1、期末答疑時(shí)間：時(shí)間：2016.1.8.2016.1.8.上午上午10:00-11:3010:00-11:30下午下午13:30-17:0013:30-17:00地點(diǎn)：地點(diǎn)：1 1教教422/423422/4231.1.電磁學(xué)電磁學(xué)有限長(zhǎng)均勻帶電直線段非延長(zhǎng)線上有限長(zhǎng)均勻帶電直線段非延長(zhǎng)線上一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)的計(jì)算一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)的計(jì)算, ,均均勻帶電圓盤(pán)的電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)的計(jì)勻帶電圓盤(pán)的電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)的計(jì)算算, ,電勢(shì)梯度電勢(shì)梯度, ,電介質(zhì)表面極化面電電介質(zhì)表面極化面電荷的計(jì)算荷的計(jì)算, ,有限長(zhǎng)載流直導(dǎo)線和有有限長(zhǎng)載流直導(dǎo)線和有限長(zhǎng)載流直螺線管的磁感應(yīng)強(qiáng)度的限長(zhǎng)載流直螺線管的磁感應(yīng)強(qiáng)度

2、的計(jì)算計(jì)算, ,霍爾效應(yīng)的定量計(jì)算霍爾效應(yīng)的定量計(jì)算, ,感生電感生電場(chǎng)的計(jì)算場(chǎng)的計(jì)算, ,互感互感, ,位移電流的計(jì)算位移電流的計(jì)算. .大學(xué)物理大學(xué)物理非考查內(nèi)容非考查內(nèi)容2.波動(dòng)光學(xué)：波動(dòng)光學(xué)：等傾干涉的斜入射情形，牛頓等傾干涉的斜入射情形，牛頓環(huán)的計(jì)算，圓孔的夫瑯禾費(fèi)衍射，光學(xué)儀器環(huán)的計(jì)算，圓孔的夫瑯禾費(fèi)衍射，光學(xué)儀器分辨本領(lǐng)的計(jì)算，光柵的分辨本領(lǐng)，分辨本領(lǐng)的計(jì)算，光柵的分辨本領(lǐng)，X射線射線衍射的計(jì)算，光的雙折射衍射的計(jì)算，光的雙折射.3.量子物理：量子物理：熱輻射的計(jì)算，玻爾模型的定熱輻射的計(jì)算，玻爾模型的定量計(jì)算，薛定諤方程的求解，隧道效應(yīng)的計(jì)量計(jì)算，薛定諤方程的求解，隧道效應(yīng)的計(jì)

3、算算 Chap.1 SUMMARY電荷的性質(zhì)電荷的性質(zhì)兩個(gè)基本的實(shí)驗(yàn)定律兩個(gè)基本的實(shí)驗(yàn)定律庫(kù)侖定律庫(kù)侖定律020214rrqqF( 0=8.85 10-12 C2/N m2)電力疊加原理電力疊加原理iFF電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度定義：定義：0/qFE場(chǎng)強(qiáng)疊加原理：場(chǎng)強(qiáng)疊加原理：iEE電場(chǎng)線電場(chǎng)線電通量：電通量：SeSdE高斯定律：高斯定律：0內(nèi)qSdES場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算方法場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算方法高對(duì)稱電荷分布：高對(duì)稱電荷分布：高斯定律高斯定律一般電荷分布：一般電荷分布：點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)場(chǎng)強(qiáng)疊加原理場(chǎng)強(qiáng)疊加原理均勻帶電直線段均勻帶電直線段均勻帶電圓環(huán)均勻帶電圓環(huán)e.g.均勻帶電球面：均勻帶電球面：)(4)(0020R

