大学物理PPT课件12-0教学基本要求
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大学物理PPT课件
第12章 振 动
14
物理学
• 实验结果： 在某一散射角度φ下，电子流强度I
不是随U增大而单调增大，而只有当电 势差为某些特定值时，电子流才有极大 值。
•I
0
5
10 15 20 25
V
第12章 振 动
15
物理学
1926年： 了解德布罗意物质波假设
1927年： 有意识寻求电子波实验依据， 2~3个月出成果，观察 到电子衍射现象。
27
物理学 电子如何进入中央明纹区的？
x sin
位置不确定量： x
电子通过单缝后，其动量大小P不变 但不同的电子要到达屏上不同的点。故各电子的动量方向不同。
单缝处，衍射角为的电子在X轴上存在动量的分量
px
p
py
第12章 振 动
28
物理学
动量 px 不确定量
正中 px 0
边沿 px psin
第12章 振 动
40
物理学
德布罗意波的统计解释
经典粒子 不被分割的整体，有确定位 置和运动轨道 .
经典的波 某种实际的物理量的空间分 布作周期性的变化，波具有相干叠加性 .
二 象 性 要求将波和粒子两种对立的 属性统一到同一物体上 .
第12章 振 动
41
物理学
德布罗意波的统计解释
1926年，德国物理学玻恩 (Born , 1882--1972) 提出了概率波，认为个别微观粒子在何处出现有一 定的偶然性，但是大量粒子在空间何处出现的空间 分布却服从一定的统计规律。
大量随机取向的微小晶体
单晶的劳厄相 多晶的德拜相
用电子波衍射测出的晶格常数与用X光衍射测定的相同
第12章 振 动
2024版大学物理(下)电子工业出版社PPT课件
01大学物理概述与回顾Chapter01掌握物理学基本概念、原理和定律，理解物质的基本结构和基本相互作用。
020304培养科学思维能力和分析解决实际问题的能力。
了解物理学在科学技术发展中的应用和对社会发展的影响。
养成良好的学习习惯和严谨的科学态度。
大学物理课程目标与要求01020304牛顿运动定律、动量守恒定律、能量守恒定律等。
力学热力学第一定律、热力学第二定律、气体动理论等。
热学库仑定律、电场强度、电势差、磁场强度等。
电磁学光的干涉、衍射、偏振等基本概念和原理。
光学上学期知识点回顾01020304振动与波动量子力学基础电磁波的辐射与传播固体物理基础本学期学习内容预览010204学习方法与建议认真听课，做好笔记，及时复习巩固所学知识。
多做习题，加深对物理概念和原理的理解。
积极参加课堂讨论和实验活动，提高分析问题和解决问题的能力。
拓展阅读相关物理书籍和文献，了解物理学前沿动态。
0302电磁学基础Chapter静电场的定义与性质库仑定律电场强度与电势高斯定理静电场及其性质恒定电流与电路分析电流的定义与分类欧姆定律基尔霍夫定律电阻、电容和电感磁场与磁感应强度磁场的定义与性质磁感应强度的定义与计算磁场的高斯定理与安培环路定律磁场对运动电荷的作用力电磁感应定律及应用电磁感应现象与法拉第电磁感应定律描述磁场变化时产生感应电动势的规律。
楞次定律与自感、互感现象描述感应电流的方向以及自感、互感现象中感应电动势的大小和方向。
磁场的能量与磁场力做功描述磁场中储存的能量以及磁场力对电流做功的过程。
电磁感应在日常生活和科技中的应用如交流电的产生、电动机和发电机的原理、电磁炉和微波炉的工作原理等。
03振动与波动Chapter物体在平衡位置附近做周期性的往返运动，称为简谐振动。
简谐振动的定义特征量简谐振动的运动学方程简谐振动的动力学特征振幅、周期（或频率）、相位。
描述简谐振动物体位移随时间变化的规律。
满足F=-kx的回复力特征。
大学物理实验课绪论ppt课件
实验可以发现新事实，实验结果可以为 理论的建立提供依据
