大学物理实验. 第四册(唐超群,赵美蓉,刘莉主编)思维导图
大学物理4PPT课件
• 大学物理4课程简介 • 力学基础 • 电场与磁场 • 电磁感应与麦克斯韦方程组 • 相对论基础 • 实验与习题
01
大学物理4课程简介
课程目标
01
掌握大学物理的基本概念、原理和方法。
02
培养学生对物理现象的观察、分析和解决问题的能力。
培养学生的科学素养和创新能力，为后续专业课程和科研工作
详细描述
电磁波是由电场和磁场相互激发并传播的波。它们的传播速度与介质有关，在真空中等于光速。电磁波的应用广 泛，如无线电通信、雷达和微波炉等。
05
相对论基础
狭义相对论
狭义相对论的基本
假设
所有惯性参照系中光速都是一样 的，即光速的不变性。同时，物 理定律在所有惯性参照系中都是 一样的，即参照系的相对性。
课程考核方式包括平时作业、实验报告和期末考 试等。
02
力学基础
牛顿运动定律
01
02
03
牛顿第一定律
物体若不受外力作用，将 保持静止或匀速直线运动 状态不变。
牛顿第二定律
物体加速度的大小与作用 力成正比，与物体的质量 成反比。
牛顿第三定律
作用力和反作用力大小相 等，方向相反，作用在同 一条直线上。
等效原理
在任何局部区域内，不能通过任何实验区分均匀引力场和加速参照 系。
广义协变原理
物理定律在任何参照系中都应具有相同的数学形式。
黑洞与宇宙学
黑洞的形成
黑洞是由于大质量恒星坍缩形成 的，其强大的引力使得周围的物
质和光线都不能逃脱。
霍金辐射
根据量子力学的不确定性原理，黑 洞会向外辐射能量，即霍金辐射。
磁场概念
磁体或电流周围存在的一种特 殊物质，对放入其中的磁体或
《大学物理(第四版)(上册)》读书笔记模板
1
磁介质 323
2
12.1磁介质磁 化强度 323
3 12.2磁介质中
的安培环路定 理 327
4
12.3铁磁质 330
5
内容提要 333
1
习题 333
2
阅读材料6粒子 束武器 335
3
变化的电场和 磁场 338
4
13.1电磁感应 定律 338
5
13.2感应电动 势 342
13.3自感和互感 350
13.4磁场能量 356
13.5电磁感应的应 用 358
13.6麦克斯韦电磁 场理论简介 360
习题 367
内容提要 365
阅读材料7电磁炮 370
01
阅读材料8 超导电性 372
02
习题参考答 案 377
03
附录 387
04
附录Ⅱ基本 物理常量表 389
06
附录Ⅳ物理 学词汇中英 文对照表 390
目录分析
1
第一版序
2
质点运动的描 述1
3
1.1参考系坐 标系质点 1
4
1.2位置位移 速度加速度 2
5
1.3直角坐标 描述 6
1.5角量描述 17
1.4自然坐标描述 13
1.6参考系的变换 20
内容提要 23 习题 24
牛顿运动定律 27
2.1牛顿运动定律 27
2.2力学中常见的几 种力 30
1
7.4循环过程 卡诺循环 174
2
7.5热力学第 二定律 180
3
7.6熵熵增加 原理 183
4
内容提要 190
5
习题 191
1
阅读材料3熵与 信息 194
大学物理实验电子书(四)汇总
下 篇4 物理实验的基础知识（下）4．1 物理实验的基本测量方法通过本教程上篇的学习，我们已初步掌握了物理实验的一些基础知识，包括误差、不确定度和有效数字的基本概念及运算方法、数据处理的几种基本方法等，并通过具体的实验训练接触到了若干种不同的实验测量方法。
现在，我们就物理实验中的几种基本测量方法作一小结，一方面帮助大家复习巩固已学内容，另一方面引导大家更好地进行本教程下篇中综合提高性实验的训练。
物理实验中的测量方法很多，内容也很广泛。
在本节中，我们仅对几种工科大学物理实验中常用的基本测量方法作概括性的介绍。
4.1.1 比较法通过将待测的未知量与已知的标准量进行比较从而达到测量目的的方法称为比较法。
实际上，任何一个测量过程原则上讲都是一种比较的过程。
所以，比较法在物理实验中是最基本、最普遍的测量方法。
根据在比较过程中是否进行了转换，可将比较法分为“直接比较法”和“间接比较法”两类。
1）直接比较法最简单的直接比较法就是将待测量与量具上属于同类物理量的标准量进行直接比较，测出其大小。
例如用米尺测量长度，用秒表测量时间。
在我们前面实验中接触到的平衡测量法、补偿测量法和重合测量法等也属于直接比较的范畴。
例如，用等臂天平称衡物体的质量就是一种平衡测量。
又如，图4-1所示的惠斯登电桥测电阻的实验中，我们知道，只有当电桥平衡时才有关系式12x s R R R R ⎛⎫= ⎪⎝⎭从而可测出电阻x R ，所以，从原理上讲，这也是一种平衡测量。
而图4-2所示的测量电路体现的是补偿测量的思想。
先合上K ，调节p R 使电阻丝AB 上有特定的工作电流，然后合上1K ，改变C D 、位置，使G 示零，则待测电动势x ε被电位差CD U 所补偿。