4、rrrQRrEe.g.均勻帶電球體：均勻帶電球體：)(4)(302000RrrrQRrrrE無(wú)限長(zhǎng)均勻帶電直線：無(wú)限長(zhǎng)均勻帶電直線：002rrE無(wú)限大均勻帶電平面：無(wú)限大均勻帶電平面：002nE無(wú)限長(zhǎng)均勻帶電圓柱面：無(wú)限長(zhǎng)均勻帶電圓柱面：)(2)(000RrrrRrE電勢(shì)電勢(shì)電勢(shì)差：電勢(shì)差：BABAE dl 選擇選擇C 0則有則有CAAE dl 電勢(shì)：電勢(shì)：靜電場(chǎng)的環(huán)路定理：靜電場(chǎng)的環(huán)路定理：0LldE電勢(shì)疊加原理電勢(shì)疊加原理i Chap.2 SUMMARY電勢(shì)計(jì)算方法電勢(shì)計(jì)算方法已知場(chǎng)強(qiáng)分布已知場(chǎng)強(qiáng)分布線積分線積分已知各部分電荷產(chǎn)生的電勢(shì)已知各部分電荷產(chǎn)生的電勢(shì)疊加疊加典型電場(chǎng)的電勢(shì)典型電場(chǎng)

5、的電勢(shì)點(diǎn)電荷點(diǎn)電荷 ( =0=0)rqV04均勻帶電球面均勻帶電球面 (V V =0=0)Q(rR)R(r)Q(rR)r 0044等勢(shì)面與電場(chǎng)線垂直等勢(shì)面與電場(chǎng)線垂直* *電勢(shì)梯度：電勢(shì)梯度：E 電勢(shì)能電勢(shì)能電場(chǎng)力是保守力電場(chǎng)力是保守力電場(chǎng)力的功：電場(chǎng)力的功：ababAq() 電勢(shì)能：電勢(shì)能：Wq Chap.3 SUMMARY導(dǎo)體靜電平衡條件導(dǎo)體靜電平衡條件靜電平衡下導(dǎo)體的性質(zhì)靜電平衡下導(dǎo)體的性質(zhì)實(shí)心導(dǎo)體實(shí)心導(dǎo)體表面表內(nèi)EE0Q Q僅分布于表面僅分布于表面, ,整個(gè)導(dǎo)體是等勢(shì)體整個(gè)導(dǎo)體是等勢(shì)體表E0空腔導(dǎo)體空腔導(dǎo)體(腔內(nèi)無(wú)腔內(nèi)無(wú)q)空腔導(dǎo)體空腔導(dǎo)體(腔內(nèi)有腔內(nèi)有q)整個(gè)導(dǎo)體包括空腔在內(nèi)整個(gè)導(dǎo)體

6、包括空腔在內(nèi), 是一個(gè)等勢(shì)體是一個(gè)等勢(shì)體Q Q分布于外表面分布于外表面腔表有腔表有-q導(dǎo)體的實(shí)體部分仍是等導(dǎo)體的實(shí)體部分仍是等勢(shì)體勢(shì)體q導(dǎo)體接地導(dǎo)體接地( (V=0) )其遠(yuǎn)離另一帶電體的一端不帶電其遠(yuǎn)離另一帶電體的一端不帶電接地前：接地前：e.g.q1q2q3q4Q Q0 0q1=q4q2=-q3q=0=0Q Q -Q-Q接地后：接地后：平行板平行板任意形狀導(dǎo)體任意形狀導(dǎo)體qq =0=0q 若是內(nèi)球接若是內(nèi)球接地地, ,則內(nèi)球電則內(nèi)球電荷通常不為荷通常不為零零. .Q Q-Q-Q Q Q =0=0導(dǎo)體球殼導(dǎo)體球殼靜電屏蔽及其物理本質(zhì)靜電屏蔽及其物理本質(zhì)電介質(zhì)的極化電介質(zhì)的極化極化強(qiáng)度：極化強(qiáng)

