邑大-物理下-復習(熱、波、光、近)省名師優(yōu)質(zhì)課賽課獲獎課件市賽課一等獎課件

熱力學1、氣體分子運動論1.1、理想氣體壓強：1.2、溫度微觀意義：1.3、能量均分定理：νmol理想氣體內(nèi)能：2、麥克斯韋分布率第1頁2.1、速率在v附近單位速率區(qū)間分子數(shù)占總分子數(shù)百分比。（或一個分子落在v附近單位速率區(qū)間幾率。）2.2、速率落在v---v+dv區(qū)間內(nèi)分子數(shù)占總分子數(shù)百分比。（或一個分子落在v---v+dv區(qū)間內(nèi)幾率）2.3、歸一化和平均值：f（v）vV（p）第2頁3.1、熱力學第一定律3.4、等值過程中Q、ΔE和A3.2、功3.3、熱量、內(nèi)能改變3、熱力學第一定律（體積功）絕熱過程：Q=0,ΔE=A=νCv,MΔT，第3頁

等體等溫等壓QEA00P（V2-V1）第4頁3.5、循環(huán)效率應用關(guān)鍵點：Q=ΔE+A依據(jù)題目情況，選定其中一個公式。PV=νRT，PV與T之間轉(zhuǎn)換。Q1---吸熱--->0;Q2---放熱---<0，公式上用絕對值。過程由PV值?。璓V值大：吸熱；反之，放熱。4）A---閉合曲線面積。（注意不要過早代入數(shù)字）第5頁振動1、簡諧振動描述

=1/T(Hz)第6頁2、簡諧運動與旋轉(zhuǎn)矢量

2.1、旋轉(zhuǎn)矢量投影到Y(jié),描述Y方向諧振投影到X軸,描述X方向諧振動注意影子xAY投影到任意軸？第7頁RotationalvectorandphasexA

對應量Awjwt+jx旋轉(zhuǎn)矢量長度角速度初角夾角投影簡諧振動振幅圓頻率位移初位相位相2.2、旋轉(zhuǎn)矢量與振動對應量

第8頁

2.3、同一直線上同頻率簡諧振動合成2.3.1、分振動:x1=A1cos(

t+

1)x2=A2cos(

t+

2)

2.3.2、合振動:

x=x1+x2x

=A

cos(

t+

)合振動是簡諧振動,其頻率仍為

x2x0x2M2ωA2φ2x1M1ωA1φ1PMxωAφφ2第9頁2.3.3、兩種特殊情況(1)若兩分振動同相

2

1=

2k

(k=0,1,2,…)(2)若兩分振動反相

2

1=

(2k+1)

(k=0,1,2,…)如A1=A2,則A=0則A=A1+A2,兩分振動相互加強則A=|A1-A2|,兩分振動相互減弱第10頁2、一維簡諧波波表示式（波函數(shù)）及其物理意義選:原點為參考點初相為零則時間落后法相位落后法周期性法波動普遍性1、惠更斯原理第11頁3、波迭加和干涉駐波3.1在幾列波相遇而相互交疊區(qū)域中，某點振動是各列波單獨傳輸時在該點引發(fā)振動合成。3.3駐波成因和特點(見相關(guān)課件）第12頁加強抵消若A1＝A2，加強時:A=2A1I=4I1抵消時:A=0I=0S1S2P1、光相干條件Φ1＝Φ2光干涉第13頁2楊氏雙縫干涉試驗干涉條件S2S1Ddqd=dsinqx=Dtgqsinq=tgq=dx/D（亮紋）xo（D>>d,很?。ò导y）r1r2加強抵消第14頁

3、光程

按相位改變相同把介質(zhì)中旅程折算到真空中去旅程。

d求如圖S1和S2光程差s1s2P光程改變量dx第15頁薄膜4、薄膜干涉（一）－等厚條紋eλ是空氣中波長，若膜中間是空氣，n＝14.1、薄膜4.1.1、光程差:垂直入射4.1.2、干涉條件：?亮紋k=1,2,….暗紋k=0,1,2..級次±，暗紋k=0第16頁4.2、劈4.2.1、光程差:（垂直入射）

λ是空氣中波長，若劈中間是空氣，n＝1Θ很小反射點e4.2.2、干涉條件：暗紋k=0第17頁4.2.3、條紋特點:有沒有半波損失條件？4.3牛頓環(huán)干涉條紋特點4.4麥克耳遜干涉儀工作原理第18頁光衍射1、單縫夫瑯禾費衍射1.1裝置（P-167）*S

ff

a

透鏡L

透鏡L·pAB縫平面觀察屏0δ(縫寬)S:單色光源

:衍射角第19頁1.2半波帶法相鄰兩半波帶發(fā)射對應光線在P點光程差為λ/2;兩個“半波帶”上發(fā)光在P處干涉相消形成暗紋。a半波帶半波帶λ/2——偶數(shù)個半波帶，暗紋——奇數(shù)個半波帶，明紋(中心)

