大学物理各章重点与知识点课件.ppt

大学物理 第九章 振 动 *重点与知识点*理学院物理系 王 强07 八月 2022第九章 振 动第九章第九章 振振 动动*重点与知识点重点与知识点*第1页，共94页大学物理 第九章 振 动 *重点与知识点*理学院物理系 王 强07 八月 2022第九章 振 动（一）（一）、简谐运动简谐运动x 是描述位置的物理量,如 y,z 或 等A:振幅:角频率:初相位简谐振动的三个特征量物理量随时间的变化规律可以用正弦或余弦函数描述一维运动的质点(机械振动):简谐运动方程(振动表达式)一一、简谐运动简谐运动 运动学运动学和和动力学动力学特征特征第2页，共94页大学物理 第九章 振 动 *重点与知识点*理学院物理系 王 强07 八月 2022第九章 振 动1、描述简谐运动的物理量 1）振幅）振幅 A:物体物体离开平衡位置的离开平衡位置的最大位移最大位移的的绝对值绝对值2）周期周期 、频率、频率、圆、圆(角角)频率频率 周期周期T：物体完成一次全振动所需时间：物体完成一次全振动所需时间频率：单位时间内振动的次数圆圆(角角)频率频率：2时间时间内振动的次数内振动的次数（二）、简谐运动的运动学特征一一、简谐运动简谐运动 运动学运动学和和动力学动力学特征特征第3页，共94页。

大学物理 第九章 振 动 *重点与知识点*理学院物理系 王 强07 八月 2022第九章 振 动1、描述简谐运动的物理量（二）、简谐运动的运动学特征3）相位(t+)和初相位 相位确定谐振动物体的运动状态(t+)称为 t 时刻振动的相位 为 t=0时刻的相位,称为初相位相位的意义:一般情况:一一、简谐运动简谐运动 运动学运动学和和动力学动力学特征特征第4页，共94页大学物理 第九章 振 动 *重点与知识点*理学院物理系 王 强07 八月 2022第九章 振 动（二）、简谐运动的运动学特征2、简谐运动物体的速度和加速度一一、简谐运动简谐运动 运动学运动学和和动力学动力学特征特征第5页，共94页大学物理 第九章 振 动 *重点与知识点*理学院物理系 王 强07 八月 2022第九章 振 动（二）、简谐运动的运动学特征一一、简谐运动简谐运动 运动学运动学和和动力学动力学特征特征3、振幅A和初相位的确定初始条件为 t=0 时：第6页，共94页大学物理 第九章 振 动 *重点与知识点*理学院物理系 王 强07 八月 2022第九章 振 动一一、简谐运动简谐运动 运动学运动学和和动力学动力学特征特征（二）、简谐运动的运动学特征4、旋转矢量（参考圆法）半径 A初始角位置 角速度 任意时刻角位置(t+)振幅 A初位相 圆频率 任意时刻位相(t+)旋转矢量 作匀速率圆周运动，其矢量的末端在x轴上的投影的运动方程为:0 xy第7页，共94页。

大学物理 第九章 振 动 *重点与知识点*理学院物理系 王 强07 八月 2022第九章 振 动1、受力特点：线性回复力(准弹性力)作用2、动力学方程3、加速度与位移成正比而方向相反（三）、简谐运动的动力学特征一一、简谐运动简谐运动 运动学运动学和和动力学动力学特征特征第8页，共94页大学物理 第九章 振 动 *重点与知识点*理学院物理系 王 强07 八月 2022第九章 振 动（三）、简谐运动的动力学特征4、固有(圆)频率弹簧振子:单 摆:复 摆:固有频率决定于系统本身性质一一、简谐运动简谐运动 运动学运动学和和动力学动力学特征特征第9页，共94页大学物理 第九章 振 动 *重点与知识点*理学院物理系 王 强07 八月 2022第九章 振 动二、二、简谐运动的简谐运动的能量能量1、动能线性回复力是保守力，简谐运动系统机械能守恒2、势能3、机械能第10页，共94页大学物理 第九章 振 动 *重点与知识点*理学院物理系 王 强07 八月 2022第九章 振 动三、三、简谐运动的简谐运动的合成合成两个同方向同频率简谐运动的合成分振动:合振动:第11页，共94页大学物理 第九章 振 动 *重点与知识点*理学院物理系 王 强07 八月 2022第九章 振 动三、三、简谐运动的简谐运动的合成合成合振动减弱2、若两分振动若两分振动 反相反相 =2 1=(2k+1)，(k=0,1,2,)合振动加强1、若两分振动若两分振动 同相同相 =2 1=2k，(k=0,1,2,)第12页，共94页。

