1、大學物理總復習大學物理總復習一、磁學一、磁學0SSdB1.磁場的高斯定理磁場的高斯定理在簡單題中的應用在簡單題中的應用!磁通量的計算：均勻（磁通量的計算：均勻（BScos ），非均勻（積分），非均勻（積分）+aoB2II1)cos(cosaIB 2. 載流直導線的磁場載流直導線的磁場aIB 導線無限長導線無限長:3. 載流圓線圈軸線上的磁場載流圓線圈軸線上的磁場2322202)xR(IRBRIB20在圓心處在圓心處的磁場的磁場：在圓弧圓心處在圓弧圓心處的場的場：RIB2204. 安培環路定律安培環路定律IlHldBH2）磁介質中的安培環路定律）磁介質中的安培環路定律1）真空中的安培環路定律）真

2、空中的安培環路定律IlBl0d傳導電流傳導電流正負正負穩恒磁場穩恒磁場非穩恒磁場非穩恒磁場（如電容充放電過程）（如電容充放電過程）全電流傳導傳導位移傳導dtddtdIlHDDlIIId長直螺旋管、環形螺旋管！長直螺旋管、環形螺旋管！長直柱面（柱體）同軸電纜等！長直柱面（柱體）同軸電纜等！IrHl dHl2安培環路取圓周：安培環路取圓周：應用：求特殊對稱性的磁場強度應用：求特殊對稱性的磁場強度H和磁感應強度和磁感應強度B5.法拉第電磁感應定律法拉第電磁感應定律lBAilElBVtdd)(dd渦洛侖茲力洛侖茲力渦旋電場力渦旋電場力nB選取回路繞向，定法線；選取回路繞向，定法線；計算磁通量計算磁通量

3、；應用法拉第電磁感應定律；應用法拉第電磁感應定律；討論方向。討論方向。動生電動勢動生電動勢感生電動勢感生電動勢幾種常見的情況：幾種常見的情況：導體在均勻磁場中運動：平移和轉動；導體在均勻磁場中運動：平移和轉動；導體在非均勻磁場中平移：導體在非均勻磁場中平移：載流直導線有線框：載流直導線有線框：渦旋電場（書例題渦旋電場（書例題13-4）。）。做輔助線構成回路做輔助線構成回路6.位移電流、麥克斯韋方程組：位移電流、麥克斯韋方程組：位移電流：定義；位移電流：定義；位移電流位移電流幾種求法幾種求法dtdiDDdtduCdtdqii傳位DSEDD傳導電流傳導電流VSdVqSdD(1)SLSdtBldE(

4、2)0SSdB(3)SSDlSdtDSdjdtdIl dH(4)問題：每個方程的物理意義？問題：每個方程的物理意義？7. 重要概念重要概念洛倫茲力洛倫茲力 BPMmBlIdFd BVqF nISPm磁矩安培力安培力磁矩磁矩磁力矩磁力矩要求簡單計算要求簡單計算大??？方向？大??？方向？矢量叉乘矢量叉乘8、自感與互感；、自感與互感；9、磁場能量；、磁場能量；LidtdiLdtdidtdiMdtd212212Mi221LiEm磁場能量BHm21磁能密度10、磁介質及其分類；、磁介質及其分類；（1）順、抗、鐵磁質（磁導率，相對磁導率如何？）順、抗、鐵磁質（磁導率，相對磁導率如何？）（2）鐵磁質的磁滯回線

5、（分類）鐵磁質的磁滯回線（分類）（軟、硬磁性材料的矯頑力，剩余磁感強度）（軟、硬磁性材料的矯頑力，剩余磁感強度）（3）鐵磁質的應用）鐵磁質的應用二、振動與波動二、振動與波動1.諧振動諧振動)tcos(Ax 關鍵：正確找出初始條件關鍵：正確找出初始條件頻率：頻率：mk 周期：周期：kmT 振動方程振動方程三要素：振幅，圓頻率，初相三要素：振幅，圓頻率，初相彈簧振子：彈簧振子：旋轉矢量法旋轉矢量法)tcos(Ax 2.同方向、同頻率諧振動的合成同方向、同頻率諧振動的合成：)tcos(Ax )tcos(Axxx )cos(AAAAA cosAcosAsinAsinAtg旋轉矢量法旋轉矢量法波的干涉基

6、礎波的干涉基礎3.平面簡諧波（沿平面簡諧波（沿x軸正向傳播）軸正向傳播） xtcosAxTtcosAvxtcosAy波動方程的意義；波動方程的意義；式中各量的物理意義；式中各量的物理意義； 的確定；的確定；波動方程的確定。波動方程的確定。4.波的干涉波的干涉相干波源和相干波相干波源和相干波干涉極大和極小條件干涉極大和極小條件 krr 極大：極大：極?。簶O?。?)k(rr 或：或： 極極小小極極大大 )k(krr波的能量：媒質元的振動動能和勢能同步變化波的能量：媒質元的振動動能和勢能同步變化，總量不守恒?？偭坎皇睾?。在最大位移處媒質元的振動動能和勢能在最大位移處媒質元的振動動能和勢能都為零。都為

