大學物理(2)復(fù)習指導(dǎo)(1)

1、大學物理（2）復(fù)習指導(dǎo)根據(jù)教學大綱和教學內(nèi)容的基本要求，學生應(yīng)該按照三個層次進行復(fù)習：掌握、理解、了解。掌握：屬較高要求。對于要求掌握的內(nèi)容（包括定理、定律、原理等的內(nèi)容、物理意義及適用條件）都應(yīng)比較透徹明了，并能熟練地用以分析和計算工科大學物理課水平的有關(guān)問題。對于那些能由基本定律導(dǎo)出的定理要求會推導(dǎo)。理解：屬一般要求。對于要求理解的內(nèi)容（包括定理、定律、原理等的內(nèi)容、物理意義及適用條件）都應(yīng)明了，并能用以分析和計算工科大學物理課水平的有關(guān)問題。對于那些能由基本定律導(dǎo)出的定理不要求會推導(dǎo)。了解：屬較低要求。對于要求了解的內(nèi)容，應(yīng)該知道所涉及問題的現(xiàn)象和有關(guān)實驗，并能對它們進行定性解釋，還應(yīng)知

2、道與問題直接有關(guān)的物理量和公式等的物理意義。對于要求了解的內(nèi)容，在經(jīng)典物理部分一般不要求定量計算，在近代物理部分要求作代表公式性質(zhì)一類的計算。教學基本要求一、振動和波動基本要求1.掌握描述簡諧振動和簡諧波的各種物理量（特別是相位）及各量間的關(guān)系。2.理解旋轉(zhuǎn)矢量法。3.掌握簡諧振動的基本特征，能理解一維簡諧振動的微分方程，能根據(jù)給定的初始條件寫出一維簡諧振動的運動方程，并理解其物理意義。4.理解同方向、同頻率的兩個簡諧振動的合成規(guī)律。5.理解機械波產(chǎn)生的條件。掌握由已知質(zhì)點的簡諧振動方程得出平面簡諧波的波函數(shù)的方法及波函數(shù)的物理意義。理解波形圖線。了解波的能量傳播特征及能流、能流密度概念。6.

3、了解惠更斯原理和波的疊加原理。理解波的相干條件，能應(yīng)用相位差和波程差分析、確定相干波疊加后振動加強和減弱的條件。7.理解駐波及其形成條件。了解駐波和行波的區(qū)別。8.了解機械波的多普勒效應(yīng)及其產(chǎn)生原因。在波源或觀察者單獨相對介質(zhì)運動，且運動方向沿著二者連線方向的情況下，能用多普勒頻移公式進行計算。二、波動光學基本要求1.理解獲得相干光的方法。掌握光程的概念以及光程差和相位差的關(guān)系。能分析、確定楊氏雙縫干涉條紋及薄膜等厚干涉條紋的位置，了解麥克耳孫干涉儀的工作原理。2.了解惠更斯-菲涅耳原理。理解分析單縫夫瑯和費衍射分布規(guī)律的方法。會分析縫寬及波長對衍射條紋分布的影響。3.理解光柵衍射公式。會確定

4、光柵衍射譜線的位置。會分析光柵常數(shù)及波長對光柵衍射譜線分布的影響。4.理解自然光和線偏振光。理解布儒斯特定律及馬呂斯定律。了解雙折射現(xiàn)象。了解線偏振光的獲得方法和檢驗方法。三、狹義相對論及量子物理基礎(chǔ)基本要求（一）狹義相對論力學基礎(chǔ)1.了解愛因斯坦狹義相對論的兩個基本假設(shè)。2.了解洛倫茲坐標變換。了解狹義相對論中同時性的相對性以及長度收縮和時間膨脹概念。了解牛頓力學中的時空觀和狹義相對論中的時空觀以及二者的差異。3.理解狹義相對論中質(zhì)量和速度的關(guān)系、質(zhì)量和能量的關(guān)系。（二）量子物理基礎(chǔ)1.理解氫原子光譜的實驗規(guī)律及玻爾的氫原子理論。2.理解光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)的實驗規(guī)律以及愛因斯坦的光量子理論

5、對這兩個效應(yīng)的解釋，理解光的波粒二象性。3.理解德布羅意的物質(zhì)波假設(shè)及其正確性的實驗證實。了解實物粒子的波粒二象性。4.理解描述物質(zhì)波動性的物理量（波長、頻率）和粒子性的物理量（動量、能量）間的關(guān)系。5.了解波函數(shù)及其統(tǒng)計解釋。了解一維坐標不確定關(guān)系。了解一維定態(tài)薛定諤方程。主要教學內(nèi)容機械振動一、簡諧振動的運動方程 三個基本特征量：振幅A（取決于振動的能量）；角頻率（取決于振動系統(tǒng)本身的性質(zhì)）；初相位 （取決于初始時刻的選擇）二、簡諧振動的相位 相位決定了t 時刻簡諧振動的狀態(tài)。 三、簡諧振動的運動微分方程 振動方程四、由初始條件確定振幅和初相 五、彈簧諧振子的能量 動能：勢能:機械能：平均