伽利略的单摆实验和斜面实验为研究力学规律提 供了重要依据，库仑通过滑板实验提出了摩擦定律， 胡克的弹性实验、玻意耳的空气压缩实验、波雷里的 表面张力实验为物理学提供了新事实和新规律。
实验又是检验理论正确与否的重要判据
理论物理与实验物理是相辅相成的，规律、公式是否正确必须
2.实验操作
课堂实验操作时，应根据实验的步骤和要求认真进行调 试、仔细观察和测量有关的物理量。
课堂实验可分为：①仪器的安装和调试；②观测（在明 确了实验目的和测量内容步骤并能正确使用仪器后可 进行正式观测）；③记录（记录的内容：日期、时间、 地点、仪器及其编号、简图、简单过程、原始数据、 有关现象、随时发现的问题等，记录不得用铅笔）； ④仪器还原（将其恢复到实验以前的状态）。
5. 物理实验报告要求每次实验课测完数据后立刻处理数 据并且当堂上交，所以大家必须提前写好预习报告 画好表格，否则无法在上课时间内完成！
6. 实验考试 平时的5份报告占总成绩50%， 1次设计性实验（考试实验）报告现场完成并上交，占 总成绩50%；
规定：无故缺做1个或以上实验者并且不补做，期末总 成绩直接记为0分;
每一次实验课包括课前预习、实验操作和实验报告三 个环节
1.课前预习 学生进入实验室之前必须进行预习 。预习时 应仔细阅读实验教材，着重理解实验原理，明 确实验的大体步骤及仪器使用注意事项。预习 时要求写出预习报告。 预习报告的内容：①实验目的；②实验原理 （包括公式及各量的物理意义、原理图、线路 图或光路图等）。
自组电桥测电流表内阻（303房间）学号尾 数双数学生做
本学期实验项目和进度安排
选李良国老师的同学：
第1周周六 第3周周六 第7周周六 第8周周六
伽利略的单摆实验和斜面实验为研究力学规律提 供了重要依据，库仑通过滑板实验提出了摩擦定律， 胡克的弹性实验、玻意耳的空气压缩实验、波雷里的 表面张力实验为物理学提供了新事实和新规律。
实验又是检验理论正确与否的重要判据
理论物理与实验物理是相辅相成的，规律、公式是否正确必须
2.实验操作
课堂实验操作时，应根据实验的步骤和要求认真进行调 试、仔细观察和测量有关的物理量。
课堂实验可分为：①仪器的安装和调试；②观测（在明 确了实验目的和测量内容步骤并能正确使用仪器后可 进行正式观测）；③记录（记录的内容：日期、时间、 地点、仪器及其编号、简图、简单过程、原始数据、 有关现象、随时发现的问题等，记录不得用铅笔）； ④仪器还原（将其恢复到实验以前的状态）。
5. 物理实验报告要求每次实验课测完数据后立刻处理数 据并且当堂上交，所以大家必须提前写好预习报告 画好表格，否则无法在上课时间内完成！
6. 实验考试 平时的5份报告占总成绩50%， 1次设计性实验（考试实验）报告现场完成并上交，占 总成绩50%；
规定：无故缺做1个或以上实验者并且不补做，期末总 成绩直接记为0分;
每一次实验课包括课前预习、实验操作和实验报告三 个环节
1.课前预习 学生进入实验室之前必须进行预习 。预习时 应仔细阅读实验教材，着重理解实验原理，明 确实验的大体步骤及仪器使用注意事项。预习 时要求写出预习报告。 预习报告的内容：①实验目的；②实验原理 （包括公式及各量的物理意义、原理图、线路 图或光路图等）。
自组电桥测电流表内阻（303房间）学号尾 数双数学生做
本学期实验项目和进度安排
选李良国老师的同学：
第1周周六 第3周周六 第7周周六 第8周周六
大学物理ppt课件完整版doc
熵是表示系统混乱程度的物理量。在 可逆过程中，系统的熵保持不变；在 不可逆过程中，系统的熵总是增加的 。
03
热力学第二定律的数 学表达式
对于可逆过程，dS = δQ/T；对于不 可逆过程，dS > δQ/T。其中S表示 系统的熵，δQ表示系统吸收的微小热 量，T表示系统的温度。
热力学在工程技术中的应用
光的色散
复色光分解为单色光的现象，牛顿的棱镜实 验。
D
量子光学基础
黑体辐射和普朗克量子假设
黑体辐射的实验规律和普朗克的量子假设，解释 黑体辐射现象。
康普顿效应