7、零。在平衡位置媒質元的振動動能和勢能同時達到最大值，在平衡位置媒質元的振動動能和勢能同時達到最大值，諧振動的能量：動能和勢能相互轉化，總量保持不變。諧振動的能量：動能和勢能相互轉化，總量保持不變。5.諧振動的能量諧振動的能量與與波的能量波的能量6. 駐波駐波1）相鄰波腹（波節）相鄰波腹（波節）波腹（波節）波腹（波節） x2）振動規律：分段振動；振幅不同，每一段同相位，）振動規律：分段振動；振幅不同，每一段同相位，相鄰反相相鄰反相7.電磁波的基本性質電磁波的基本性質 、 和傳播方向互相垂直（右手法則）；和傳播方向互相垂直（右手法則）；EH 和和 同位相；同位相；EH HE 速度速度 c已知一個量

8、（如電場）的波函數已知一個量（如電場）的波函數寫出另一個量（如磁場）的波函數寫出另一個量（如磁場）的波函數能流密度能流密度-坡印廷矢量坡印廷矢量HES三、波動光學三、波動光學1.雙縫干涉雙縫干涉dDx 干涉圖樣；干涉圖樣；間距間距重疊現象；重疊現象；洛埃鏡洛埃鏡半波損失！半波損失！裝置、光路、光程差裝置、光路、光程差2.薄膜干涉薄膜干涉平行平面薄膜平行平面薄膜 isinnne i en 減弱減弱（加強加強 )kk劈尖干涉劈尖干涉 en 減弱減弱（加強加強 )kk條紋特點；條紋特點；條紋間距；條紋間距；條紋高差；條紋高差；角度變化，條紋如何移動？角度變化，條紋如何移動？試件平整度檢測試件平整度檢

9、測牛頓環明暗半徑的推導。牛頓環明暗半徑的推導。3.單縫衍射單縫衍射（2）明暗條件：）明暗條件：明明紋紋中中心心 )k(sina暗暗紋紋 ksina半波帶法；半波帶法；條紋特點；條紋特點；中央明紋寬度和其它明紋寬度：中央明紋寬度和其它明紋寬度：af af 的物理意義sina（1）光路圖）光路圖4.衍射光柵衍射光柵光柵方程（主極大）光柵方程（主極大） ksin)ba( 光柵衍射圖樣特點；光柵衍射圖樣特點；缺級現象；缺級現象；斜入射和最大級次；斜入射和最大級次；衍射光譜和重疊。衍射光譜和重疊。的物理意義sin)(ba 光路圖光路圖tgsin較小時5、邁克爾孫干涉儀：、邁克爾孫干涉儀：光路，原理（等效

10、的概念），條紋特點；光路，原理（等效的概念），條紋特點；一條光路插入介質，光程的改變，一條光路插入介質，光程的改變，2倍（來回）倍（來回）應用應用6.光的偏振光的偏振馬呂斯定律（偏振光通過偏振片）馬呂斯定律（偏振光通過偏振片） cosII自然光通過偏振片強度減半；自然光通過偏振片強度減半；反射光和折射光的反射光和折射光的偏振性偏振性以及布儒斯特定律：以及布儒斯特定律： ntgi20i四四.量子力學初步量子力學初步1、黑體輻射與普朗克的量子假設、黑體輻射與普朗克的量子假設黑體輻射的規律，經典物理遇到的困難黑體輻射的規律，經典物理遇到的困難（紫外災難）（紫外災難）普朗克的量子假設：普朗克的量子假設

11、：黑體輻射或吸收電磁波是一份一份的，黑體輻射或吸收電磁波是一份一份的， nh 四四.量子力學初步量子力學初步2 2、愛因斯坦的光量子理論、愛因斯坦的光量子理論光子能量光子能量 h光的強度光的強度 nhI 光電方程光電方程WmVhm221紅限頻率紅限頻率hW0最大初動能與遏止電壓最大初動能與遏止電壓221mmVeU 3、康普頓效應、康普頓效應波長不變波長不變波長增大波長增大2sin22c（光子與內層電子的碰撞，相當于（光子與內層電子的碰撞，相當于與整個原子的碰撞），好比子彈與鉛與整個原子的碰撞），好比子彈與鉛球的碰撞，光子能量幾乎不變。球的碰撞，光子能量幾乎不變。（光子與最外層電子的碰撞，相當于

