大学物理演示动画---热力学第二定律-[福州大学...李培官]
大学物理演示动画---光的偏振-[福州大学...李培官]
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大学物理演示动画 ---光的偏振
福州大学至诚学院
大学物理教研室 李培官
1.光的偏振状态
自然光
线偏振光
部分偏振光
偏振片
波动光学
检 偏
起偏器
检偏器
思 • 一束光线通过一偏振片,若I 不变化,是什么光?
考 •I 变化且有消光, 是什么光? • I 变化但无消光, 是什么光?
原理:把自然光分成寻 常光和非寻常光,然后 利用全反射把寻常光反 射到棱镜侧壁上,,只 让非寻常光通过,从而 获得一束振动方向固定 的线偏振光。 加工后将两块方解石用 加拿大胶粘合起来, 对于o光 对于e光
光轴
90 48 68
e光 o光
加拿大胶
no n 产生全反射
n 1.55 no 1.658
波动光学
偏振光的干涉 人为双折射现象 旋光现象 偏振光的干涉1 实验装置 屏
偏振片P1
波晶片
偏振片P2
2. 实验现象
单色光入射, 波片厚度均匀, 屏上光强均匀分布.
白光入射, 屏上出现彩色, 转动偏振片或波片, 色彩变化. 波片厚度不均匀时, 出现干涉条纹.
双折射[演示动画]
• 尼克尔棱镜
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波动光学
3. 马吕斯定律 I0
P1
I1
P2
I2
P1 A1
E2 E1 cos
P2 A2
A2 A1 cos
马吕斯定律
I 2 I1 cos 2
I2:检偏器射出光强
I1:入射检偏器光强
( 物理化学课件)第三章热力学第二定律

自发变化的共同特征
自发变化 某种变化有自动发生的趋势,一旦发生就无 需借助外力,可以自动进行,这种变化称为自发变化。
自发变化的共同特征—不可逆性 任何自发变化的逆 过程是不能自动进行的。例如:
(1) 焦耳热功当量中功自动转变成热; (2) 气体向真空膨胀; (3) 热量从高温物体传入低温物体; (4) 浓度不等的溶液混合均匀; (5) 锌片与硫酸铜的置换反应等。4 U = 4Th,md V WC
Tc
ThV1 1 =TcV4 1
环境对体系所作的功 如DA曲线下的面积所示
T =
卡诺循环(Carnot cycle)
整个循环:
U = 0 Q =Qh Qc
Qh 是体系所吸的热,为正值, Qc 是体系放出的热,为负值。
W =W1W3 (W2和W4对消)
W2 W4 = TTc hCv,mdT TThCc v,mdT
= T T h cCv,mdT T T h cCv,mdT =0 即ABCD曲线所围面积为 热机所作的功
卡诺循环(Carnot cycle)
•根据绝热可逆过程方程式
过程2: ThV2 1 =TcV3 1 过程4: ThV1 1 =TcV4 1
相除得 V2 = V3
V1 V4
所以
W1W 3 =
nRTh
卡诺定理的意义:(1)引入了一个不等号 I < R, 原则上解决了化学反应的方向问题;(2)解决 了热机效率的极限值问题。
卡诺定理
热源(T2)
Q2'
Q2
任意热机I
W
可逆热机R
T2> T1
Q1'= Q2'+W
热源(T1)
Q1= Q2+W
热力学第二定律演示图PPT36页

21、没有人陪你走一辈子,所以你要 适应孤 独,没 有人会 帮你一 辈子, 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候,留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运,首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首,因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿. 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ,它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ,以便 让别一 只脚能 够再往Байду номын сангаас上登。
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做,明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生,以及整个命运 的,只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
2024年大学物理课件卡诺循环福州大学李培官

大学物理课件卡诺循环福州大学李培官大学物理课件——卡诺循环1.引言卡诺循环是热力学领域中最基本的理想热机循环,由法国物理学家尼古拉·卡诺于1824年提出。
卡诺循环具有高效、简洁、普适的特点,被广泛应用于各种实际热机的设计与分析。
本文以福州大学李培官教授的大学物理课件为蓝本,对卡诺循环进行详细阐述。
2.卡诺循环的基本原理卡诺循环包括四个基本过程:等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩和绝热压缩。
