普通物理学公式、复习提纲.doc

概念（定义和相关公式）1． 电场强度：=/q0 （对点电荷：）2． 电势：（对点电荷）；电势能：Wa=qUa(A= –ΔW)3． 电容：C=Q/U ；电容器储能：W=CU2/2；电场能量密度ωe=ε0E2/24． 磁感应强度：大小，B=Fmax/qv(T)；方向，小磁针指向（S→N）定律和定理1、库仑定律： （k=1/4πε0）2、高斯定理：（静电场是有源场）→无穷大平板：E=σ/2ε03、环路定理： （静电场无旋，因此是保守场） θ2 I r P o R θ1 I4、毕奥—沙伐尔定律： 直长载流导线： 无限长载流导线： 载流圆圈：，圆弧：1． 定义：=/q0 单位：N/C =V/ｍ B=Fmax/qv；方向，小磁针指向（S→N）；单位：特斯拉（T）=104高斯（G）①和：=q(+)洛仑兹公式 ②电势：电势差： 电动势：（）③电通量：磁通量：磁通链：ΦB=NφB单位：韦伯（Wb）Θ ⊕-q +q S ④电偶极矩：=q 磁矩：=I=IS⑤电容：C=q/U 单位：法拉（F） *自感：L=Ψ/I 单位：亨利（H） *互感：M=Ψ21/I1=Ψ12/I2 单位：亨利（H）⑥电流：I =； *位移电流：ID =ε0 单位：安培（A）⑦*能流密度： 2． 实验定律① 库仑定律：②毕奥—沙伐尔定律：③安培定律：d=I④电磁感应定律：ε感= – 动生电动势： 感生电动势：（i为感生电场）*⑤欧姆定律：U=IR（=ρ）其中ρ为电导率3． *定理（麦克斯韦方程组）电场的高斯定理： （静是有源场） （感是无源场）磁场的高斯定理： （稳是无源场） （感是无源场）电场的环路定理： （静电场无旋） （感生电场有旋；变化的磁场产生感生电场）安培环路定理： （稳恒磁场有旋） （变化的电场产生感生磁场）4． 常用公式①无限长载流导线： 螺线管：B=ｎμ0I② 带电粒子在匀强磁场中：半径周期磁矩在匀强磁场中：受力F=0；受力矩③电容器储能：Wc=CU2 *电场能量密度：ωe=ε0E2 电磁场能量密度：ω=ε0E2+B2 *电感储能：WL=LI2 *磁场能量密度：ωB=B2 电磁场能流密度：S=ωV④ *电磁波：C==3.0108m/s 在介质中V=C/ｎ，频率ｆ=ν=1． 定义和概念简谐波方程： x处t时刻相位 振幅 ξ=Acos(ωt+φ-2πx/λ) 简谐振动方程：ξ=Acos(ωt+φ)ｘ处落后0点的相位0点处初相0点处相位 振动量（位移） 波形方程： ξ=Acos(2πx/λ+φ′)相位Φ——决定振动状态的量振幅A——振动量最大值 决定于初态 ｘ0=Acosφ初相φ——ｘ=0处ｔ=0时相位 （x0,V0） V0= –Aωsinφ频率ν——每秒振动的次数 圆频率ω=2πν 决定于波源如： 弹簧振子ω=周期T——振动一次的时间 单摆ω=波速V——波的相位传播速度或能量传播速度。

决定于介质如： 绳V= 光速V=C/n 空气V=波的干涉：同振动方向、同频率、相位差恒定的波的叠加光程：L=ｎｘ（即光走过的几何路程与介质的折射率的乘积相位突变：波从波疏媒质进入波密媒质时有相位π的突变（折合光程为λ/2）拍：频率相近的两个振动的合成振动驻波：两列完全相同仅方向相反的波的合成波多普勒效应：因波源与观察者相对运动产生的频率改变的现象衍射：光偏离直线传播的现象自然光：一般光源发出的光偏振光（亦称线偏振光或称平面偏振光）：只有一个方向振动成份的光部分偏振光：各振动方向概率不等的光可看成相互垂直两振幅不同的光的合成2． 方法、定律和定理 ω φ o x① 旋转矢量法： AA1 A2ｏ ｘ 如图，任意一个简谐振动ξ=Acos(ωt+φ)可看成初始角位置为φ以ω逆时针旋转的矢量在ｘ方向的投影。