12、（光子與最外層電子的碰撞，相當于與自由電子的碰撞），好比子彈與小彈球與自由電子的碰撞），好比子彈與小彈球的碰撞，光子能量有較大損失，頻率減小的碰撞，光子能量有較大損失，頻率減小，波長變長。，波長變長。散射角越大，波長增大越多散射角越大，波長增大越多（散射光）（散射光）1.1.玻爾的氫原子理論玻爾的氫原子理論三點假設三點假設基態能量（基態能量（-13.6eV）和能級）和能級電離能電離能光譜線（頻率）光譜線（頻率）五五.原子的量子論原子的量子論26 .13neVE2.物質波物質波德布羅意假設德布羅意假設mVhPhhEhPyhPyhPxyyx理解理解!會簡單計算（電子加速后）會簡單計算（電子加速后）

13、不能不能同時同時確定確定3.波函數：波函數：單值、連續和有限！單值、連續和有限！4.4.一維無限深勢阱：幾率計算一維無限深勢阱：幾率計算21dsin22xxxaxnaP歸一化條件歸一化條件!物理意義：概率密度*2必須滿足12dvV六、例題六、例題1.長直電纜由一圓柱導體和一共軸圓筒狀導體組成，兩長直電纜由一圓柱導體和一共軸圓筒狀導體組成，兩導體中有等值反向均勻電流導體中有等值反向均勻電流I通過，其間充滿磁導率為通過，其間充滿磁導率為 的均勻磁介質，則介質中離中心軸距離為的均勻磁介質，則介質中離中心軸距離為r的某點處的的某點處的磁場強度的大小磁場強度的大小 H= ,磁感應強度磁感應強度B= ，磁

14、場，磁場能量密度能量密度wm= .rIH rIB HBwm 2.一彈簧振子系統具有一彈簧振子系統具有1.0J的振動能量，的振動能量，0.1m振幅和振幅和1.0m/s的最大速率，則彈簧的倔強系數為的最大速率，則彈簧的倔強系數為 ，振子的振動頻率為振子的振動頻率為 。 kAEAvmax 3.如圖，已知如圖，已知A、B兩點的距離為兩點的距離為2m，波速為，波速為30m/s。周。周期為期為0.1s，則，則A、B兩點振動的相位差為兩點振動的相位差為 ，B點點的振動狀態比的振動狀態比A點的振動狀態在時間上落后點的振動狀態在時間上落后 s。x(m)yoAB x VT Vxt 4.兩個偏振片堆疊在一起，偏振化

15、方向互相垂直，一兩個偏振片堆疊在一起，偏振化方向互相垂直，一束強度束強度I0的線偏振光入射，其偏振化方向與第一偏振的線偏振光入射，其偏振化方向與第一偏振片偏振化方向的夾角為片偏振化方向的夾角為45，則穿過第一偏振片后的，則穿過第一偏振片后的光強為光強為 ，穿過第二偏振片后的光強為，穿過第二偏振片后的光強為 。 cosII5.已知某金屬的逸出功為已知某金屬的逸出功為w，用頻率為，用頻率為 1的光照射該金的光照射該金屬能產生光電效應，則該金屬的紅限頻率為屬能產生光電效應，則該金屬的紅限頻率為 ，遏止電壓遏止電壓U0= .hw )(hmveUmax 6. 氫原子基態的電離能是氫原子基態的電離能是 。

16、電離能為。電離能為0.544eV的激發態氫原子，其電子處在的激發態氫原子，其電子處在n= 的軌道上運動。的軌道上運動。 neV.Ip7. 一無限長直導線通有電流一無限長直導線通有電流 。一矩形線圈。一矩形線圈與長直導線共面放置，其長邊與導線平行，位置如圖與長直導線共面放置，其長邊與導線平行，位置如圖所示。求矩形線圈中感應電動勢的大小和感應電流的所示。求矩形線圈中感應電動勢的大小和感應電流的方向。方向。teII lab解：（解：（1）順時針方向為回路方向；）順時針方向為回路方向；（2）磁通量）磁通量rIB ablnlIBldrba （3）法拉第定律）法拉第定律ablnelItt dd順時針方向順時針方向8.如圖，一平面波在介質中以速度如圖，一平面波在介質中以速度u=20m/s沿沿x軸負向軸負向傳播，已知傳播，已知A點的振動方程為點的振動方程為 （SI) 。tcosy (1)以以A點為坐標原點寫出波動方程；點為坐標原點寫出波動方程；(2)以距離以距離A點點5m處的處的B點為坐標原點，寫出波動方點為坐標原點，寫出波動方程。程。uABx解：（解：（1）波動方程（）波動方程（A） xtcosy （2）求）求B點的振動方程，以點的振動方程，以A點為原點，