——中央明紋(中心)12′θ第20頁

/a-(

/a)2(

/a)-2(

/a)sin

0.0470.0171I/I001.3相對光強曲線0.0470.017中央明紋:λΔxI0x1x2衍射屏透鏡觀察屏Δx0

f

1時，角寬度線寬度第一級明紋線寬度：半角寬度？1.4明紋寬度第21頁I3級0級1級-1級-3級缺2級缺-2級單縫衍射光強0干涉明紋缺級現(xiàn)象:衍射暗紋位置：時,，出現(xiàn)缺級。干涉明紋缺級級次干涉明紋位置：2、單縫衍射對雙縫干涉影響第22頁3光柵衍射3.1.多光束干涉oP焦距f縫平面G觀察屏透鏡L

dsin

d

k=0,1,2,3…光柵方程明紋(主極大)條件：sin

N2sin2N

/sin2

04-8-48(

/d)多光束干涉光強曲線第23頁3.3、光柵衍射#各主極大受到單縫衍射調(diào)制#為整數(shù)比時，會出現(xiàn)缺級I單sin

0I0單-2-112(

/a)IN2I0單sin

048-4-8(

/d)單縫衍射輪廓線光柵衍射光強曲線N=4d=4a單縫衍射中央明紋輪廓線中干涉主極大個數(shù)=第24頁2、光柵衍射圖象－光譜單縫衍射雙縫干涉雙縫衍射sinq缺級主極大第25頁2、光柵衍射圖象－光譜單縫衍射雙縫干涉雙縫衍射主極大osinq各主極大受單縫衍射調(diào)制第26頁一.光柵1.光柵—大量等寬等間距平行狹縫(或反射面)組成光學元件。d反射光柵d透射光柵a是透光（或反光）部分寬度d=a+b

光柵常數(shù)b

是不透光(或不反光)部分寬度3.光柵常數(shù)2.種類：ab第27頁3.4.光柵光譜光柵光譜有多級，且是正比光譜0級1級2級-2級-1級(白)3級-3級白光光柵光譜(N>>1)3.5光柵分辨本事3.5、X射線衍射——布拉格公式第28頁4.光學儀器分辨本事4.1、圓孔夫瑯禾費衍射圓孔孔徑為D

L衍射屏觀察屏中央亮斑(愛里斑)

1f相對光強曲線1.22(

/D)sin

1I/I00愛里斑

D

愛里斑變小4.2、透鏡分辯本事第29頁瑞利判據(jù):對于兩個等光強非相干物點,假如其一個象斑中心恰好落在另一象斑邊緣(第一暗紋處),則此兩物點被認為是剛才能夠分辨。ID**S1S20

δθ：兩相斑中心角距離θ1：一個相斑半角寬度2θ1：一個相斑角寬度

1最小分辨角分辨本事第30頁2.2檢偏用偏振器件分析、檢驗光偏振態(tài)I?P待檢光線偏振光IP偏振化方向(透振方向)2、偏振片起偏和檢偏···非偏振光I0光偏振2.1起偏

1、自然光和偏振光定義自然光光矢量分布各向均勻各方向光振動振幅相同（在垂直于光傳輸方向平面內(nèi)）第31頁3、反射和折射時光偏振i=i0時，反射光只有S分量i0

—布儒斯特角或

起偏角i0

+r0=90O由

有—布儒斯特定律·······n1n2iir·自然光反射和折射后產(chǎn)生部分偏振光·····n1n2i0i0r0線偏振光··S起偏振角···第32頁4、馬呂斯定律

I0IPPE0

E=E0cos

馬呂斯定律（1809）——消光I0:線偏振光第33頁2、微觀粒子波粒二象性2.1光粒子性---光電效應、康普頓效應基本關(guān)系式粒子性：能量

，動量P，質(zhì)量m波動性：波長

，頻率

波粒二象性：2.2實物粒子含有波動性德布羅意波或物質(zhì)波1、普朗克能量量子化假設量子物理第34頁*關(guān)于德布羅意波長德λ計算：1)、什么時候需要考慮相對論效應？E>>E0＝m0c2;v/c不是很小。2)、與波長計算相關(guān)能量是動能。粒子不運動，就沒有動量，也沒有動能。3)、考慮相對論效應：4)、非相對論條件下:第35頁3、微觀粒子波函數(shù)統(tǒng)計解釋和必須滿足條件

