直于电荷
运动方向的单位截面上所通过的电量
lim v
j
Q nr dq nr dI nr
S0 tS dt dS dS
j
α
αr
v
r
n
由 j计算流经任一面元 dS的电流强度 dI
Q dS dS cos
j
r r α αr
dI jdS jdS cos j dS
n
所以，通过导体任一截 面S的电流强度为：
四 、静电场与稳恒电场的异同
静电场
稳恒电场
不同点：①静止电荷产生 ②导体内E=0
①电荷可以运动(静止 和运动电荷共同产生)
②导体内E≠0
③不需消耗能量来维持 ③需消耗能量来维持
相同点： ①场的分布不随时间变化
②均满足高斯定理和场强环路定理
静电场可看成是稳恒电场的特例。
§8-2 电阻率 欧姆定律的微分形式 一、电阻率 • 欧姆定律 ： I U 适用于金属导体、电解液,
I
i
t
o
用电流强度不能细致地描述电流的分布。 I
I
交流电的趋肤效应
所谓分布不同是指在导 体的不同地方单位面积 中通过的电流不同。
电流强度只表示单位时间通过导体截面的总电量，不能 表示导体截面上各处电流大小和流动方向的分布情况。 在大块导体中，比如人的躯干、四肢等，当有电流通 过时，同一截面上不同部位电流的大小和方向是不同 的，这种导体称为容积导体(Volume conductor)。