大學(xué)物理電磁學(xué)光學(xué)近代物理學(xué)復(fù)習(xí)資料

1、電磁學(xué)（穩(wěn)恒磁場(chǎng)、磁介質(zhì)、電磁感應(yīng)、電磁波）電磁學(xué)（穩(wěn)恒磁場(chǎng)、磁介質(zhì)、電磁感應(yīng)、電磁波） 光學(xué)（干涉、衍射、偏振）光學(xué)（干涉、衍射、偏振） 近代物理學(xué)（狹義相對(duì)論、光的本質(zhì)、量子力學(xué)基礎(chǔ)）近代物理學(xué)（狹義相對(duì)論、光的本質(zhì)、量子力學(xué)基礎(chǔ)） 磁場(chǎng)磁場(chǎng) 運(yùn)動(dòng)電荷運(yùn)動(dòng)電荷2 d 4 d r rlI B o 畢奧薩伐爾定律畢奧薩伐爾定律 電流電流 長(zhǎng)直載流導(dǎo)線的磁場(chǎng)長(zhǎng)直載流導(dǎo)線的磁場(chǎng) L o L r rlI BB 2 4 d d )cos(cos 4 21 a I B o 無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線時(shí)無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線時(shí) a I B o 2 載流圓線圈軸線上的磁場(chǎng)載流圓線圈軸線上的磁場(chǎng) 2/322 2 )(2xR IR B

2、 o 圓心處圓心處 2 oI B R 無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線時(shí)無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線時(shí) a I B o 2 載流直螺線管內(nèi)部的磁場(chǎng)載流直螺線管內(nèi)部的磁場(chǎng) 0 BnI 載流螺繞環(huán)內(nèi)部的磁場(chǎng)載流螺繞環(huán)內(nèi)部的磁場(chǎng) 0 BnI i io L Il dB 安培環(huán)路定理安培環(huán)路定理 nhiBh o NirB o 2 電荷電荷q在磁場(chǎng)中受到與速度有關(guān)的力在磁場(chǎng)中受到與速度有關(guān)的力 BvqF m 洛侖茲力洛侖茲力 dFidLB 安培力安培力 同向電流相互吸引同向電流相互吸引 22 0 2 4 I L F d 異向電流相互排斥異向電流相互排斥 I I B 合力為零合力為零 2a 2b B 力矩力矩 MiSB B 霍耳效應(yīng)霍耳效應(yīng)

3、i FB + + + + + + + - - - - - - - FE BvqEq vBE EDVH 霍耳電壓霍耳電壓 BvqF m 金屬導(dǎo)體金屬導(dǎo)體 m Fev B i FB + + + + + + + - - - - - - - -e 判別載流子種類(lèi)判別載流子種類(lèi) vBD D BBB 0 00 ,BBBB 同同方方向向與與 順磁質(zhì) 00 , BBBB 與反方向 抗磁質(zhì) 000 , BBBBBB 與同方向且 鐵磁質(zhì) 磁場(chǎng)中的磁介質(zhì)也要磁化磁場(chǎng)中的磁介質(zhì)也要磁化 磁疇磁疇理論理論磁滯回線磁滯回線 00 BH rr 1 r 1 r 1 r 磁場(chǎng)強(qiáng)度磁場(chǎng)強(qiáng)度 磁通量磁通量的定義及計(jì)算的定義及計(jì)算

4、cos B dB dSBdS d B S BS x y z B a b c d B S BS Bds ac BS d B S BS cos Bds cosBS ac BS 0 SdB 法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律 B d dt 動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì) 產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的非靜電力是洛倫磁力產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的非靜電力是洛倫磁力 d iK L El L l dBv )( L l dE 感生渦旋電場(chǎng)感生渦旋電場(chǎng) 自感自感 t I L LI L d d 動(dòng)態(tài)定義動(dòng)態(tài)定義 靜態(tài)定義靜態(tài)定義 計(jì)算自感步驟計(jì)算自感步驟 1.1.假設(shè)線圈通有電流假設(shè)線圈通有電流I I； 2.2.求出磁場(chǎng)分布；求出磁場(chǎng)分布；