7、度：EVppi0* *束縛面電荷密度：束縛面電荷密度：Chap.4 SUMMARY現(xiàn)象：現(xiàn)象：微觀機(jī)制：微觀機(jī)制：介質(zhì)表面出現(xiàn)束縛電荷介質(zhì)表面出現(xiàn)束縛電荷取向極化、位移極化取向極化、位移極化介電強(qiáng)度（擊穿場(chǎng)強(qiáng)）介電強(qiáng)度（擊穿場(chǎng)強(qiáng)）=pn電位移：電位移：pED0E)1 (0Er0E的高斯定律：的高斯定律：D內(nèi)0qSdDS典型應(yīng)用典型應(yīng)用：電荷及介質(zhì)高對(duì)稱分布電荷及介質(zhì)高對(duì)稱分布 ( (球、圓柱、平面等球、圓柱、平面等) )電容電容定義：定義：UQC 計(jì)算方法計(jì)算方法串聯(lián)：串聯(lián)：iCC11并聯(lián)：并聯(lián)：iCC設(shè)定設(shè)定QUCQUC平行板：平行板：dSCr0孤立導(dǎo)體球：孤立導(dǎo)體球：RCr04典型結(jié)果典型

8、結(jié)果帶電電容器的能量帶電電容器的能量QUCUCQW2121222圓柱形電容器：圓柱形電容器：)/ln(2120RRLCr靜電場(chǎng)的能量靜電場(chǎng)的能量能量密度：能量密度：2DEw 場(chǎng)能：場(chǎng)能：wdVWChap.5 SUMMARY2.2.畢奧畢奧- -薩伐爾定律薩伐爾定律304rrlIdBd( 0=410-7T m/A)3.3.運(yùn)動(dòng)電荷的磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)電荷的磁場(chǎng)304rrvqB 的定義的定義BBqvFBvqF( B=Fmax/qv )4.4.磁場(chǎng)疊加原理磁場(chǎng)疊加原理BdBiiBBor5.5.磁感應(yīng)線：磁感應(yīng)線：閉合閉合6.6.磁通量磁通量SmSdB7.7.磁磁場(chǎng)的高斯定律場(chǎng)的高斯定律0SSdB8.8.安培環(huán)

9、路定理安培環(huán)路定理內(nèi)Il dBL09.9.典型的磁場(chǎng)典型的磁場(chǎng)無(wú)限長(zhǎng)直線電流：無(wú)限長(zhǎng)直線電流：rIB20半無(wú)限長(zhǎng)直線電流半無(wú)限長(zhǎng)直線電流rIB40IrB圓電流圓心處：圓電流圓心處：RIB20無(wú)限長(zhǎng)圓柱面電流：無(wú)限長(zhǎng)圓柱面電流：)(2)(00RrrIRrB無(wú)限大平面電流：無(wú)限大平面電流：20jB圓弧電流圓心處：圓弧電流圓心處：220RIB10.10.位移電流位移電流：載流長(zhǎng)直螺線管和細(xì)螺繞環(huán)：載流長(zhǎng)直螺線管和細(xì)螺繞環(huán)：nIB0內(nèi)0外BdtdIDddtDdJd11.11.普遍的安培環(huán)路定理：普遍的安培環(huán)路定理：)(0dLIIl dBChap.6 SUMMARY1. 1. 洛侖茲力：洛侖茲力：帶電粒

10、子在均勻磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)：帶電粒子在均勻磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)：一般情形一般情形Bv/BvBvqF2.2.霍爾效應(yīng)霍爾效應(yīng)在磁場(chǎng)中，載流在磁場(chǎng)中，載流導(dǎo)體上會(huì)出現(xiàn)橫向?qū)w上會(huì)出現(xiàn)橫向( (與與電流方向垂直電流方向垂直) )電勢(shì)差電勢(shì)差. .mFeFqv+Q+Q-Q-QUHI IBb b3.3.安培力：安培力：BlIdFdL LlIdB均勻磁場(chǎng)中：均勻磁場(chǎng)中：載流導(dǎo)線載流導(dǎo)線Bl IFabablBbaI I載流線圈載流線圈0合FBpMm)(0磁矩nNISpmIS0n面積面積非均勻磁場(chǎng)中：非均勻磁場(chǎng)中：LBlIdFChap.7 SUMMARY法拉第定律法拉第定律電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì): :Ll dE非dtdmiL, ,