大学物理 第十章 波 动 *重点与知识点*第十章 波 动理学院物理系 王 强07 八月 2022第十章第十章 波波 动动*重点与知识点重点与知识点*第13页，共94页大学物理 第十章 波 动 *重点与知识点*第十章 波 动理学院物理系 王 强07 八月 2022一一、平面简谐波的波函数平面简谐波的波函数O点的振动方程：OxP“”：沿：沿 x 轴正方向轴正方向传播；传播；“”：沿：沿 x 轴负方向轴负方向传传播；播；：波源波源（或（或坐标原点坐标原点处质点）振动的初相处质点）振动的初相第14页，共94页大学物理 第十章 波 动 *重点与知识点*第十章 波 动理学院物理系 王 强07 八月 2022二、二、波的能量波的能量1、平均能量密度:能量密度在一个周期内的平均值2、能流密度(波的强度):通过垂直于波传播方向的单位面积的平均能流第15页，共94页大学物理 第十章 波 动 *重点与知识点*第十章 波 动理学院物理系 王 强07 八月 2022三、三、波的干涉波的干涉1)相干条件:满足相干条件的波称为相干波满足相干条件的波源称为相干波源 频率相同频率相同、振动方向振动方向相同相同、相位相同或相位差恒相位相同或相位差恒定定的两列波相遇时，使某些地方振动始终加强，而使的两列波相遇时，使某些地方振动始终加强，而使另一些地方振动始终减弱的现象另一些地方振动始终减弱的现象波的干涉现象波的干涉现象1)频率相同频率相同、2)振动方向振动方向相同相同、3)相位相同或相位差恒定相位相同或相位差恒定。

第16页，共94页大学物理 第十章 波 动 *重点与知识点*第十章 波 动理学院物理系 王 强07 八月 2022波源S1、S2振动方程：*2)干涉加强与干涉减弱的条件:点P 的两个分振动第17页，共94页大学物理 第十章 波 动 *重点与知识点*第十章 波 动理学院物理系 王 强07 八月 2022点P 的两个分振动*(1)干涉加强条件:振动始终振动始终加强加强振动始终振动始终减弱减弱(2)干涉减弱条件:第18页，共94页大学物理 第十章 波 动 *重点与知识点*第十章 波 动理学院物理系 王 强07 八月 2022(1)干涉加强条件:(2)干涉减弱条件:第19页，共94页大学物理 第十章 波 动 *重点与知识点*第十章 波 动理学院物理系 王 强07 八月 2022四、四、多普勒效应多普勒效应 v0sPuvS1、观察者观察者P向着向着波源波源S时，时，v0 前取前取“”观察者观察者P远离远离波源波源S时，时，v0 前取前取“”2、波源波源S向着向着观察者观察者P时，时，vS 前取前取“”波源波源S远离远离观察者观察者P时，时，vS 前取前取“”第20页，共94页大学物理 第十一章 光学*重点与知识点*理学院物理系 王 强2022/8/7第十一章第十一章 光学光学*重点与知识点重点与知识点*第21页，共94页。

大学物理 第十一章 光学*重点与知识点*理学院物理系 王 强2022/8/7一、光的干涉（一）、光程与光程差 光连续通过几种透明介质的光程:1、光程：光通过某一介质的光程等于光在相同时间里在真空中所传播的几何路程:第22页，共94页大学物理 第十一章 光学*重点与知识点*理学院物理系 王 强2022/8/7一、光的干涉（一）、光程与光程差 2、光程差 ：真空中的波长第23页，共94页大学物理 第十一章 光学*重点与知识点*理学院物理系 王 强2022/8/7一、光的干涉（一）、光程与光程差 3、光的光的干涉加强干涉加强与与减弱减弱的条件：的条件：1)干涉加强(明纹):2)干涉减弱(暗纹):第24页，共94页大学物理 第十一章 光学*重点与知识点*理学院物理系 王 强2022/8/7一、光的干涉（二）、杨氏双缝干涉光程差:第25页，共94页大学物理 第十一章 光学*重点与知识点*理学院物理系 王 强2022/8/7一、光的干涉（二）、杨氏双缝干涉p1)干涉加强(明纹):明条纹的位置:k 称为称为:条纹的条纹的级数级数第26页，共94页大学物理 第十一章 光学*重点与知识点*理学院物理系 王 强2022/8/7一、光的干涉（二）、杨氏双缝干涉p2)干涉减弱(暗纹):暗条纹的位置:第27页，共94页。