相干光合成振幅：A= ｋλ 极大（明纹） （2ｋ+1）λ/2极小（暗纹） 2kπ 极大（明纹） （2ｋ+1）π极小（暗纹）其中：Δφ=φ1-φ2–（r2–r1）当Δφ= 当φ1-φ2=0时，光程差δ=（r2–r1）=② 惠更斯原理：波面子波的包络面为新波前用来判断波的传播方向）I1 θ I2 马吕斯定律③ 菲涅尔原理：波面子波相干叠加确定其后任一点的振动 iP n1 Ip+γ=90 n2 γ 布儒斯特定律④ *马吕斯定律：I2=I1cos2θ⑤ *布儒斯特定律：当入射光以Ip入射角入射时则反射光为垂直入射面振动的完全偏振光Ip称布儒斯特角，其满足： tg ip = n2/n1*驻波： ← λ → L波节间距ｄ=λ/2基波波长λ0=2L基频：ν0=V/λ0=Ｖ/2Ｌ；谐频：ν=ｎν0 *多普勒效应： 机械波（VR——观察者速度；Vs——波源速度） 对光波其中Vr指光源与观察者相对速度 ｙ Δy ｄ θ1、杨氏双缝： dsinθ=ｋλ（明纹） θ≈sinθ≈ｙ/Ｄ 条纹间距Δy=D/λd ｙ a θ f2、单缝衍射（夫琅禾费衍射）： ａsinθ=ｋλ（暗纹） θ≈sinθ≈ｙ/ｆ3、瑞利判据： θmin=1/R =1.22λ/D（最小分辨角） ｙ ｄ θ f4、光栅： dsinθ=ｋλ（明纹即主极大满足条件） tgθ=ｙ/ｆ ｄ=1/ｎ=L/N（光栅常数）5、薄膜干涉：（垂直入射） 1 2 ｎ1 ｔ ｎ2 ｎ3δ反=2ｎ2ｔ+δ0 δ0= 0 中 λ/2 极增反：δ反=(2k+1)λ/2增透：δ反=kλ6、 普朗克提出能量量子化：ε=ｈν（最小一份能量值）7、爱因斯坦提出光子假说：光束是光子流。

光电效应方程：ｈν=ｍｖ2+A 其中： 逸出功A=ｈν0（ν0红限频率） 最大初动能ｍｖ2=ｅＵa（Ｕa遏止电压）8、德布罗意提出物质波理论：实物粒子也具有波动性 则实物粒子具有波粒二象性：ε=ｈν=mc2 对比光的二象性： ε=ｈν=mc2 p=h/λ=mv p=h/λ=mｃ 注：对实物粒子：>0且ν≠ｃ/λ亦ν≠V/λ；而对光子：m0=0且ν=C/λ9、海森伯不确定关系： ΔｘΔｐx≥ｈ/4π ΔｔΔE≥ｈ/4π 波函数意义：=粒子在ｔ时刻ｒ处几率密度 归一化条件： Ψ的标准条件：连续、有限、单值二）狭义相对论： 1．两个基本假设：①光速不变原理：真空中在所有惯性系中光速相同，与光源运动无关 ②狭义相对性原理：一切物理定律在所有惯性系中都成立 2．洛仑兹变换： Σ’系→Σ系 Σ系→Σ’系 x= x’= y=y’ y’=y z=z’ z’=z t= t’= 其中：因V总小于C则γ≥0所以称其为膨胀因子；称β=为收缩因子。

3．狭义相对论的时空观：①同时的相对性：由Δt=γ(Δt’+vΔx’/c2)，Δt’=0时，一般Δt≠0称x’/c2为同时性因子②运动的长度缩短：Δx=Δx’/γ≤Δx′③运动的钟变慢：Δt=γΔt’≥Δt′ 4．几个重要的动力学关系： 质速关系m=γm0 质能关系E=mc2 粒子的静止能量为：E0=m0c2 粒子的动能：EK=mc2 – m0c2= 当V<