康普顿散射实验和德布罗意波的概念，证实光子 具有动量。
ABCD
光电效应和爱因斯坦光子假设
光电效应的实验规律和爱因斯坦的光子假设，解 释光电效应现象。
光从一种介质斜射入另 一种介质时，传播方向 发生改变的现象。
透镜成像
透镜对光线的作用及成 像原理，包括凸透镜和 凹透镜。
波动光学
A
光的干涉
两列或几列光波在空间某些区域相遇时相互加 强或相互削弱的现象。
光的衍射
光在传播过程中遇到障碍物或小孔时，偏 离直线传播的现象。
B
C
光的偏振
光波是横波，其振动方向垂直于传播方向， 偏振现象说明光波是横波。
03
时空结构和宇宙演化
研究时空的基本性质、宇宙的起源、演化和结构，包括 相对论、宇宙学等。
物理学的研究方法
观察和实验
通过观察和实验手段获取物理现象的数据，验证物理理论和假设 。
数学建模和理论分析
运用数学工具建立物理模型，进行理论分析和推导，解释和预测物 理现象。
计算机模拟和数值计算
利用计算机进行物理过程的模拟和数值计算，辅助理论分析和实验 设计。
03
热力学第二定律的数 学表达式
对于可逆过程，dS = δQ/T；对于不 可逆过程，dS > δQ/T。其中S表示 系统的熵，δQ表示系统吸收的微小热 量，T表示系统的温度。
热力学在工程技术中的应用
光的色散
复色光分解为单色光的现象，牛顿的棱镜实 验。
D
量子光学基础
黑体辐射和普朗克量子假设
黑体辐射的实验规律和普朗克的量子假设，解释 黑体辐射现象。
康普顿效应
康普顿散射实验和德布罗意波的概念，证实光子 具有动量。
ABCD
光电效应和爱因斯坦光子假设
光电效应的实验规律和爱因斯坦的光子假设，解 释光电效应现象。
光从一种介质斜射入另 一种介质时，传播方向 发生改变的现象。
透镜成像
透镜对光线的作用及成 像原理，包括凸透镜和 凹透镜。
波动光学
A
光的干涉
两列或几列光波在空间某些区域相遇时相互加 强或相互削弱的现象。
光的衍射
光在传播过程中遇到障碍物或小孔时，偏 离直线传播的现象。
B
C
光的偏振
光波是横波，其振动方向垂直于传播方向， 偏振现象说明光波是横波。
03
时空结构和宇宙演化
研究时空的基本性质、宇宙的起源、演化和结构，包括 相对论、宇宙学等。
物理学的研究方法
观察和实验
通过观察和实验手段获取物理现象的数据，验证物理理论和假设 。
数学建模和理论分析
运用数学工具建立物理模型，进行理论分析和推导，解释和预测物 理现象。
计算机模拟和数值计算
利用计算机进行物理过程的模拟和数值计算，辅助理论分析和实验 设计。
大学物理ppt课件
静电场中的电势
在静电场中，电势是一个相对量，它的大小与参考点的选择有关。在同一个静电场中，不 同位置的电势不同，但任意两点间的电势差是一定的。
磁场与电流
01 02 03
磁场
磁场是由磁体或电流所产生的物理场，可以用磁感应强度 和磁场强度来描述。磁感应强度是矢量，其方向与小磁针 静止时北极所指的方向相同，其大小可以用磁通密度来衡 量。磁场强度也是一个矢量，其方向与磁感应强度的方向 垂直。
几何光学的历史
几何光学的发展可以追溯到古代，当 时人们已经开始利用光的直线传播和 反射性质。
光速与相对论
光速的定义
光速是光在真空中传播的速度，约为每秒299,792,458米。
光速的测量
光速的测量可以追溯到17世纪，当时科学家们开始尝试测量光速 。
光速与相对论的关系
相对论是由爱因斯坦提出的，它解释了光速在不同介质中的变化以 及光速对时间的影响。
大学物理ppt课件
目录
CONTENTS
• 力学部分 • 电磁学部分 • 光学部分 • 量子物理部分 • 实验物理部分
01
力学部分
牛顿运动定律
牛顿第一定律
物体总保持匀速直线运动或静止状态，除非作用在它 上面的力迫使它改变这种状态。
牛顿第二定律
物体的加速度与作用力成正比，与物体质量成反比。
牛顿第三定律
经典实验重现及解析
经典实验选择
