大学物理期末复习宝典PPT.ppt
飞过海,期末总复习,电磁学、近代物理部分,掌握库仑定律，电场强度的概念，场强叠加原理和场强的计算（），并能熟练用来分析解决简单电荷分布的场强计算问题；,理解电荷，电荷守恒定律，电场；,第7、8章 静电场,库仑定律：,电场强度定义：,（点电荷）,场强叠加原理,连续带电体：,点电荷系：,习题册14.3,习题册14.19,无限长均匀带电直线的场强,重要的结论：,无限大均匀带电平面的场强,习题册14.14,理解电场线，电通量，高斯定理及其应用（），并能用来分析解决特殊对称 性情况下的场强分布问题。,带电体在电场中所受的力,习题册14.2,静电场是有源场,对高斯定理的理解：是闭合面上各面元的电场强度，是由全部电荷（面内外电荷）共同产生的矢量和，而过曲面的通量由曲面内的电荷决定。,1.利用高斯定理巧求电通量,立方体边长 a，q位于中心，求每一面的电通量。,习题册14.5，14.6,步骤：1.先分析场源电荷的对称性和电场的对称性,2.作高斯面：根据电场的对称性，使高斯面与电场强度垂直或平行；高斯面上各点的场强大小相等。,3.利用高斯定理求解,2.当场源分布具有高度对称性时求场强分布,（2）轴对称性场源电荷分布为“无限长”的均匀带电直线、直圆柱面、直圆柱体、有一定厚度的直圆筒或者其组合等产生的电场；,（1）球对称性场源电荷分布为均匀带电球面、球体及有一定厚度的球壳或者其组合等产生的电场；,（3）平面对称性场源电荷分布为“无限大”均匀带电平面、平板等产生的电场。,球对称：高斯面为球面,轴对称：高斯面为圆柱面，以电荷对称轴为圆柱的轴,无限大平面对称：高斯面为柱面，底面平行于无限大带点平面,课本：例14.4（P18）,课本：例14.5（P19）,课本：例14.6（P20）,理解静电场的保守性，电势能，静电场环路定理,掌握电势，电势差，电势叠加原理,静电力的功=对应电势能的减少,已知，可求电场力所作的功：,习题册14.15，14.16,习题册14.8,习题册14.22,点电荷的电势：,电势叠加原理,连续带电体：,点电荷系：,注意：只对参考点在无限远的情况成立。,习题册14.9,理解电场强度与电势梯度的关系（）,电场中某一点的电场强度沿任一方向的分量，等于在该方向上电势变化率的负值。,直角坐标系中，场强的各个分量为,飞过海,第9、10章,1、掌握导体静电平衡条件,能用该条件分析带电导体在静电场中的电荷分布;2、能够利用导体静电平衡的规律求解有导体存在时的场强与电势分布;了解静电平衡的应用.3、了解电介质极化，极化强度，电位移矢量。4、理解各向同性均匀介质中电位移矢量与场强的关系，掌握介质中的高斯定理,能利用它们求解有电介质存在时具有一定对称性的电场场强分布.5、理解电容、电容器储能,掌握计算电容器电容的方法。6、理解电场的能量及其能量密度。,静电平衡条件,（1）导体内部各点的电场强度为零；,（2）导体表面处电场强度的方向，都与导体表面垂直。,导体是个等势体，导体表面是个等势面,导体内部没有电荷，电荷只能分布在导体表面,导体表面附近场强与电荷面密度的关系,静电平衡下导体的性质,各向同性均匀电介质,电极化强度,定义：单位体积内分子电偶极矩的矢量和,电极化强度与极化电荷的关系,极化强度与极化电荷面密度的关系:,极化强度对任意闭合面的通量与面内极化电荷的关系：,各向同性均匀的电介质,称为相对电容率或相对介电常数。,称为绝对介电常数。,电介质中的高斯定理,定义：,电容 电容器,注：电容定义中的电荷总指极板上的自由电荷。,电容器中储存的能量为：,电场能量 电场能量密度,电场能量密度,电场能量,在真空中：,理解磁场，磁感应强度矢量（）和磁力线,第12章 恒定电流的磁场,掌握用毕奥萨伐尔定律计算直线和圆环载流导线周围磁场的方法（）,重要结论：,无限长载流直导线的磁场:,半无限长载流直导线的磁场:,载流导线延长线上点的磁场:,载流直导线周围的磁场,载流圆环在圆心处的磁场：,载流圆弧在圆心处的磁场:,圆心角,载流直螺线管内部轴线上的磁场,无限长载流直螺线管内轴线上的磁场:,半无限长载流直螺线管一端的磁场:,习题册 17.2，17.4，17.5，17.6，17.8，17.10，17.11，17.16,理解磁通量，磁学中的“高斯定理”；,习题册 17.1，17.15,掌握安培环路定律及其应用，并能分析解决常见问题,（1）电流 正负的规定：当电流流向与回路L的绕向成右手螺旋时，电流 取正；反之取负.,（2）积分式中的 在路径 L 取值，它是所有电流（无论是否被 L 所围）共同产生的场，只是积分的结果仅与被 L 所围电流有关。,(3)环路定理只适用于闭合电流或无限电流，但对于一段载流导线不适用，只能用毕奥萨伐尔定律。