在一个卡诺循环中,工作物质从高温热源吸收热量,在等温膨胀过程中做功,然后通过绝热膨胀过程降低温度,接着在等温压缩过程中向低温热源放热,通过绝热压缩过程回到初始状态。
3.卡诺循环的热效率卡诺循环的热效率η表示为:η=1T2/T1其中,T1和T2分别为高温热源和低温热源的绝对温度。
根据卡诺定理,任何工作在相同高温热源和低温热源之间的热机,其热效率都不可能高于卡诺循环。
因此,卡诺循环的热效率为最大效率,也称为卡诺效率。
4.卡诺循环的实际应用虽然卡诺循环是一个理想化的热机循环,但在实际工程中,许多热机的设计与分析都借鉴了卡诺循环的原理。
例如,汽车发动机、蒸汽轮机、制冷空调等设备的工作原理都与卡诺循环有着密切的关系。
通过优化热机的工作过程,使其接近卡诺循环,可以提高热机的效率,降低能源消耗。
5.结论卡诺循环作为热力学领域的基础理论,对于理解和分析实际热机的工作原理具有重要意义。
本文以福州大学李培官教授的大学物理课件为参考,对卡诺循环进行了详细的阐述。
通过对卡诺循环的研究,可以为我国能源领域的科技创新和节能减排提供理论支持。
参考文献:[1]李培官.大学物理[M].福州:福州大学出版社,2010.[2]丰.热力学与统计物理[M].北京:科学出版社,2008.[3].能源与环保[M].上海:上海交通大学出版社,2015.需要重点关注的细节是卡诺循环的热效率。
卡诺循环的热效率是热力学领域中的一个重要概念,它为理解和分析实际热机的工作原理提供了理论依据。
大学物理课件---物质波的统计解释---[福州大学...李培官]
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10
机械波: -位移量在空间传播 y Acos(t- x )
电磁波: -电场强度在空间传播
E
E0
cos(tu- x
u
)
实物波: ---粒子在空间出现的几率的分布
以电子单缝衍射为例:
光强
亮
暗
x波动观点: I A2 A大 A小
φ
电子束
粒子观点: I N光子数N密大度 N小
统计观点: I 几率 几率大 几率小
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大学物理课件
--物质波的统计解释
福州大学至诚学院
大学物理教研室 李培官
1
第六篇
第十二章. ---波和粒子
2
§12--2.物质波.不确定关系
§12-2--2.
物质波的统计解释
3
一.电子双缝衍射实验
机械波是机械振动在介质中的传播,电磁波是变化 的电磁场在空间的传播,那么实物粒子波是什么形式 呢?
这种看法与实验不符。我们知道,衍射现象是由波的干涉而 产生的,如果波真是由它所描写的粒子所组成,则粒子流的衍 射现象应当是由于组成波的这些粒子相互作用而形成的。但事 实证明,在粒子流衍射实验中,照象片上所显示出来的衍射图 样和入射粒子流强度无关,也就是说和单位体积中粒子的数目 无关。如果减小入射粒子流强度,同时延长实验的时间,使投 射到照象片上粒子的总数保持不变,则得到的衍射图样将完全 相同。即使把粒子流强度减小到使得粒子一个一个地被衍射, 照片上一次出现一个孤立的点,体现了电子的粒子性。只要经 过足够长的时间,所得到的衍射图样也还是一样。这说明每一 个粒子被衍射的现象和其他粒子无关,衍射图样不是由粒于之 间的相互作用而产生的。
大学物理演示动画--转动惯量--[福州大学...李培官]
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常见形状转动惯量【动画演 示】
【用鼠标左键点击图中公式可出现8个演示动画】 3
匀质细杆的转动?
5
竿 子 长 些 还 是 短 些 较 安 全 ?
6
挂钟摆锤的转动惯量 (杆长为l, 质 量为m1, 摆锤半径为R, 质量为m2) :
J Jc md 2
1 3
m1l
2
1 2
m2 R 2
m2
l
R2
挂在光滑钉子上的匀质圆环摆动 的转动惯量(圆环质量为m, 半径 为R):
J Jc md 2
mR2 mR2 2mR2
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竿
子
长
些
还
是
短
些
较
安
飞轮的质量为什么
全
大都分布于外轮缘?
?
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大学物理演示动画 转动惯量
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1
转动惯量 J miri2
1. 物理意义:转动惯性大小的量度.
( M一定,J )
2. 转动惯量的大小取决于刚体的质量、形状及转轴 的位置.
飞轮的质量为什么大都分布于外轮缘?
竿子长些还是短些较安全? 演示
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大学物理课件---著名循环的计算-[福州大学...李培官]
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理 论 上 对 理 想 热 机 的 工 作 原
于 机 械 细 节 的 改 良 , 而 是 从
程 师 卡 诺 不 像 别 人 那 样 着 眼
很 低蒸 (汽 约机 发 )明 。的 法初 国期 青, 年效 工率 4%
3
卡诺为热力学第二定律奠定了基础,为提高热机的效 率指明了方向, 为热力学的发展作出了杰出的贡献!
