大学物理2期末复习ppt课件.ppt

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1、1.简谐运动的特征及其表达式,力与位移成正比且反向。,动力学特征:,微分方程：,运动学方程：,运动学特征:,上述四式用以判断质点是否作简谐运动,第九章 振动,2.能够有初始条件或振动曲线得到运动方程,根据初始条件： 时， , ，得,*由运动曲线得到运动方程，结合旋转矢量法。,位移,速度,加速度,3.简谐振动的位移、速度、加速度,称为速度幅,速度相位比位移相位超前/2。,称为加速度幅,加速度与位移反相位。,动能,势能,以水平弹簧振子为例讨论简谐振动系统的能量。,系统总的机械能：,简谐运动的能量,相位,逆时针方向,M 点在 x 轴上投影(P点)的运动规律：,的长度,旋转的角速度,旋转的方向,与参考

2、方向x 的夹角,振动振幅A,振动圆频率,1.旋转矢量与简谐运动对应关系,旋转矢量,例：简谐振动的表达式及确定方法：,然后确定三个特征量：、A、,旋转矢量法确定：先在X轴上找到相应x0，有两个旋转矢量，由v的正负来确定其中的一个,P8例； P15例P37：1-5、7、14、15,第十章 波动,1、四个物理量的联系及波函数的标准形式,上式代表x1 处质点的简谐运动方程。,x 一定。令x=x1，则质点位移y 仅是时间t 的函数。,2、波函数的物理意义,同一波线上任意两点的振动位相差:,即,t 一定。令t=t1，则质点位移y 仅是x 的函数。为此时刻的波形。,x、t 都变化,*能够由已知点的运动方程得

3、到波函数。,如已知x0点的运动方程为：,则波函数为：,*掌握由波形得到波函数方法。,介质中波动传播到的各点都可以看作是发射子波的波源，而在其后的任意时刻，这些子波的包络就是新的波前.,1 惠更斯原理,四惠更斯原理 波的衍射、反射和折射,波在传播过程中遇到障碍物，能绕过障碍物的边缘，在障碍物的阴影区内继续传播.,2 波的衍射,频率相同、振动方向平行、相位相同或相位差恒定的两列波相遇时，使某些地方振动始终加强，而使另一些地方振动始终减弱的现象，称为波的干涉现象.,3 波的干涉,波源振动,干涉现象的定量讨论,传播到 P 点引起振动的振幅为：,定值,讨 论,1驻波方程,同一介质中，两列振幅相同的相干波

4、在同一条直线上沿相反方向传播叠加后就形成驻波。,驻波,结论：1、相邻波节（波腹）的间距为半个波长。2、相邻两波节间各点振动相位相同，一波节两侧各点振动相位相反,会分析波节波腹的位置。,当波从波疏介质垂直入射到波密介质,被反射到波疏介质时形成波节. 入射波与反射波在此处的相位时时相反, 即反射波在分界处产生 的相位跃变，相当于出现了半个波长的波程差，称半波损失.,相位跃变（半波损失）,观察者向波源运动 + ，远离 -,波源向观察者运动 - ，远离 +,波源和观察者接近时，,波源和观察者背离时，,六多普勒效应,P53例1、例2； P63例； P69例；P88：1-5、7、8、10、11、12、13

5、、14、20、21、24、29,波动光学,光的衍射（夫琅禾费）,单缝衍射,光栅衍射,光的偏振,起（检）偏方法,偏振片(二向色性),利用反射与折射,十一章内容结构,（横波）,圆孔衍射,1相干光的产生,1）原理： 由普通光源获得相干光，必须将同一光源上同一点或极小区域（可视为点光源）发出的一束光分成两束，让它们经过不同的传播路径后，再使它们相遇，这时，这一对由同一光束分出来的光的频率和振动方向相同，在相遇点的相位差也是恒定的，因而是相干光。,2）方法：振幅分割法；波阵面分割法,一 相干光,二 杨氏双缝干涉实验,波程差,减弱,暗纹,屏上相邻明条纹中心或相邻暗条纹中心间距为,条纹间距,物理意义：光在介

6、质中通过的几何路程折算到同一时间内在真空中的路程.,(1)光程,光在媒质中传播的几何路程（波程）与媒质折射率的乘积,由于均匀介质有：,相位差和光程差的关系：,光程差：,(2)光程差 (两光程之差),上式中的波长为真空中波长。,反射光的光程差,加 强,减 弱,1. 均匀薄膜干涉(等倾干涉),四薄膜干涉,*会判断半波损失的有无。,2. 非均匀薄膜干涉（等厚干涉）,明纹,暗纹,干涉条件,=,明暗条纹对应的厚度d,明纹,暗纹,(1)棱边处,为暗纹有“半波损失”,(2)相邻明纹（暗纹）间的厚度差,(3)条纹间距,1,两相邻半波带上对应点发的光在P 处干涉相消形成暗纹,五 单缝的夫琅禾费衍射,菲涅耳半波带

7、法： 作若干垂直于束光、间距为入射光波长一半的平行平面如图所示，这些平行平面把缝处的波阵面AB 分成面积相等的若干个带，称为菲涅耳半波带。,上式在衍射角较小时成立，中央明纹是其他明纹宽度的2倍。,六 圆孔的夫琅禾费衍射,两艾里斑中心的角距离等于每个艾里斑的半角宽度,七光栅,(b+b)sin = k,k= 0, 1, 2, 3 ,-光栅方程。,八 自然光、偏振光、部分偏振光,线偏振光,光振动垂直板面,光振动平行板面,自然光,平行板面的光振动较强,垂直板面的光振动较强,部分偏振光,九 马吕斯定理,非布儒斯特角入射, 反、折射光均为部分偏振光,布儒斯特角入射 反射光为线偏振光,起偏振角布儒斯特角,十

8、 布儒斯特定律,P99：例1、2； P105：例1； P110：例；P124：例1；P127：例1； P140：例； P142：例P166：1-7、8、9、12、13、14、15、21、 23、24、25、26、27、29、31 、34、35、36,理想气体物态方程一,气体动理论,理想气体物态方程二,气体处于平衡态时，分子任何一个自由度的平均能量都相等，均为 ，这就是能量按自由度均分定理 .,分子的平均能量,理想气体的内能,理想气体的内能 ：分子动能和分子内原子间的势能之和.,1 mol 理想气体的内能,理想气体的内能,理想气体内能变化,速率分布函数,表示速率在 区间的分子数占总分子数的百分比.,表示在温度为 的平衡状态下，速率在 附近单位速率区间 的分子数占总数的百分比 .,的物理意义：,P208：1-4、7、8、9、21、 23。,热力学第一定律,系统从外界吸收的热量，一部分使系统的内能增加，另一部分使系统对外界做功 .,热力学基础,准静态过程,微变过程,要求掌握：1、等压、等体、等容和绝热过程的做功、吸热、内能改变等问题。2、能够熟练写出绝热方程。3、会判断循环做正功还是负功，是热机循环还是制冷机循环。4、会计算热机循环效率，制冷系数等，特别是卡诺循环。理解：第一和第二定律,P232：例1；卡诺循环P255：1-6、10、14、15、18、 23、26,