5、3.3.計(jì)算相應(yīng)的磁通量；計(jì)算相應(yīng)的磁通量； 4.4.求出求出L L。 互感互感2121 112122 12 2112 , dd , dd M IM I II MM tt 靜態(tài)定義： 動(dòng)態(tài)定義： 計(jì)算互感步驟計(jì)算互感步驟 1 1 先在容易求出磁場(chǎng)分布的線圈中，假設(shè)通有電流先在容易求出磁場(chǎng)分布的線圈中，假設(shè)通有電流I I； 2.2.求出相應(yīng)的磁場(chǎng)分布；求出相應(yīng)的磁場(chǎng)分布； 3.3.在另一個(gè)容易計(jì)算磁通量的回路中求互感磁通量；在另一個(gè)容易計(jì)算磁通量的回路中求互感磁通量； 4.4.用上述公式求出用上述公式求出M M。 磁能密度磁能密度 電感的能量電感的能量 2 2 1 LiU 2 0 2 1 BuB

6、 t q i d d 位移電流位移電流 d L ilB 0 d 0 d d E d dq i dtt 0 q E A 0 E q ilB L 0 d S E Sd t E dt d 0000 SS Sd t D l dH ED 0 0 B H 有關(guān)電場(chǎng)和磁場(chǎng)的規(guī)律有關(guān)電場(chǎng)和磁場(chǎng)的規(guī)律總結(jié)總結(jié)如下：如下： 渦旋電場(chǎng)渦旋電場(chǎng) d dt L S l dE q SdE 0 0 il dB SdB L S 0 0 S Sd t B L i l dE 0 S i sdE s dt d E 00 S Sd t E 真空中真空中 0 , 0 d iq 電磁波的產(chǎn)生電磁波的產(chǎn)生 麥克斯威方程組麥克斯威方程組 0

7、 S qSdD S d Sd t E il dH 0 00 S Sd t E 電磁波電磁波譜譜 可見(jiàn)光可見(jiàn)光 波動(dòng)光學(xué)中最基本的現(xiàn)象：光的干涉、光的衍射和光的偏波動(dòng)光學(xué)中最基本的現(xiàn)象：光的干涉、光的衍射和光的偏 振現(xiàn)象。振現(xiàn)象。 光的干涉光的干涉 2.2.計(jì)算光程差計(jì)算光程差d d n1r r1-n2r2 3. 3.計(jì)算干涉強(qiáng)度計(jì)算干涉強(qiáng)度 1.1.首先找到兩條干涉的光線首先找到兩條干涉的光線, ,分別計(jì)算它們到達(dá)疊加點(diǎn)的分別計(jì)算它們到達(dá)疊加點(diǎn)的 光程光程nr D D nD (1)nDDnDd 雙縫雙縫 sin (21) 2 k d k d 明紋 暗紋 0,1,2. (21) 0,1,2. 2

8、 D kk d x D kk d 明紋 暗紋 D x d 條紋間距條紋間距： 光的干涉光的干涉 2.2.計(jì)算光程差計(jì)算光程差d d n1r r1-n2r2 3. 3.計(jì)算干涉強(qiáng)度計(jì)算干涉強(qiáng)度 1.1.首先找到兩條干涉的光線首先找到兩條干涉的光線, ,分別計(jì)算它們到達(dá)疊加點(diǎn)的分別計(jì)算它們到達(dá)疊加點(diǎn)的 光程光程nr 薄膜薄膜 ne 2 2 ne d n1 n2 12 nnn 2ned 12 nnn n1 n2 2( ) 2 ne d k 1 () 2 k 增反膜增反膜 增透膜增透膜 暗 明 ) 2 1 ( m m = = 光的干涉光的干涉 2.2.計(jì)算光程差計(jì)算光程差d d n1r r1-n2r2