量子力學用波函數(shù)來描寫微觀粒子運動狀態(tài)，而描寫微觀粒子波是幾率波。3.1物理意義：3.2必須滿足條件：連續(xù)、單值、有限表示幾率密度，即表示t時刻粒子出現(xiàn)在（x，y，z）附近單位體積元內(nèi)幾率。表示 t時刻在（x1，x2）范圍內(nèi)找到粒子幾率。x第36頁4、不確定性關(guān)系5、一維無限深勢阱第37頁6、原子電子殼層結(jié)構(gòu)原子中電子狀態(tài)由四個量子數(shù)確定(1)主量子數(shù)

n=1,2,3,…大致上決定電子在原子中能量(2)角量子數(shù)

l=0,1,2,…,(n-1)決定電子繞核運動角動量決定電子繞核運動角動量空間取向(3)磁量子數(shù)(4)自旋磁量子數(shù)

決定電子自旋角動量空間取向第38頁氫原子n=3能級量子態(tài)（n,l,ml,ms)0Z，B電子軌道角動量空間量子化n=3ml=0ml=0ml=-1ml=1ml=0ml=-2ml=-1ml=1ml=2軌道磁矩空間量子化正常塞曼效應分裂條數(shù)：奇數(shù)反正常塞曼效應第39頁

7.1Pauli不相容原理

在同一系統(tǒng)內(nèi)不能有兩個以上電子處于相同態(tài)：（n,l,ml,ms)

主殼層中n相同電子最多有ms,2個ml,（2l+1)個s支殼層，l=0,2(2l+1)=2p支殼層，l=1,2(2l+1)=6d支殼層，l=2,2(2l+1)=107.2能量最小原理7、原子殼層結(jié)構(gòu)第40頁例1、設有1摩爾單原子理想氣體經(jīng)歷如圖所表示循環(huán)過程，其中ab是等容線，bc為等溫線，ca為等壓線，求循環(huán)效率。VPacbV02V0P02P0第41頁例2、設有1摩爾氧氣(看成理想氣體)用作熱機工作物質(zhì)。熱機循環(huán)過程如圖所表示，其中ab,cd為等溫線，da,bc為等容線，ab溫度為T1，cd溫度為T2。ad體積為V0，bc體積為2V0，求循環(huán)效率。abcPdVV02V0第42頁xlyAuo例3、(10分)如圖，（1）用旋轉(zhuǎn)矢量法，畫出

t=0時，原點振動初位相；（2）寫出原點振動方程；（3）寫出波動方程。(已知u,l)

yf=p/2第43頁OXYuA/2一平面簡諧波沿X方向傳輸，其振幅和圓頻率分別為A和w，波速為u，設t=0時波形曲線如圖，用相量圖法求出原點初位相；寫出此波波函數(shù)；求距O點l/4處振動方程。yf=p/3第44頁例4、在楊氏雙縫試驗中，波長為500nm綠光投射到間距為0.5mm雙縫上，在距2m屏上形成干涉條紋。設P點到屏中央O距離為4mm，求P是第幾級明紋？OxP第2級第45頁例5、垂直入射綠光（l=600nm）在一薄膜上（n=1.55）形成干涉極大，求此薄膜最小厚度。最小k=1第46頁例6、單縫夫瑯和費衍射中,縫寬a=2×10-2mm,透鏡焦距f=300mm，今有l(wèi)=5×10-4mm光垂直入射，求該衍射光中間亮角寬度和線寬度；第一級亮角寬度和線寬度。oqIsinq≈q(1)中央亮(2)第47頁例7、用光柵常數(shù)為2×10-6m,縫寬為1×10-6m光柵，波長為0.6×10-6m平行光觀察衍射，問：（1）主極大角寬度為多少？（2）衍射中央明紋內(nèi)有幾條條紋？(1)d=2×10-6,a=1×10-6,osinq(2)第48頁例8、天文望遠鏡孔徑為300m,它工作最短波長為4cm，對于這么波長，該天文望遠鏡最小分辨角是多少？分辨率又是多少？第49頁例9、一束自然光垂直經(jīng)過兩片平行放置且其偏振化方向成600角偏振片，求其透射光光強與入射光光強之比。I1I2I0第50頁ii0非布角:優(yōu)先布角:(反)垂直(折)優(yōu)先第51頁1、為使電子含有2A德布羅意波長，需要多大加速電壓？38V2、求一個約束在長度為L線段上，質(zhì)量為m粒子速度不確定量，并在非相對論近似下預計它最少含有多少動能。