4
【例1】设氮气作卡诺循环。热源的温度为1270C,冷源的温 度为70C,设 p1=10atm,V1=10L, V2=20L,试求:① p2、 p3 、 p4、V3、V4;②自高温热源吸收的热量;③一次循环中气 体所作的净功;④循环效率。
pV p2 1 1 5(atm ) 解:① V2
T1 1 V3 V2 ( ) 48 .78 10 3 (m 3 ) T2 1 T1 1 V2 V4 V1 ( ) 24 .39 10 3 (m 3 ) p3 p2 ( ) 1.44(atm ) T2 V3 p Q1 p3V3 a p4 2.88(atm ) 1 V4 b V2 V2 4 2 3 d ② Q1 RT1 ln p1V1 ln 7.02 10 (J) c 3 Q2 V1 V1
19
斯特林引擎
(Stirling Engine), 是一种由外部供热 使气体在不同温度 下作周期性压缩和 膨胀的封闭往复式 发动机。 它由苏格兰牧师斯 特林提出。
20
【例7】 逆斯特林循环是回热式制冷机的常用工作 模式。如下图,1-2和3-4为等温过程,2-3和4-1为 等体过程。求此循环的制冷系数。 解:对两个等温度过程
V1 V4 V2 V3
1
V3 V3 Q2 RT2 ln p3V3 ln 4.93 103 (J) ③ V4 V4
大学物理课件---圆孔衍射--[福州大学李培官]
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S1
n0=1
n=1.33
1 . 22 min 0
n 1 . 22 1 . 22 0 mi n
nD
nD
D
三.解题举例
【例1】在通常亮度下,人眼的瞳孔直径约为3mm ,视觉感受的最灵敏的光波波长为 550 nm. 求:人眼的最小分辨角为多大? 解: 由题意有:
3 D 3 1 0 (2) 设两物点相距为d,则 d 人眼的最小分辨角为 d m i n
1 . 2 2 5 . 5 1 0 1 . 2 2 2 . 2 1 0 r a d
7 4
min
m in
l
l
则有:
2 4 5 d l
观察者 S
d =120 cm
x 恰能分辨时,有: 0 L
4 x L 25 2 . 3 10 0 . 058 ( mm ) 0
【例4】设人眼在正常照度下的瞳孔直径约3 mm ,而在可 见光中,人眼最敏感的波长为 550nm ,问:(1) 人眼最小分辨 角是多大?(2) 若物体放在明视距离25cm处,那么两物点相距 为多远时恰能被分辨? 解 (1) 人眼的最小分辨角为:
思考:如何提高仪器分辨率?
D R
提高光学
仪器的放大倍
数能提高角分 辨率吗? 望远镜: 不可选择,可 显微镜: D不会很大,可
D R
R
4.眼晴的分辨率
n n 0
视网膜上衍射图样衍射斑 0 S2 的半角宽度 λ D 1 . 22 1 . 22 0 D nD 当两光源对瞳孔的张角为α0时,由于前房液和玻璃状液的折
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动画:热传递
功热转换[演示动画]
热力学第二定律的实质在于指出,一切与热 现象有关的实际宏观过程都是不可逆过程。
水总是 从高处 往低处 流
只有无摩擦的准静态过程才是 可逆的。 (理想过程)
如果1摩尔气体的自由膨胀 N 6.02 1023
宏观态 右边分子数 0 1 2 3
可逆过程和不可逆过程
一个系统由某一状态出发,经过某一过程达到另一状态, 如果存在另一过程,它能使系统和外界完全复原(即系统回 到原来的状态,同时消除了系统对外界引起的一切影响), 则原来的过程称为可逆过程; 反之,如果用任何方法都不可能使系统和外界完全复原, 则原来的过程称为不可逆过程。 注意 1、一切与热现象有关的宏观过 程都是不可逆过程。 热传递 功热转换 理想气体的膨胀
生命赖负熵为生。
E.
薛 定 谔
Tips for Better Life
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今天是2013年8月9日星期五
N 1 2 3 CN CN CN CN
N 2 平衡态
N CN /2
左边分子数 3 2 1 0
1 3 2 N CN CN CN CN
可能的微观态数 2 等概率原理:对于孤立系统,各种微观态出现的可能性(或概率) 6.021023 是相等的。每一微观态出现的概率 1 / 2 。 6.021023 全部分子都集中在左边或右边的概率为: / 2 1 均匀分布和接近均匀分布的概率最大。存在气体自动收缩 的可能性,但概率非常小,近乎为零。
今天是2013年8月9日星期五
大学物理演示动画
---热力学第二定律
福州大学至诚学院
大学物理教研室从低温物体传 到高温物体而 不引起外界的 变化 或:热量不可 能自动地从低 温物体传向高 温物体。
动画:热传递
热力学第二定律的开尔文表述
不可能从单一热 源吸收热量,使 之完全变为有用 功而不产生其它 影响。 。 或:第二类永动 机不可实现 。
6.021023
结论
气体自由膨胀是不可逆过程,气体不可能自动收缩。
熵与生命
生物体是高度有序的系统。生物体要想维持机体的 正常运转,必须保持低熵的状态。根据热力学第二定律, 孤立系的熵永不减少,各种生命活动都要产生大量的熵。 因此,生物体必须是开放系统,维持低熵状态的唯一办 法是将多余的熵排到体外,同时从外界摄取低熵的物质。