9、 3. 3.計(jì)算干涉強(qiáng)度計(jì)算干涉強(qiáng)度 1.1.首先找到兩條干涉的光線首先找到兩條干涉的光線, ,分別計(jì)算它們到達(dá)疊加點(diǎn)的分別計(jì)算它們到達(dá)疊加點(diǎn)的 光程光程nr 2 2 ne d 2 2n e 尖劈尖劈 n1 n2 牛頓環(huán)牛頓環(huán) 2 e 暗 明 ) 2 1 ( m m = 兩條相鄰條紋的厚度差兩條相鄰條紋的厚度差 衍射衍射一束光線一束光線-多束光線多束光線 sin ad 最大光程差最大光程差分幾個(gè)半波帶分幾個(gè)半波帶 明紋中心明紋中心 暗紋中心暗紋中心 中央明紋中央明紋所有光線都加強(qiáng)所有光線都加強(qiáng) .3 , 2 , 1 2 )12( .3 , 2 , 1 2 2 0 sin kk kkka d d

10、 第一暗紋分第一暗紋分2個(gè)半波帶個(gè)半波帶 第二暗紋分第二暗紋分4個(gè)半波帶個(gè)半波帶 線偏振光線偏振光 部分偏振光部分偏振光 非偏振光非偏振光 ( (自然光自然光) ) 偏振偏振 馬呂斯定律馬呂斯定律 2 cos 入入出出 II 90 rp 反射光全垂直振動(dòng)，折射光中平行振反射光全垂直振動(dòng)，折射光中平行振 動(dòng)多于垂直振動(dòng)。動(dòng)多于垂直振動(dòng)。 布儒斯特定律布儒斯特定律 線偏振光線偏振光 部分偏振光部分偏振光 非偏振光非偏振光 ( (自然光自然光) ) 布儒斯特角布儒斯特角 偏振偏振 狹義相對(duì)論總結(jié)狹義相對(duì)論總結(jié) 洛侖茲變換：洛侖茲變換： 2 2 2 2 2 2 () 1 () 1 xut xxut u

11、 c yy zz ux t ux c tt c u c 愛(ài)因斯坦的兩個(gè)基本假設(shè)：愛(ài)因斯坦的兩個(gè)基本假設(shè)： 在所有慣性系測(cè)量真空中的光速都是相等的在所有慣性系測(cè)量真空中的光速都是相等的 所有物理規(guī)律對(duì)所有慣性系都是等價(jià)的；所有物理規(guī)律對(duì)所有慣性系都是等價(jià)的； 狹義相對(duì)論時(shí)空觀狹義相對(duì)論時(shí)空觀 1 1、同時(shí)的相對(duì)性、同時(shí)的相對(duì)性 2 2、時(shí)間延緩、時(shí)間延緩 3 3、長(zhǎng)度縮短、長(zhǎng)度縮短 22 1 /c-u t t x/c-ux 22 1 2 1 c uv uv v x x x 2 22 1 1 c uv /c-uv v x y y 2 22 1 1 c uv /c-uv v x z z 22 2 1

12、 / /c-u cux t 光速不變?cè)砉馑俨蛔冊(cè)?等價(jià)性原理等價(jià)性原理 狹義相對(duì)論總結(jié)狹義相對(duì)論總結(jié) 0 2 2 1 m m v c 動(dòng)量的形式仍然為動(dòng)量的形式仍然為 vmp 0 2 2 1 m v v c 2 2 0 0 22 1/ k m c Em c vc _ 2 0 Em c 2 22222 0 0 22 ()() 1/ m c p cm c vc 光的波粒二象性光的波粒二象性 光是電磁波：光的光是電磁波：光的干涉干涉、光的、光的衍射衍射和光的和光的偏振偏振現(xiàn)象。現(xiàn)象。 黑體輻射黑體輻射光是粒子（光子）光是粒子（光子）光電效應(yīng)光電效應(yīng) Compton效應(yīng)效應(yīng) 光的波粒二象性光的波粒二象性 m bT 4 ( )I TT Wmvh m 2 2 1 e Wh V 遏止電勢(shì)差 Wh 0 截止頻率截止頻率 W chc 0 0 紅限波長(zhǎng)紅限波長(zhǎng) 0 0 (1 cos ) h m c 2 0 2 sin 2 h m c 光的波粒二象性光的波粒二象性 h mcp c h m h 2 動(dòng)量動(dòng)量 質(zhì)量質(zhì)量 能量能量 光是粒子光是粒子 光的干涉、光的衍射和光的偏振現(xiàn)象。光的干涉、光的