大學物理總復習

一.平衡態(tài)定義：在不受外界影響的條件下,對一個孤立系統(tǒng),經過足夠長的時間后系統(tǒng)達到一個宏觀性質不隨時間變化的狀態(tài).第十一章氣體動理論二.準靜態(tài)過程:每一微小過程均是平衡過程三.理想氣體狀態(tài)方程:

分子數密度

玻耳茲曼常數P-V

圖通常還畫P-T、P-VT-V、T–E圖PVPV圖上一個點代表一個平衡態(tài)一條線代表一個準靜態(tài)過程四.理想氣體的微觀模型1.質點3.除碰撞外，分子間無相互作用:f=02.完全彈性碰撞此外，重力可忽略!五.兩條統(tǒng)計假設1.分子在各處分布的等概率假設無外場時，分子在各處出現的概率相同。結果：即平衡態(tài)時，分子數密度處處相同。或者說,處于平衡態(tài)，容器中任一處氣體分子的數密度不比其它處占優(yōu)。2.分子速度分布的等概率假設

速度取向各方向等概率,即氣體分子沿任一方向的運動不比其它方向占優(yōu).結果：六.氣體分子運動論的壓強公式

壓強：大量分子碰撞單位面積器壁時，在垂直器壁方向上的平均作用力.系統(tǒng)：理想氣體平衡態(tài)忽略重力.分子的平均平動動能與分子種類無關七.溫度的統(tǒng)計意義

1.溫度是大量分子的集體行為。是統(tǒng)計的結果

(N--數目少無意義)2.物理意義溫度是分子熱運動劇烈程度的量度。單原子分子雙原子分子多原子分子理想氣體分子為剛性分子八.氣體分子自由度九.能量按自由度均分原理表述:在溫度為T的平衡態(tài)下,物質(汽液固)分子每個自由度具有相同的平均動能由能均分原理可得：平衡態(tài)下

每個分子的平均動能

每個分子的總平均能量理想氣體為剛性分子的平均能量只包括平均動能

十.理想氣體的內能內能定義:系統(tǒng)內,所有分子平均動能和分子間作用的平均勢能之總合。對于理想氣體分子間作用力所以分子間作用勢能之和為零內能為

常溫下ν

mol理想氣體的內能單位速率間隔內的分子數占總分子數的百分比間隔內的分子數占總分子數的百分比分子速率在附近分子速率在1）f(v)的意義十一.麥克斯韋速率分布函數f(v)

間隔內的分子數分子速率在歸一性質2）f(v)的性質o曲線下面積恒為13)

三種速率f(v)v十二.氣體分子的平均自由程和平均碰撞頻率理論公式表明，溫度一定時一.熱力學第一定律若加一些條件若為準靜態(tài)若為理想氣體若理氣準靜態(tài)適用一切過程一切系統(tǒng)初末態(tài)是平衡態(tài)第十二章過程特征過程方程吸收熱量對外做功內能增量等體等壓等溫二.理想氣體在各種過程中的重要公式過程特征過程方程吸收熱量對外做功內能增量絕熱有關公式單原子分子雙原子分子多原子分子(1).熱機循環(huán)目的：吸熱對外作功1)PV

圖正2)熱流圖高溫熱源低溫熱源3)指標-效率(2).制冷循環(huán)目的：通過外界作功從低溫熱源吸熱1)

PV

圖逆2)熱流圖高溫低溫3)制冷系數><三.循環(huán)過程四.卡諾循環(huán)只與兩個恒溫熱源交換能量的無摩擦的準靜態(tài)循環(huán)過程.PV圖過程由兩條絕熱線和兩條等溫線組成卡諾熱機效率卡諾制冷機制冷系數五.卡諾定理(1)在相同的熱源和相同的低溫熱源之間工作的一切可逆熱機,不論用什么工質,其效率均相等:(2)在相同的熱源和相同的低溫熱源之間工作的一切不可逆熱機,不論用什么工質,其效率不可能大于可逆熱機的效率.即六.熱力學第二定律的宏觀表述1.克勞修斯(Clisuis)表述：熱量不能自動地從低溫物體傳向高溫物體。2.開爾文（Kelvin)表述：其唯一效果是熱全部轉變成功的過程是不可能發(fā)生的(或第二類永動機是不可能造成的；或單熱源熱機是不可能造成的。)(制冷機)(熱機)一、簡諧振動1.特征方程2.位移3.速度4.加速度第十三章5.旋轉矢量6.振幅和初相的確定稱為初始條件7.簡諧振動的能量簡諧振動系統(tǒng)在振動過程中總機械能是守恒的.以彈簧振子為例:振子質量為,勁度系數為(1)動能:(2)勢能:(3)總能:二、振動的合成1.同頻、同方向振動合成矢量圖解法討論：t=0時旋轉矢量圖同相在一般情況下，