11、i iBn(L(L, , , , i i方向間的關(guān)系方向間的關(guān)系!)!)n 動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)BvE非Lil dBv)( 感生電動(dòng)勢(shì)感生電動(dòng)勢(shì)iEE非( (渦旋電場(chǎng)渦旋電場(chǎng)) )dtdmi自感自感自感電動(dòng)勢(shì)：自感電動(dòng)勢(shì)：dtdILi( ( i與與I兩者兩者正方向一致正方向一致) )自感線圈的磁能：自感線圈的磁能：221LIWm自感系數(shù)：自感系數(shù)：ILm(長(zhǎng)直螺線管與細(xì)螺繞環(huán)：長(zhǎng)直螺線管與細(xì)螺繞環(huán)： L= 0n2V)* *互感互感磁場(chǎng)的能量磁場(chǎng)的能量能量密度：能量密度：能量：能量：dVwWmm022Bwm(真空中真空中)麥?zhǔn)戏匠探M的積分形式及其物理意義麥?zhǔn)戏匠探M的積分形式及其物理意義光的干涉光

12、的干涉相干光源相干光源光程光程定義：定義： L=nr光程差對(duì)應(yīng)的相差：光程差對(duì)應(yīng)的相差：L2半波損失：從光疏到光密，垂直入射或半波損失：從光疏到光密，垂直入射或掠射，反射光附加光程掠射，反射光附加光程 /2 . 透鏡不產(chǎn)生附加光程差透鏡不產(chǎn)生附加光程差楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)光程差：光程差：DxddLsin條紋特點(diǎn)：條紋特點(diǎn)：條紋間距相等：條紋間距相等：dDx ), 2 , 1 , 0k(2) 1k2(), 2 , 1 , 0k(kL(明紋明紋)(暗紋暗紋)對(duì)稱分布對(duì)稱分布薄膜干涉薄膜干涉增透膜與高反膜增透膜與高反膜(n1n2n3情形情形)反射光反射光enL22增透：增透：), 2 , 1 ,

13、 0(2)12(kkL高反：高反：), 3 , 2 , 1(kkLcoatingglassairn1n2n3e劈尖劈尖(n nn 情形情形) n n ne反射光：反射光：22neL條紋特點(diǎn)：條紋特點(diǎn)： 每一條紋上各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的劈尖每一條紋上各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的劈尖厚度相等。厚度相等。尖頂處為暗紋。尖頂處為暗紋。條紋間距相等：條紋間距相等：nl2牛頓環(huán)牛頓環(huán)(n nn 情形情形)en nn 反射光：反射光：22neL每一條紋上各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的空每一條紋上各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的空隙厚度相等。隙厚度相等。條紋特點(diǎn)：條紋特點(diǎn)：中心處為暗紋。中心處為暗紋。條紋間距不等條紋間距不等, 從內(nèi)到外從內(nèi)到外, 由疏變密。由疏變密。邁克爾孫干涉

14、儀邁克爾孫干涉儀M 1SM2M1EM2移動(dòng)或光路中插移動(dòng)或光路中插入介質(zhì)入介質(zhì)光程差改光程差改變變條紋移動(dòng)條紋移動(dòng) =m =2 d (M2移動(dòng)移動(dòng)) =2(n-1)e (光路中插光路中插入介質(zhì)入介質(zhì))其其中中光的衍射光的衍射惠更斯菲涅耳原理惠更斯菲涅耳原理單縫衍射單縫衍射 半波帶方法半波帶方法條紋位置條紋位置fxaasin0), 3 , 2 , 1(2) 12 (kk), 3 , 2 , 1(kk(中央明紋中央明紋)(兩側(cè)兩側(cè)明紋明紋)(暗紋暗紋)條紋寬度條紋寬度 afxx220條紋強(qiáng)度條紋強(qiáng)度 asin 0.0470.017 1I / I0 00.0470.017- 2 -2 3 -3 光柵