大学物理 第十一章 光学*重点与知识点*理学院物理系 王 强2022/8/7（三）、薄膜干涉 反射光的光程差1)干涉加强(明纹):2)干涉减弱(暗纹):PL321ADBC45第28页，共94页大学物理 第十一章 光学*重点与知识点*理学院物理系 王 强2022/8/7（三）、薄膜干涉 当光线垂直入射时:反射光的光程差一、光的干涉第29页，共94页大学物理 第十一章 光学*重点与知识点*理学院物理系 王 强2022/8/7二、光的衍射（一）、惠更斯-菲涅耳原理 波阵面(波前)上的每一点都可视为发射次波(子波)的波源，在其后的任一时刻，这些次波(子波)的包络面就是该时刻的波阵面（波前）从从同同一一波波前前上上的的各各点点发发出出的的各各个个次次波波(子子波波)是是相相干干波波，经经传传播播在在媒媒质质中中某某点点相相遇遇时时的的叠叠加加是是相相干叠加干叠加两类衍射:菲涅尔衍射 夫琅禾费衍射第30页，共94页大学物理 第十一章 光学*重点与知识点*理学院物理系 王 强2022/8/7二、光的衍射（二）、单缝的夫琅禾费衍射菲涅尔菲涅尔半半波带法波带法2 2 2 2、暗纹中心暗纹中心暗纹中心暗纹中心 （干涉减弱）（干涉减弱）1、中央明纹中心3 3 3 3、明纹中心明纹中心明纹中心明纹中心 （干涉加强）（干涉加强）（个半波带）第31页，共94页。

大学物理 第十一章 光学*重点与知识点*理学院物理系 王 强2022/8/7二、光的衍射（三）、光栅衍射许多等宽度、等距离的狭缝排列起来形成的光学元件.光栅常数不透光部分宽度缝宽相邻两缝间距为：第32页，共94页大学物理 第十一章 光学*重点与知识点*理学院物理系 王 强2022/8/7二、光的衍射（三）、光栅衍射 OP1、主极大条纹光栅方程第33页，共94页大学物理 第十一章 光学*重点与知识点*理学院物理系 王 强2022/8/7二、光的衍射（三）、光栅衍射2、缺级缺级:第34页，共94页大学物理 第十一章 光学*重点与知识点*理学院物理系 王 强2022/8/7三、光的偏振一、自然光、偏振光没有优势方向自然光的分解 1、自然光符号表示符号表示第35页，共94页大学物理 第十一章 光学*重点与知识点*理学院物理系 王 强2022/8/7三、光的偏振 2、线偏振光 又称完全偏振光、平面偏振光符号表示符号表示振动面振动面第36页，共94页大学物理 第十一章 光学*重点与知识点*理学院物理系 王 强2022/8/7三、光的偏振 3、部分偏振光 某一方向的光振动比 与之垂直方向上的光 振动占优势的光 为部分偏振光.符号表示符号表示偏振片第37页，共94页。

大学物理 第十一章 光学*重点与知识点*理学院物理系 王 强2022/8/7三、光的偏振（二）、马吕斯定律第38页，共94页大学物理 第十一章 光学*重点与知识点*理学院物理系 王 强2022/8/7三、光的偏振 入射面：入射光线和法线所成的平面.反射光 部分偏振光 垂直于入射面的振动大于平行于入射面的振动.折射光 部分偏振光 平行于入射面的振动大于垂直于入射面的振动.光反射与折射时的偏振光反射与折射时的偏振（三）、布儒斯特定律第39页，共94页大学物理 第十一章 光学*重点与知识点*理学院物理系 王 强2022/8/7三、光的偏振（三）、布儒斯特定律布儒。