一.平衡態定義：在不受外界影響的條件下,對一個孤立系統,經過足夠長的時間后系統達到一個宏觀性質不隨時間變化的狀態.氣體動理論二.準靜態過程:每一微小過程均是平衡過程三.理想氣體狀態方程:分子數密度玻耳茲曼常數密度1四.理想氣體的微觀圖象(模型)1.質點3.除碰撞外分子間無相互作用:

f=0此外重力可忽略!2.完全彈性碰撞1.分子速度分布的等幾率假設

速度取向各方向等幾率,即氣體分子沿任一方向的運動不比其它方向占優.五.兩條統計假設2.分子在各處分布的等幾率假設無外場時分子在各處出現的概率相同即平衡態時,分子數密度處處相同.或者說,處于平衡態,容器中任一處氣體分子的數密度不比其它處占優.2六.氣體分子運動論的壓強公式

壓強：大量分子碰單位面積器壁的垂直器壁方向平均作用力.系統：理想氣體平衡態忽略重力.分子的平均平動動能七.溫度的統計意義(1)溫度是大量分子的集體行為,是統計的結果.(2)溫度是分子熱運動劇烈程度的量度.3單原子分子雙原子分子多原子分子單原子分子雙原子分子多原子分子2.理想氣體分子為剛性分子八.氣體分子自由度※1.一般氣體分子4九.能量按自由度均分原理表述:在溫度為T的平衡態下,物質(汽液固)分子每個自由度具有相同的平均動能由能均分原理可得平衡態下

每個分子的平均動能

每個分子的總平均能量理想氣體為剛性分子的平均能量只包括平均動能5

十.理想氣體的內能內能定義:系統內,所有分子平均動能和分子間作用的平均勢能之總合對于理想氣體分子間作用力所以分子間作用勢能之和為零內能為6單位速率間隔內的分子數占總分子數的百分比間隔內的分子數占總分子數的百分比分子速率在附近分子速率在1）f(v)的意義十一.麥克斯韋速率分布函數f(v)

7間隔內的分子數分子速率在歸一性質2）f(v)的性質o曲線下面積恒為182)三種速率每個系統均存在理想氣體平衡態有麥氏速率分布所以9十二.氣體分子的平均自由程和平均碰撞頻率理論公式表明,溫度一定10一.熱力學第一定律若加一些條件若為準靜態若為理想氣體若理氣準靜態適用一切過程一切系統初末態是平衡態熱力學基礎11過程特征過程方程吸收熱量對外做功內能增量等體等壓等溫二.理想氣體在各種過程中的重要公式12過程特征過程方程吸收熱量對外做功內能增量絕熱有關公式剛性單原子剛性雙原子剛性多原子13(1).熱機循環目的：吸熱對外作功1)PV

圖正2)熱流圖高溫熱源低溫熱源3)指標-效率(2).制冷循環目的：通過外界作功從低溫熱源吸熱1)

PV

圖逆2)熱流圖高溫低溫3)制冷系數><三.循環過程14重要說明：在熱機、制冷機部分由于實際中的需要或說是習慣無論是吸熱還是放熱一律取正值則熱機效率和制冷系數寫成：同理:15四.卡諾循環只與兩個恒溫熱源交換能量的無摩擦的準靜態循環過程.1.卡諾熱機熱流圖PV圖過程由兩條絕熱線和兩條等溫線組成16卡諾熱機效率卡諾制冷機制冷系數17五.卡諾定理(1)在相同的熱源和相同的低溫熱源之間工作的一切可逆熱機,不論用什么工質,其效率均相等:(2)在相同的熱源和相同的低溫熱源之間工作的一切不可逆熱機,不論用什么工質,其效率不可能大于可逆熱機的效率.即18六.熱力學第二定律的宏觀表述(相互溝通)1.克勞修斯(Clisuis)表述：熱量不能自動地從低溫物體傳向高溫物體2.開爾文（Kelvin)表述：其唯一效果是熱全部轉變成功的過程是不可能發生的(或第二類永動機是不可能造成的;或單熱源熱機是不可能造成的)(制冷機)(熱機)

說明1)自然過程具有方向性,從熱力學幾率小(無序小)向熱力學幾率大(無序大)的方向進行,2)宏觀上認為不可能出現的狀態在微觀上認為是可能的只不過幾率太小而已3)熱定律是統計規律(與熱定律不同)196.1mol氮氣(視為理想氣體)作如圖所示的循環abcd，圖中ab為等容線，bc為絕熱線，ca為等壓線，求循環效率：解,氮氣由絕熱方程:207.如圖所示abcda為1mol單原子理想氣體進行的循環過程，求循環過程中氣體從外界吸收的熱量和對外作的凈功。解系統吸熱系統放熱系統對外做靜功21振動一、簡諧振動1.特征方程2.位移3.速度4.加速度225.旋轉矢量6.振幅和初相的確定稱為初始條件237.簡諧振動的能量簡諧振動系統在振動過程中總機械能是守恒的.以彈簧振子為例:振子質量為,勁度系數為(1)動能:(2)勢能:(3)總能:24二、振動的合成1.同頻同方向振動合成矢量圖解法252.同頻垂直振動3.兩頻率相近的同方向振動的疊加——拍4.不同頻率垂直振動的合成——李薩如圖26習題集p50題2.如圖為用余弦函數表示的一質點作諧振動曲線,振動圓頻率為,從初始狀態到達狀態a所需時間為