15、衍射光柵衍射光柵方程光柵方程), 2 , 1 , 0k(ksin)ba (譜線特點(diǎn)：很窄、很亮、間距較大譜線特點(diǎn)：很窄、很亮、間距較大譜線缺級(jí)：譜線缺級(jí)：kabak(k 取非零整數(shù)，使取非零整數(shù)，使k為整數(shù)為整數(shù)), 2 , 1 , 0k(k)sin(sind正入射正入射斜入射斜入射光的偏振光的偏振五種偏振類型五種偏振類型馬呂斯定律馬呂斯定律布儒斯特定律布儒斯特定律12nntgiPiP+ r = 90 I0 I = I0cos2 n1n2iP r波粒二象性波粒二象性普朗克量子假設(shè)普朗克量子假設(shè)光電效應(yīng)光電效應(yīng)諧振子能量諧振子能量: E=nh (n=0,1,2,)(h=6.626 10-34J

16、s)光電效應(yīng)方程光電效應(yīng)方程:Ahmvm221紅限頻率紅限頻率:Ah0遏止電壓遏止電壓:221mamveU 光的波粒二象性光的波粒二象性:chmhphE,德布羅意波德布羅意波與實(shí)物粒子相聯(lián)系的波與實(shí)物粒子相聯(lián)系的波hmc2mvh量子力學(xué)基礎(chǔ)量子力學(xué)基礎(chǔ)波函數(shù)波函數(shù)統(tǒng)計(jì)解釋統(tǒng)計(jì)解釋2 概率密度概率密度 (前提：前提： 是歸一的是歸一的)概率計(jì)算概率計(jì)算 應(yīng)滿足：?jiǎn)沃怠⑦B續(xù)、有限、歸一應(yīng)滿足：?jiǎn)沃怠⑦B續(xù)、有限、歸一不確定關(guān)系：不確定關(guān)系：2xpx Schrdinger方程方程EUdxdm)2(222方程的解方程的解一維無(wú)限深勢(shì)阱一維無(wú)限深勢(shì)阱特點(diǎn)：特點(diǎn)：粒子在各處出現(xiàn)的概率不同粒子在各處出現(xiàn)的概率

17、不同能級(jí)分立能級(jí)分立Emin 0勢(shì)壘勢(shì)壘隧道效應(yīng)隧道效應(yīng)*一維定態(tài)一維定態(tài)Schrdinger方程方程氫原子氫原子), 3 , 2 , 1()(6 .132neVnEn)1( , 2 , 1 , 0) 1(nlllL), 2, 1, 0(lmmLllz)(21sszmmS氫原子光譜氫原子光譜譜線系譜線系 /cEEhlh nl=1Lyman系系 (紫外區(qū)紫外區(qū))nl=2Balmer系系 (可見(jiàn)光區(qū)可見(jiàn)光區(qū))nl=3Paschen系系 (紅外區(qū)紅外區(qū))Bohr模型模型定態(tài)假設(shè)、頻率條件、量子化條件定態(tài)假設(shè)、頻率條件、量子化條件),3 ,2 , 1n()eV(n6 .13E2n 原子的殼層結(jié)構(gòu)原子的殼層結(jié)構(gòu)電子態(tài)的描述電子態(tài)的描述 n、l、ml、ms兩個(gè)基本原理兩個(gè)基本原理Pauli不相容原理不相容原理能量最小原理能量最小原理殼層的填充殼層的填充電子：電子： E (n+0.7l )激光與固體激光與固體激光激光固體的能帶固體的能帶何謂激光何謂激光激光的特性激光的特性自發(fā)輻射與受激輻射自發(fā)輻