图4－l图4－2x CD CD E U IR == 所谓重合法是指当待测量与已知标准量相差一小量时，可将两者加以延伸、重复若干个周期后，使两者重合在一起，这样即可通过相互间的比较测出未知量的大小。
大学物理知识脉络图
y 2 Acos
2πx
cos2π t
半波损失： 反射波相位落后
相干条件 光 的 干 涉 相 干 光 获 得 分 波 振 面 法 杨 氏 双 缝 干 涉
相位差与光程差的关系：
δ d x
D
2π
明纹： x k D
d
2k 1 D 暗纹： x 2 d
卡诺循环效率
η 1 T2 T1
卡诺定理
η 1 T2 T1
熵增加原理 S 0
玻耳兹曼熵公式
C p ,m CV ,m
i2 i
S k ln
机械振动
阻尼振动
简谐振动
受迫振动
简谐振动的 物理量
简谐振动的 表示方法
简谐振动的 特征
简谐振动的 合成
振幅： A 相位： t 初相： 0 周期： T 频率：
0
旋转矢量法： 解析法：
运动学特征：
x Acos (t 0 )
速度：
a 2 x
动力学特征：
A sin(t 0 )
加速度：
f kx
能量特征
同方向简谐振动 的合成； 相互垂直的简谐 振动的合成；
2π 圆频率：
a A 2 cos(t 0 )
L i
电磁感应 法拉第电磁感应定律 d 和楞次定律 i M dt 感生电动势 B i dS t S 自感电动势 dI L L dt
产生原因 分类
激发方式 分类
动生电动势 i ( B) dl
L
互感电动势 dI 12 M12 2 dt 磁场能量
高斯定理 场的基本规律
大学物理上卷思维导图
ρ 固体横波 U=√(G/ )
ρ U=√(E/ ) 固体纵波 波速决定因素
ρ 液体纵波 U=√(B/ )
ρ ω Δ Ek=1/2 A² ²(S x) ω sin² (t-x/u)
ρ ω Δ Ep=1/2 A² ²(S x) ω sin² (t-x/u)
介质中所有参与波动的 质点不断接受来自波源 的能量又不断释放出去,
M=(μr-1)H 磁化强度
i=M×en 磁化电流
电流和恒磁场
狭义相对论
x'=(x-vt)/√(1-v²/c²)
x=(x'+vt')/√(1-v²/c²)
y'=y
y=y'
洛伦兹变换 z'=z
逆变换
z=z'
t'=(t-vx/c²)/ √(1-v²/c²)
t=(t'+vx/c²)/ √(1-v²/c²)
逆变换
Uy=Uy'√(1-v²/c²)/ (1+V·Ux'·c²)
Uz=Uz'√(1-v²/c²)/ (1+V·Ux'·c²)
。 质能方程 mc²=Ek+m c²
刚体力学 质点运动
基本公式
J=∫r²dm
m=∫dm
α M=J
F=ma
ω ω Ek=1/2J
2²-1/2J
1²
Ek=1/2mV2²-1/2mV1²
时间延缓效应 t=t'/√(1-v²/c²)
长度收缩效应 L=L' √(1-v²/c²)
质速关系 m=m0/√(1-v²/c²)
Ux'=(Ux-V)/ (1-V·Ux·c²)
大学物理上知识结构图
运 动 的 特
运 动 学
/ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ专
性
大 学 物 理 上
门
运动→机械运动→研究方法→参考系→坐标系→理想化模型→质点（系）刚体 质 点 /系/ 和 描 述 物 体 运 动 的 基 础 / 质 点 / 系 / 和 刚 体 的 相 关 概 念 质 心 自 由 度 n 物体的质量中心。对于规则的几何体质心就是它的几何中心如圆球 的球心就是它的质心；对于由多个质点组成的质点系的质心，其质 心位置由以下公式确定： 质 量 刚 体 比 较 质 点 系 刚体 名称 质点 定义 物体的大小和形状对 所讨论的问题影响不 大，把物体看成是有质 量的点 多个质点组成的系统， 如连结体问题 大小和形状不能忽略， 且在任何情况下大小和 形状都不发生变化的物 体。 比较 当只有一 （多） 个物体存在， 且它 （们） 的大小和形状可忽略时，把它（们） 看成一个质点（系） ；刚体是特殊的质 点系，他可以看成是有许多个小质点 组成，且每个质点间的相对位置保持 不变，如门在转动过程中。物体理想 化模型的抽象与物体的运动形式有 关：如轮子，平动-质点；转动-刚体。
动量增加的方向一致。 3.物理意义：使物体动量发生变化。 1.动量：质量与速度的乘积，是状态量。用 P 表示，是矢量。 P 大小 P m v ，方向：与 v 同向 2.动量定理：合外力的冲量引起动量的变化微分形式 d I
mv ，
F (t )dt d P
（1）恒力： I P2 P 1 P
基 础
转动定律： M
J 力矩产生角加速度，使刚体转动。 F ex m' d vC m' aC dt
质点系：质心运动定律：数学表达式：
文字表述：作用于系统的和外力等于系统的总质量乘以系统质心的加速度。 静 力 学 基 础 1.定义：力的时间累积效果用冲量来描述，是过程量。定义：等于力乘以力 的作用时间，用 I 表示，是矢量。 对于质点：