选择一些经典的物理实验进行重现及解析， 例如牛顿第二定律、胡克定律等，需要了解 这些实验的背景和意义。
实验装置与操作
根据选择的经典实验，准备相应的实验装置和器材 ，掌握实验操作流程和数据采集方法。
结果分析与讨论
对实验结果进行分析和讨论，理解实验原理 和结论，并与理论进行比较和验证。
在静电场中，电势是一个相对量，它的大小与参考点的选择有关。在同一个静电场中，不 同位置的电势不同，但任意两点间的电势差是一定的。
磁场与电流
01 02 03
磁场
磁场是由磁体或电流所产生的物理场，可以用磁感应强度 和磁场强度来描述。磁感应强度是矢量，其方向与小磁针 静止时北极所指的方向相同，其大小可以用磁通密度来衡 量。磁场强度也是一个矢量，其方向与磁感应强度的方向 垂直。
几何光学的历史
几何光学的发展可以追溯到古代，当 时人们已经开始利用光的直线传播和 反射性质。
光速与相对论
光速的定义
光速是光在真空中传播的速度，约为每秒299,792,458米。
光速的测量
光速的测量可以追溯到17世纪，当时科学家们开始尝试测量光速 。
光速与相对论的关系
相对论是由爱因斯坦提出的，它解释了光速在不同介质中的变化以 及光速对时间的影响。
大学物理ppt课件
目录
CONTENTS
• 力学部分 • 电磁学部分 • 光学部分 • 量子物理部分 • 实验物理部分
01
力学部分
牛顿运动定律
牛顿第一定律
物体总保持匀速直线运动或静止状态，除非作用在它 上面的力迫使它改变这种状态。
牛顿第二定律
物体的加速度与作用力成正比，与物体质量成反比。
牛顿第三定律
经典实验重现及解析
经典实验选择
选择一些经典的物理实验进行重现及解析， 例如牛顿第二定律、胡克定律等，需要了解 这些实验的背景和意义。
实验装置与操作
根据选择的经典实验，准备相应的实验装置和器材 ，掌握实验操作流程和数据采集方法。
结果分析与讨论
对实验结果进行分析和讨论，理解实验原理 和结论，并与理论进行比较和验证。
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电磁感应和电磁波
电磁感应定律
阐述法拉第电磁感应定律和楞 次定律的内容，分析感应电动
势的产生条件和计算方计算方法，分析它们在电路 中的作用。
电磁波的产生和传播
阐述电磁波的产生原理和传播 特点，探讨电磁波在真空和介 质中的传播规律。
电磁波的发射和接收
介绍电磁波的发射和接收过程 ，分析天线的工作原理和性能
牛顿第二定律
物体的加速度与作用力成 正比，与物体质量成反比 ，即F=ma。
牛顿第三定律
作用力和反作用力大小相 等、方向相反，且作用在 同一直线上。
动量定理与动量守恒
动量定理
物体所受合外力的冲量等于物体动量 的变化，即Ft=mv2-mv1。
动量守恒
在不受外力或所受合外力为零的系统 中，系统总动量保持不变。
恒定电流和恒定磁场
电流与电源
欧姆定律
介绍电流的定义、方向和单位，电源的电 动势和内阻等概念。
阐述欧姆定律的表达式及其适用条件，分 析电阻的串联和并联问题。
磁场与磁感应强度
安培环路定律与磁场中的物质
定义磁场和磁感应强度的概念，探讨磁场 线的分布特点，以及磁感应强度的计算方 法。
介绍安培环路定律的表达式及其意义，分析 磁场对电流的作用力，以及磁场中的磁介质 问题。
03
电磁学
静电场
电荷与电场
介绍电荷的基本性质，电场的定义和性 质，以及电场线与等势面的概念。
电场强度与电势
定义电场强度和电势的概念，分析它 们的物理意义和计算方法，探讨电场
强度与电势的关系。
库仑定律
阐述库仑定律的表达式及其适用条件 ，通过实例分析点电荷之间的作用力 。
静电场中的导体和电介质
介绍导体在静电场中的平衡条件，电 介质的极化现象，以及静电场中的能 量问题。
大学物理 全册 知识要点ppt课件
y
r(t1)
s
p1
'
p2
r(t2)
s
r s （C）什么情况 ？
r s
z
O
x
不改变方向的直线运动; 当 时 t 0 r s.