解:對應的旋轉矢量圖,27習題集p50題5.勁度為K1的輕彈簧與勁度為K2的彈簧如圖連接,在K2

的下端掛一質量為m的物體,(1)證明當m在豎直方向發生微小位移后,系統作諧振動。

(2)將m從靜止位置向上移動a,然后釋放任其運動,寫出振動方程(取物體開始運動為計時起點,X軸向下為正方向)解:等效勁度系數平衡點:28建立圖示坐標系.o平衡點(2)設振動方程為:29波動——擾動的傳播1.波動形成的條件----波源與媒質(介質)2.描述波動性的幾個物理量頻率

：波的頻率就是波源的振動頻率。周期T：振動相位增加2所需要的時間。圓頻率

：單位時間內振動相位的增加。波長

：一個周期內振動狀態傳播的距離。或者說，同一波線上相位差為的兩點間的距離。相速(波速)u：振動狀態傳播傳播的速度。波數：一、波動的基本概念303.平面簡諧波運動學方程：取負號朝+x方向傳播；取正號朝-x方向傳播。沿傳播方向看去，相位逐點落后。同一波線上相距的兩點相位差：31

質元dm的總機械能為：二、波的能量一維簡諧波表達式為：波的能量密度:波的平均能量密度：波的強度(波能流密度):4.動力學方程：32

兩相干波在交疊區有些地方振動加強，有些地方振動減弱的現象，稱為波的干涉。1.波的干涉

頻率相同、振動方向相同、有固定相位差的兩個波源發出的簡諧波稱之為相干波。(1).相干波(2).波的干涉(相干波的疊加)兩列波相互獨立傳播,在兩波相遇處質元的位移為各列波單獨傳播時在該處引起的位移的矢量和.即為各列波在該處引起振動的合成.三.波的疊加原理33(3).干涉加強與減弱的條件:34

在駐波中，能量不斷由波節附近逐漸集中到波腹附近，再由波腹附近逐漸集中到波節附近，但始終只發生在相鄰的波節和波腹之間；在駐波中不斷進行著動能和勢能之間的相互轉換，以及在波節和波腹之間的不斷轉移，然而在駐波中卻沒有能量的定向傳遞。

在駐波中，各質點的振幅各不相同，振幅最大的點稱為波幅，振幅最小的點稱為波節。

4.駐波:駐波是由振幅相同，傳播方向相反的兩列相干波疊加而成，它是一種特殊的干涉現象。※駐波的特點35

兩相鄰波節之間的各質元具有相同的相位，它們同時達到各自的極大值，又同時達到各自的極小值；而每一波節兩側各質元的振動相位相反。即:相鄰波節之間同相位，波節兩側反相位。全波反射：反射波的相位與入射波相同。半波反射：反射波的相位與入射波相反。36習題集P55題5.已知一沿X軸正方向傳播的平面余弦橫波,波速為20cm/s,在t=1/3s時的波形曲線如圖所示,BC=20cm,求:

(1)該波的振幅A、波長λ和周期T；(2)寫出原點的振動方程;

(3)寫出該波的波動方程.37解:(1)(2)設o點的振動方程為:(3)波動方程:38★光的干涉一、光程和光程差1.光程:光在折射率為n的介質中走過的路程x與折射率n的乘積nx.2.光程差:兩束光的光程之差二、光的干涉

1.相干光和相干條件若兩列光波為同頻率、同振動方向、周相差恒定。則這兩列光波為相干光。這是出現干涉現象的必要條件稱之為相干條件。2.取得相干光的方法通常有：分波前法和分振幅法同初相位的相干光源39三、楊氏干涉（分波前干涉）1.條紋中心4.位相差和光程差之間的關系λ為光在真空中的波長明紋暗紋3.干涉加強與減弱條件5.相干光疊加后光強:402.條紋的間隔四、薄膜干涉（分振幅干涉）☆出現奇數次半波損失出現偶數次半波損失1.等傾干涉明紋中心暗紋中心412.等厚干涉等傾干涉條紋特點：①圓心的干涉級k最高，離圓心越遠k越低；②中央疏邊緣密并隨e的增加而條紋變密。明紋中心暗紋中心

條紋特點:

僅由等厚線決定，等厚條紋正是由此而得名。42①劈尖干涉明紋中心暗紋中心相鄰兩條明紋之間的厚度差：相鄰兩條明紋之間的距離：對于空氣劈尖,43注意：研究干涉的重點是光程差δ的分析。分析光程差δ時一定要注意半波損失是否存在。②牛頓環明紋半徑暗紋半徑明紋半徑暗紋半徑空氣牛頓環,44一、單縫的夫瑯禾費衍射★光的衍射中央亮紋暗紋亮紋注意：45二、圓孔的夫瑯禾費衍射艾里斑半角寬度:三、光柵衍射光柵方程：主極強的半角寬度：眼睛或望遠鏡的最小分辨角:眼睛或望遠鏡的分辨率(分辨本領)R:缺級：k級主極大缺級46色分辨本領角色散本領四、X射線在晶體上的衍射布拉格條件(公式)47一、起偏和檢偏1、偏振片光學元件一束光入射到偏振片上,只有與其透光方向同向的光矢量或光矢量在該方向的分量通過.2、起偏和檢偏偏振化方向透振方向光強變化★光的偏振48二、馬呂斯定律偏振化方向透振方向光強變化49二、布儒斯特定律布儒