山东建筑大学大学物理下复习资料课件.ppt

1、大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学1大 学 物 理主讲教师主讲教师 赵丽萍赵丽萍大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学2 气体动理论气体动理论 复习课复习课大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学31. 理想气体状态方程理想气体状态方程nkTp k2 3pn 平平2. 理想气体压强公式理想气体压强公式k3 2kT 平平 3. 理想气体温度公式理想气体温度公式mpVRTRTM 分子平均平动动能分子平均平动动能2k013 22mkT 平平v气体分子的方均根速率气体分子的方均根速率2033kTRTmM v-1-18.31 J mol

2、KR 大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学4(1) 刚性气体分子的自由度刚性气体分子的自由度分子种类分子种类平动自由度平动自由度 t 转动自由度转动自由度r 总自由度总自由度 i 单原子分子单原子分子 3 0 3双原子分子双原子分子 3 2 5多原子分子多原子分子 3 3 64. 能量按自由度均分定理能量按自由度均分定理(2) 能量按自由度均分定理能量按自由度均分定理气体分子任一自由度均分到的平均动能都等于气体分子任一自由度均分到的平均动能都等于 21。kT如双原子分子：平均平动动能如双原子分子：平均平动动能 k32kT 平平平均转动动能平均转动动能 kkT 转转 大学

3、物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学51mol 理想气体的内能理想气体的内能 2 0RTiE 2m iER TM 质量为质量为 m 的的理想气体的内能改变量理想气体的内能改变量质量为质量为 m 的的理想气体的内能理想气体的内能 2m iERTM 0A 2iEkT N A RkN 自由度为自由度为 i 的分子总平均动能的分子总平均动能 k 2ikT 参考题目：参考题目：课本课本: 例题例题9-1、思考题、思考题 9-6、习题、习题9-13 作业：第作业：第 3、9 题题大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学65. 麦克斯韦分子速率分布麦克斯韦分子速率分布

4、203 2202 ( )4() 2mkTmfekT vvv 分子速率分布函数分子速率分布函数 分子速率分布曲线分子速率分布曲线某一温度下的某一温度下的 f (v) v曲线曲线Ov)(vfpvp022 kTRTmM v最概然速率最概然速率 在平衡态下，理想气体分子分布在速率在平衡态下，理想气体分子分布在速率 vp附近单位附近单位 速率区间内的分子数占总分子数的百分比最大速率区间内的分子数占总分子数的百分比最大。的物理意义：的物理意义：pv 大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学7p022kTRTmM v同一温度下不同气体的速率分布同一温度下不同气体的速率分布2H2OOpvH

5、pvv)(vfo同一气体在不同温度下的速率分布同一气体在不同温度下的速率分布K 3001 T1pv2pvK 200 12 Tv)(vfo结论：结论：同一气体温度越高，同一气体温度越高， 分子的最概然速率越大。分子的最概然速率越大。结论：结论：同一温度下，分子同一温度下，分子 质量小的气体，分子的最质量小的气体，分子的最 概然速率大。概然速率大。大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学82033kTRTmM v088kTRTmM vp022kTRTmM v 三种速率三种速率三三种速率种速率用途不同：用途不同：vp 研究分子速率分布；研究分子速率分布； 计算平均平动动能。计算平

6、均平动动能。2vv 计算平均自由程；计算平均自由程；最概然速率最概然速率平均速率平均速率方均根速率方均根速率参考题目：参考题目：课本：例题课本：例题 9-1、思考题、思考题 9-8、 作业：第作业：第 3、9 题题大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学9平均碰撞频率平均碰撞频率6. 平均自由程平均自由程 和平均碰撞频率和平均碰撞频率 Z2 2 Zn d v Z v2 2 kTd p 212nd 2 2 pZdkT v平均自由程平均自由程 pnkT 参考题目：参考题目：课本：例题课本：例题9-3、思考题、思考题 9-6、 作业：第作业：第 3、9 题题大学物理（下）复习大学

7、物理（下）复习大大 学学 物理学物理学10 热力学基础热力学基础 复习课复习课大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学111. 几个概念几个概念 准静态过程功的计算准静态过程功的计算 d 21 VVVpW 2 TRiE 2 RTiE 理想气体内能及内能的改变量理想气体内能及内能的改变量 TCV m, m,TCV 定体摩尔热容：定体摩尔热容： 2 m,RiCV 定压摩尔热容：定压摩尔热容：RCCVp m,m, 2RRi 比热容比比热容比 m,m, VpCC ii2 1 mM 大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学122. 热力学第一定律热力学第一定律 1