（D）位移是矢量, 路程是标量.
v v 吗？ 讨论 v v ( t t ) v ( t ) v v ( t t ) v ( t )
第二定律
第三定律 F F 12 21 F F F 力的叠加原理 F 1 2 3
m a c 当 v 时，写作 F
dp F dt
p m v
第三章
一. 动量、冲量、动量定理
t2 F dt ——力对时间的累计 力的冲量 I t
在Ob上截取
有
a
v (t )
v
b
v (t t)
c
oc oa
v ac n v cb t
O v cb v v v a cc b n t
速度方向变化
速度大小变化
第二章
牛顿运动定律 第一定律 惯性和力的概念，惯性系的定义 .
弹簧振子
k
m
单摆
g
l
y vm
t
an
π t 2
A
v m A
0 a v x A cos( t )
x
a n A
2
π v A cos( t ) 2
2
a A cos( t )
四 简谐运动能量图 能量
B
第12章 狭义相对论基础 《大学物理(下册)》教学课件
12.1 狭义相对论产生的实验基础和基本原理
12.1.2 狭义相对论的基本原理
1905年，爱因斯坦另辟蹊径，摒弃了以太假说和绝
对参考系的观点，在前人的实验和理论基础上，提出了狭 义相对论基本原理，它包括以下两方面内容:
（1）相对性原理.物理定律在一切惯性参考系中都具
有相同的数学表达形式，也就是说，所有惯性系对于描述 物理现象都是等价的.因此，“以太假说”是不必要的.
动速度的实验，如图12-1所示.
12.1 狭义相对论产生的实验基础和基本原理
图12-1
12.1 狭义相对论产生的实验基础和基本原理
弹性波只能在弹性介质中传播.它的传播速率 取决于弹性介质的特性，而且相对于弹性介质的运 动是可以探测的.例如，声波的多普勒效应不仅取决 于声波与观察者之间的相对运动，而且与两者相对 于空气的绝对运动有关.在相对论创立之前，人们曾 经提出光波和其他电磁波的传播也需要凭借某种介 质，并把这种介质称之为以太,即所谓的以太假说.
12.1 狭义相对论产生的实验基础和基本原理
之后，许多科学家在不同的条件（包括不同季节、 不同地点），重复了迈克尔逊-莫雷实验，得出无法测出 地球相对于以太参考系的绝对速度的结论. 当时许多科学家曾提出了不同的假设来解释迈克尔 逊-莫雷的实验结果，但是很少有人怀疑伽利略变换的正 确性，因而他们都失败了，以致19世纪英国物理学家开 尔文（Lord Kelvin）把这一悬案喻为在物理学晴空边际 的“一朵乌云”.