,安培环路定理,无限长载流直导线,无限长载流圆柱,无限长螺线管,对称性,螺绕环,基本步骤：,对称性分析：根据电流的对称性分析磁场的对称性,选取环路原则（与选高斯面类似）：,环路必须过场点，且为规则曲线 环路的长度要便于计算 要求环路上各点 大小相等，方向与环路绕向 一致，目的是将 写成；或者 的方向与环路绕向垂直，,由安培环路定理，求出磁感应强度。,习题册 17.13,运动电荷的磁场公式：,习题册 17.3,17.18,第13章 磁场对电流的作用,安培定律（载流导线受到的安培力、磁场对载流线圈的作用）,一段有限长载流导线所受的磁场力,重要结论：,均匀磁场中载流直导线所受磁场力,均匀磁场中弯曲载流导线所受磁场力,均匀磁场中，弯曲载流导线所受磁场力，与从起点到终点间载有同样电流的直导线 所受的磁场力相同。,均匀磁场中，任意闭合载流导线受磁场 力为零。,习题册 18.8，18.9，18.15，18.16，18.17,其中，载流平面矩形线圈的磁矩,线圈所受磁力矩：,习题册 18.4，18.10，18.11，18.12，18.13,磁场对运动电荷的作用洛伦兹力（半径、周期）,方向：以右手四指由 经小于 的角弯向，拇指 的指向就是正电荷所受洛仑兹力的方向。,大小：,洛仑兹力永远不对粒子作功。它只改变粒子的运动方向，而不改变粒子运动速度的大小。,回转半径,回转周期,第14章 磁场与磁介质的相互作用,磁介质、磁导率（顺磁质、抗磁质、铁磁质）,弱磁介质,习题册 19.3,磁化强度M、磁场强度H,三者之间的关系,一般情况：,各向同性均匀非铁磁介质：,习题册19.4，19.9,磁介质中的安培环路定理,习题册19.5,19.6,19.11,19.12等,第15章 电磁感应,掌握法拉第电磁感应定律（）、楞次定律（）,楞次定律：闭合回路中感应电流的方向，总是使它所激发的磁场来阻止 引起感应电流的磁通量的变化。,判断感应电动势的方向,掌握动生电动势及其计算（）导体在磁场中运动,非静电力：洛仑兹力,理解感生电动势和感生电场（）磁场变化,非静电力：感生电场力,理解自感和互感现象及其规律，磁场的能量密度,自感电动势：,（1）自感,磁链与电流的关系：,自感系数,互感电动势：,（2）互感,磁链与电流的关系：,互感系数,（3）磁场的能量,自感磁能,互感磁能,磁能密度,磁场总能量,对于给定的闭合回路(对非闭合线路，可加辅助线使之闭合)，自行规定绕行正方向，即满足右手螺旋关系的正法线方向。,当计算结果 0时，则感应电动势的方向沿规定的正方向；0时，则感应电动势的方向沿规定的反方向。可利用楞次定律检验所得方向是否正确。根据感应电动势的方向，得到各点电势的高低。,利用法拉第电磁感应定律的解题步骤：,对于有回路的情况，常用法拉第电磁感应定律来求动生电动势和感生电动势。,习题册20.15，20.18，20.19,第16章 电磁场、电磁波,理解位移电流假设和非稳态磁场,位移电流密度,位移电流,“位移电流”不是真正意义下的电流，只是因它有电流强度的量纲才被称作“电流”。它实质上是变化的电场。,麦克斯韦电磁场方程组的积分形式（）,了解电磁辐射基本原理,了解电磁波的能量和基本性质和电磁波谱。,第6章 狭义相对论基础,伽利略变换经典力学的时空观,狭义相对论的基本原理（狭义相对性原理、光速不变原理）,（1）相对性原理：一切物理定律在所有惯性系中的形式保持不变。（2）光速不变原理：光在真空中总是以确定的速度 c 传播。,洛伦兹变换,同时的相对性,时序的绝对性,长度收缩,时间延缓,其中,L逆变换：,相对论动力学（质量、动量、动力学方程、总能量、静止能量、动能、质能关系、能量动量关系）,相对论动能,总能量,静止能量,能量-动量关系式：,相对论质量,相对论动量,普朗克的能量子假设,光电效应,实验规律,瞬时性,爱因斯坦光电效应方程,其中，称为Planck常量。,（1）饱和光电流 iS,（2）截止电压 UC,（3）红限频率0,第26章 波粒二象性,光子的波粒二象性,康普顿效应,实物粒子的波粒二象性（德布洛意波）,不确定关系,概率波与概率幅,德布罗意波是概率波。波函数 定量地描述微观粒子的状态。,能量-时间的不确定关系：,第27章 薛定谔方程,薛定谔方程（普遍、定态）,或,含时Schrdinger方程,波函数的基本性质：从物理上看，波函数的模平方代表发现粒子的概率密度，因此波函数必须是单值、有限、连续的。波函数还应满足归一化条件。,一维运动的粒子（无限深势阱、势垒隧道效应、一维谐振子）,无限深方势阱的势函数：,本征函数的最终结果为：,Schrdinger方程：,与yn对应的粒子状态称为能量本征态。,一维运动的粒子（无限深势阱、势垒隧道效应、一维谐振子）,一维谐振子的势函数：,Schrdinger方程：,能量本征值（利用波函数有限和连续的性质）：,零点能（n=0）：,第28章 原子中的电子,原子的核式结构,波尔理论（假设、结果）,光谱项 T(n)，可将氢以上光谱规律合并为,（3）原子中的电子的角动量满足 量子化条件,氢原子,自旋角动量（ms）,量子化与量子数,自旋角动量在磁场方向分量 只能为,其中ms为自旋磁量子数。,