8、2WEEQ 定律中的定律中的符号约定符号约定+系统吸热系统吸热系统放热系统放热系统内能增加系统内能增加系统内能减少系统内能减少系统对外界做功系统对外界做功外界对系统做功外界对系统做功E QW符号符号3. 热力学第一定律在理想气体等值过程、绝热热力学第一定律在理想气体等值过程、绝热 过程中的应用过程中的应用 大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学13过程过程特征特征 过程方程过程方程吸收热量吸收热量Q对外做功对外做功W 内能增量内能增量 E等等温温等等压压等等体体绝绝热热T=常量常量12lnVVRT pV = C000p=常量常量CTV TCV m, TCV m, V=常量

9、常量 CTp TCp m, )(12VVp 1CpV 21CTV TR 或或12lnVVRT 31CTp 21lnppRT 或或21lnppRT 或或12211 VpVp或或Q = 0TCV m, TCV m, TCV m, 记忆方法记忆方法,12WEEQ 21dVVVpW ，RTpV 大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学145. 循环过程循环过程循环过程的特征：循环过程的特征： E = 0正循环：系统对外做功正循环：系统对外做功热机效率热机效率1QW净净 121QQ pVOaBbAVAVBpApBW 021QQW 净净循环过程的功：循环过程的功：Q1Q2注：注：Q2

10、取绝对值取绝对值参考题目：参考题目：课本：例题课本：例题10-5、10-6、习题、习题 10-15、10-17 作业：第作业：第 15 题题 大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学15振动振动 复习课复习课大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学16)cos( tAx 简谐运动微分方程简谐运动微分方程 简谐运动简谐运动 简谐运动表达式简谐运动表达式1. 简谐运动的特征简谐运动的特征(1) 动力学特征动力学特征 kxF 2xa (2) 运动学特征运动学特征0dd 222 xtx 或或以上各式可作为简谐运动的以上各式可作为简谐运动的判据判据（具备其一即可）

11、。（具备其一即可）。大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学173. 描述简谐运动的三个特征量：描述简谐运动的三个特征量： 、A22002Ax v00tanx v(1) 角频率角频率 由振动系统本身的性质决定：由振动系统本身的性质决定：)cos(dd222 tAtxa)sin(dd tAtxv2. 简谐运动的速度、加速度简谐运动的速度、加速度 A mv2m Aa (2) 振幅振幅 A 和初相位和初相位 mk 如如 由初始条件由初始条件( x0、v0 ) 确定确定 A 和和 已知已知 x0、且知、且知 v0 的方向，确定初相位用旋转矢量法。的方向，确定初相位用旋转矢量法。大学

12、物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学18 简谐运动求解的两类问题简谐运动求解的两类问题第一类问题：第一类问题：证明物体作简谐运动证明物体作简谐运动第二类问题：第二类问题：建立简谐运动表达式建立简谐运动表达式)cos( tAx描述简谐运动的三个特征量：描述简谐运动的三个特征量：A 、 参考题目：参考题目：课本：例题课本：例题11-4、11-5、习题、习题 11-2、11-7 作业：第作业：第 15 题题大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学19 简谐运动的合成简谐运动的合成)cos(111 tAx)cos(222 tAx )cos(2 12212221

13、AAAAA)cos( tAx coscossinsintan 22112211 AAAA 合振幅合振幅初相位初相位合振动合振动简谐振动简谐振动 212时时，当当k 21AAA )12(12时时，当当 k 21AAA 合振动加强合振动加强合振动减弱合振动减弱两个同方向同频率简谐运动的合成两个同方向同频率简谐运动的合成 参考题目：参考题目：课本：习题课本：习题 11-12、 作业：第作业：第 6 题题大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学20波动波动 复习课复习课大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学211. 平面简谐波的波动表达式（波函数）平面简谐波的

14、波动表达式（波函数） 设设O点点处质点的振动方程处质点的振动方程 tAyOcos)(cos uxtAy则沿则沿 x 轴传播的平面简谐波的轴传播的平面简谐波的波动表达式（波函数）波动表达式（波函数）)(2cos xTtAy)2cos( xtAy kxtAcos)(2cos xtAy波动表达式波动表达式还可表示为还可表示为 大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学22 波动表达式的物理意义波动表达式的物理意义 )(cos uxtAy0cos ()xyAtu (2) 如果如果 t 给定（令给定（令 t = t0），则波动表达式变为），则波动表达式变为 t0时刻的波形方程时刻的波形