求解同頻率,同方向諧振動合成問題,利用t=0時刻的旋轉矢量圖求解較為方便。t=0時旋轉矢量圖反相2.兩頻率相近的同方向振動的疊加——拍同相情況反相情況3.同頻垂直振動一般情況軌道為橢圓.4.不同頻率垂直振動的合成——利薩如圖一、波動——振動的傳播1.波動形成的條件----波源與媒質(介質)2.描述波動性的幾個物理量頻率：波的頻率就是波源的振動頻率。周期T：振動相位增加2所需要的時間。圓頻率：單位時間內振動相位的增加。波長：一個周期內振動狀態(tài)傳播的距離。或者說，同一波線上相位差為的兩點間的距離。相速(波速)u：振動狀態(tài)傳播的速度。第十四章3.平面簡諧波

取負號朝+x方向傳播；取正號朝-x方向傳播。沿傳播方向看去，相位逐點落后。同一波線上相距的兩點相位差：

質元dm的總機械能為：二、波的能量一維簡諧波表達式為：波的能量密度:波的平均能量密度：

兩相干波在交疊區(qū)有些地方振動加強，有些地方振動減弱的現象稱為波的干涉。1.波的干涉

頻率相同、振動方向相同、有固定相位差的兩個波源發(fā)出的簡諧波稱之為相干波。(1).相干波(2).波的干涉(相干波的疊加)

兩列波相互獨立傳播,在兩波相遇處質元的位移為各列波單獨傳播時在該處引起的位移的矢量和.即為各列波在該處引起振動的合成.三、波的疊加原理3.干涉加強與減弱的條件:一般情況，Δ任意則是波從兩波源到P點的傳播路程之差，稱為波程差。在這種情況下，相長或相消干涉的條件為（1）在Δr=kλ（k=0,1,2···)處,相長干涉（k=0,1,2···)處,相消干涉（2）在（2）在駐波中，能量不斷由波節(jié)附近逐漸集中到波腹附近，再由波腹附近逐漸集中到波節(jié)附近，但始終只發(fā)生在相鄰的波節(jié)和波腹之間；在駐波中不斷進行著動能和勢能之間的相互轉換，以及在波節(jié)和波腹之間的不斷轉移，然而在駐波中卻沒有能量的定向傳遞。（1）在駐波中，各質點的振幅各不相同，振幅最大的點稱為波腹，振幅最小的點稱為波節(jié)。

4.駐波:駐波是由振幅相同，傳播方向相反的兩列相干波疊加而成，它是一種特殊的干涉現象。※

駐波的特點

（3）兩相鄰波節(jié)之間的各質元具有相同的相位，它們同時達到各自的最大值，又同時達到各自的最小值；而每一波節(jié)兩側各質元的振動相位相反。即:相鄰波節(jié)之間同相位，波節(jié)兩側反相位。全波反射：反射波的相位與入射波相同。半波反射：反射波的相位與入射波相反?！锕獾母缮娴谑逭乱?、光程和光程差1.光程:光在折射率為n的介質中走過的路程r與折射率n的乘積nr.2.光程差:兩束光的光程之差二、光的干涉

1.相干光和相干條件若兩列光波為同頻率、同振動方向、周相差恒定，則這兩列光波為相干光。這是出現干涉現象的必要條件稱之為相干條件。2.取得相干光的方法通常有：分波前法和分振幅法同初相位的相干光源三、楊氏干涉（分波前干涉）1.條紋中心4.相位差和光程差之間的關系λ為光在真空中的波長明紋暗紋3.干涉加強與減弱條件2.條紋的間隔四、薄膜干涉（分振幅干涉）☆出現奇數次半波損失出現偶數次半波損失1.等傾干涉明紋暗紋l2.等厚干涉明紋暗紋

條紋特點:

僅由等厚線決定，等厚條紋正是由此而得名。①劈尖干涉明紋暗紋相鄰兩條明紋之間的厚度差：相鄰兩條明紋之間的距離：對于空氣劈尖,注意：研究干涉的重點是光程差δ的分析。分析光程差δ時一定要注意半波損失是否存在。②牛頓環(huán)明環(huán)半徑暗環(huán)半徑明環(huán)半徑暗環(huán)半徑空氣牛頓環(huán),一、單縫夫瑯禾費衍射★光的衍射注意：中央明紋暗紋明紋中央明紋范圍：中央明紋的角寬與線寬

角寬指該亮紋兩側的相鄰兩個暗紋中心對透鏡光心所張的角度。中央明紋的角寬度:中央明紋的線寬度:

相鄰兩衍射條紋間距條紋在接收屏上的位置暗紋中心明紋中心★k級明紋寬度:介于k級和(k+1)暗紋之間.k級明紋的角寬度:k級明紋的線寬度:即其它各級明條紋的寬度為中央明條紋寬度的一半。二、圓孔的夫瑯禾費衍射艾里斑半角寬度:三、光柵衍射光柵方程：光學儀器的最小分辨角:光學儀器的分辨率(分辨本領)R:缺級：k級主極大缺級光柵常數:a為透光部分b為不透光部分主極大明紋最高級數起偏和檢偏線偏振光光的偏振自然光線偏振光線偏振光PA起偏振器BP檢偏振器透振方向透振方向入射自然光光強sI出射線偏振光光強I02sIsII0I0入射線偏振光光強I0I起偏振過程（起偏）出射線偏振光光強I??檢偏振過程（檢偏）馬呂斯定律0Icosθ2IAABBθOEEE矢量能通過BP