大学物理
第4篇 近 代 物 理
第12章 狭义相对论基础
12.1
狭义相对论产生的实验基础和基本原理 洛伦兹坐标变换和速度变换 狭义相对论的时空观
12.2
12.3
12.4
大学物理基本内容ppt课件
其他坐标系有极坐标系、柱坐标系和球坐标系。
(2)位矢。描述质点空间位置的物 理量称为位置矢量，简称位矢。
jβ
kγOαi
r
P(x,y, z)
x
1)在直角坐标系中，位矢为r = xi + yj + zk， z 在书本中，矢
其中i，j和k是x，y和z轴的单位矢量，是常矢量。量用粗体表示。 位矢的大小为 r x2 y2 z2 手写则加箭头 rrxir+yrj+zkr
(1)在时间Δt = t2 - t1内质点发生的 位移为Δr = r2 - r1，则平均速度为
v r t
写成: vr rr
t
(2)瞬时速度为(简称速度) v limr dr
t0 t dt
1)在直角坐标系中瞬时速度为
d x d y d z vvxivyjvzkd tid tjd tk
速度的大小为 v |v|vx 2vy 2vz 2(d d x t)2(d d y t)2(d d z t)2 速度的方向由方向余弦决定
MATLAB可视化 大学物理学
电子教案 编者：湖南大学物电院 周群益
.
主要章节
第一章 质点运动学
第二章 牛顿运动定律守恒定律
第三章运动的守恒定律
第四章刚体的转动
.
主要章节
第五章 机械振动
第六章机械波 第七章波动光学 第八章气体分子运动论和热力学基础
.
主要章节
第九章 静电场
第十章 恒磁场 第十一章 导体、电介质和磁介质
eθ是角向单位矢量或横向单位矢量，也是变矢量。
Δr是位移的径向分量，rΔθ是角向分量。
r
rΔθ
Δr Δr (r,θ)
位移量为 |r| r2(r)2
大学物理课件 12章 第一讲
河南城建学院 张凤玲
12 – 1 电磁感应定律 一 动生电动势 动生电动势的非 动生电动势的非静电力场来源
物理学教程 第二版） （第二版）
洛伦兹力
+ + + + +
v v v + v + +P + + + Fm = (e) v × B B v ++ + + F+ + + + v v v e v 平衡时 Fm = Fe = eEk + + + -+ + + v v v v v + + + + + + Fm v Fm - Ek = = v× B + + + O+ + + e v v v v v p ε i = ∫ E k d l = ∫ (v × B ) d l
棒的运动方程为
2 2
方向沿 ox 轴反向
N
则
dv B l v m = dt dt R 2 2 v dv t B l ∫v 0 v = ∫0 mR d t
第十二章 电磁感应 电磁场和电磁波 2 l 2 (B
2 2
Rl v F
v B I
v v x
M
o
mR ) t
计算得棒的速率随时间变化的函数关系为 计算得棒的速率随时间变化的函数关系为
第十二章 电磁感应 电磁场和电磁波
产生 .
河南城建学院 张凤玲
dB v ε i = ∫ Ek dl == ∫ ds L S dt dt
dB dS = πr 2 ∫S dt 2 εi πr dB I = = R R dt dB = dt
12 – 1 电磁感应定律 一 动生电动势 动生电动势的非 动生电动势的非静电力场来源
物理学教程 第二版） （第二版）
洛伦兹力
+ + + + +
v v v + v + +P + + + Fm = (e) v × B B v ++ + + F+ + + + v v v e v 平衡时 Fm = Fe = eEk + + + -+ + + v v v v v + + + + + + Fm v Fm - Ek = = v× B + + + O+ + + e v v v v v p ε i = ∫ E k d l = ∫ (v × B ) d l
棒的运动方程为
2 2
方向沿 ox 轴反向
N
则
dv B l v m = dt dt R 2 2 v dv t B l ∫v 0 v = ∫0 mR d t
第十二章 电磁感应 电磁场和电磁波 2 l 2 (B
2 2
Rl v F
v B I
v v x
M
o
mR ) t
计算得棒的速率随时间变化的函数关系为 计算得棒的速率随时间变化的函数关系为
第十二章 电磁感应 电磁场和电磁波
产生 .
河南城建学院 张凤玲
dB v ε i = ∫ Ek dl == ∫ ds L S dt dt
dB dS = πr 2 ∫S dt 2 εi πr dB I = = R R dt dB = dt