6、能量：六、諧振動的旋轉(zhuǎn)矢量表示 旋轉(zhuǎn)矢量 的長度為A，以O(shè)為原點作角速度為的逆時針旋轉(zhuǎn)，其端點在 x 軸上的投影點的運動為簡諧振動。的長度表示諧振動的振幅 A。 的角速度表示諧振動的角頻率。 | t = 0 與 x 軸的夾角表示諧振動的初相位 。 七、簡諧振動的合成 （1）兩個同頻率同方向簡諧振動的合成： 合振動仍為簡諧振動，合振動的振幅取決于兩個分振動的振幅及其相位差，即振幅初相位（2）兩個不同頻率同方向簡諧振動的合成： 當兩個分振動的頻率都很大，而兩個頻率的差值很小時，產(chǎn)生拍的現(xiàn)象，拍頻為：（3）相互垂直的兩個簡諧振動的合成： 若兩個分振動的頻率相同，則合成運動的軌跡一般為橢圓；若兩個分振

7、動的頻率為簡單整數(shù)比，則合成的軌跡為李薩如圖形。機械波一、波的描述 （1）波速、波長、周期、頻率的關(guān)系： （2）簡諧波：如果所傳播的是諧振動，且波所到之處，媒質(zhì)中各質(zhì)點均作同頻率、同振幅的諧振動，這樣的波即為簡諧波。平面簡諧波：波面為平面的簡諧波。 （3）平面簡諧波的數(shù)學描述： 二、惠更斯原理 波面上的任一點都可看作新的次波源，它們發(fā)出的次波的包絡(luò)面就是以后某一時刻新的波面。三、波的干涉 兩列相干波相遇，在交疊區(qū)域內(nèi)會形成穩(wěn)定的、強弱相間的強度（或振幅）分布。在相差 處，干涉相消；在 處，干涉加強。四、波的能量 （1）平均能量密度： （2）波的強度：五、駐波 駐波是一種特殊的干涉，兩列同振幅的

8、相干波，在一條直線上相向傳播，它們在某些位置上干涉相消，和振幅為零，形成波節(jié)；某些位置上干涉加強，和振幅最大，形成波幅。六、多普勒效應(yīng) 其中，u為波速，v0、vS分別為觀察著、波源相對于介質(zhì)的運動速度，均為代數(shù)量，相向運動取正，遠離運動取負。波動光學一、光波的疊加 相干疊加： 兩相干光在空間一點P相遇，P點的光強為 其中，I1、I2分別為兩光單獨存時在P點的光強， 是兩光在P點的相位差。當 時，光強最大，為當 時，光強最小，為二、楊氏雙縫干涉實驗 該實驗是用分波面法獲得相干光的典型實驗，其干涉條紋是等間距的明暗相間的直條紋，相鄰條紋間的距離為其中，D為雙縫到屏間距，d是雙縫間距。三、等厚干涉1

9、. 薄膜干涉 利用分振幅法獲得相干光產(chǎn)生干涉。 兩束相干光的光程差為:光線垂直入射時，光程差為當 時，干涉加強； 當 時，干涉相消。 2. 劈尖干涉 明紋條件：暗紋條件：3. 牛頓環(huán)明紋半徑：暗紋半徑：四、惠更斯菲涅耳原理 波面上的各點都可以看作相干波的次波波源，它們發(fā)出的次波在空間各點相遇時，其強度分布是次波相干疊加的結(jié)果。五、夫瑯禾費單縫衍射 暗紋條件：明紋條件：中央明條紋的線寬度：暗紋中心位置：明紋中心位置：六、光學儀器的最小分辨角 其中，D是儀器的通光直徑。 七、衍射光柵 光柵方程:其中，a + b為光柵常數(shù)，為衍射角。缺級公式:其中，k是缺級主極大的級數(shù)，k´是單縫衍射的級

10、數(shù)，二者均為整數(shù)。八、馬呂斯定律九、布儒斯特定律狹義相對論一、經(jīng)典力學時空觀 長度和時間測量時絕對的，與參考系無關(guān)。伽利略坐標和速度變換 二、狹義相對論基本假設(shè) 愛因斯坦相對性原理: 在所有慣性系中，一切物理定律都相同，即具有相同的數(shù)學表達式。光速不變原理：真空中的光速 c=3.0×108ms-1。 在所有慣性系中，真空中光沿各個方向的速率都等于同一個恒量 c ，與光源和觀察著的運動狀態(tài)無關(guān)。三、洛倫茲坐標變換公式 四、時空的相對性 長度收縮：時間延緩：式中，l0為固有長度，0為固有時間。 五、相對論質(zhì)量、動量 質(zhì)量：動量：式中，m為物體運動質(zhì)量，m0為物體的靜止質(zhì)量，v為物體相對于參考系的運動速度。 六、相對論能量動能：動量能量關(guān)系：量子物理一、黑體輻射 斯忒藩¾玻耳茲曼定律： 式中=5.67×10-8Wm2K-4，稱為斯忒藩玻爾茲曼常數(shù)。維恩位移定律：式中b=2.897×10-3mK 。 二、普朗克量子假設(shè)和輻射公式能量子：其中，h = 6.626×10 34 js ,為普朗克常數(shù)。 三、光電效應(yīng)遏止電壓Ua和光電子的最大動能關(guān)系：光電效應(yīng)方程：紅限頻率：四、