15、方程0cos ()xyAtu y 是是 t 的函数。的函数。 y 是是 x 的的函数。函数。 (1) 如果如果 x 给定（令给定（令 x = x0），则波动表达式变为），则波动表达式变为 x0处质点的振动方程处质点的振动方程y tOTx0处处质点的振动曲线质点的振动曲线yxO ut0时刻时刻各各质点的位移质点的位移t0大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学23 波动中各质点振动的速度和加速度波动中各质点振动的速度和加速度ty v22tya )(sin uxtA)(cos2 uxtA (3) 如果如果 x 与与 t 都发生变化，则都发生变化，则波动表达式包括波动表达式包括了

16、了 不同时刻的波形不同时刻的波形，它反映了波形的传播。，它反映了波形的传播。 )(cos uxtAyy 是是 x 和和 t 的函数的函数tuyxOt + t不同时刻的波形不同时刻的波形参考题目：参考题目：课本：例题课本：例题 12-2、12-3、习题、习题12-6、12-8 作业：第作业：第11、12、13、15题、题、大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学24波节波节波节的位置波节的位置(21)4xk 波腹波腹 2xk 波腹的位置波腹的位置) , 2 , 1 , 0 ( k ( 0,1, 2, )k 2x 驻波振幅驻波振幅 2 cos(2) xA 2. 驻波驻波1222

17、cos 2cosxyyyAtT （） （）1cos2()txyAT ，2cos2()txyAT 驻波方程驻波方程 2k k A2=0相邻两波腹（或波节）的距离相邻两波腹（或波节）的距离/ 2 x 参考题目：参考题目：课本：习题课本：习题12-16 作业：第作业：第17题题大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学253. 多普勒效应多普勒效应 波源或观察者相对于介质运动时，而使观察者接波源或观察者相对于介质运动时，而使观察者接 收到的波的频率发生变化的现象，称为收到的波的频率发生变化的现象，称为多普勒效应多普勒效应 。0S uu vv符号的规定：符号的规定： 观察者接收到的频

18、率；观察者接收到的频率； 波源的频率；波源的频率； v0 观察者的运动速度；观察者的运动速度； vS 波源的运动速度；波源的运动速度； u 波速波速。波源和观察者相向运动时：波源和观察者相向运动时：v0 取取正正，vS 取取正正；波源和观察者相背运动时：波源和观察者相背运动时：v0 取取负负，vS 取取负负;参考题目：参考题目：课本：习题课本：习题12-18、12-19 作业：第作业：第8、9题题 大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学26 (1) 电磁波是横波，电磁波是横波， 三者互相垂直，三者互相垂直，且构成右手螺旋关系。且构成右手螺旋关系。E H u 、 、EH 对

19、于平面电磁波有对于平面电磁波有(5) 电磁波的传播速度电磁波的传播速度1 uuuEHEHuEH(2) 电磁波具有偏振性。电磁波具有偏振性。00HE 平面电磁波的一般性质平面电磁波的一般性质E H (3) 和和 都做周期性变化都做周期性变化, ,且频率相同，相位相同。且频率相同，相位相同。 E H (4) 在空间同一点任何时刻在空间同一点任何时刻 和和 量值关系满足量值关系满足 4. 电磁波电磁波)( cos0 uxtEE)( cos0 uxtHH 沿沿 x 轴正方向传播的平面简谐电磁波波动表达式轴正方向传播的平面简谐电磁波波动表达式参考题目：参考题目：课本：习题课本：习题12-20 作业：第作

20、业：第10题题大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学27 在真空中沿着在真空中沿着x 轴正方向传播的平面电磁波，其轴正方向传播的平面电磁波，其 电场强度波的波动表达式是电场强度波的波动表达式是 ， 则磁场强度波的则磁场强度波的波动表达式波动表达式是：是：0cos2(/)zEEtx000(B) /cos2( / )yHEtx 000(C) /cos2( / )zHEtx 000(D) /cos2( / )yHEtx 000(F) /cos2( / )yHEtx 000(E) /cos2( / )yHEtx 000(A) /cos2( / )xHEtx DxzyE H u 0

21、000HE 0000EH 真空中：真空中：相相位位相相同同；、 HE例题例题大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学28光学光学 复习课复习课大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学29 杨氏双缝干涉杨氏双缝干涉O1O1S2SSP Dd r xD d1r2rB21 xrrrdD 由由 S1、S2 发出的两束光的波程差发出的两束光的波程差2) 12( k明条纹明条纹 暗条纹暗条纹), 2 , 1 , 0( k), 2 , 1 , 0( k k 1. 双缝干涉明、暗条纹的条件双缝干涉明、暗条纹的条件一、一、光的干涉光的干涉 大学物理（下）复习大学物理（下）复

22、习大大 学学 物理学物理学302. 双缝干涉明、暗条纹位置双缝干涉明、暗条纹位置明纹中心位置明纹中心位置暗纹中心位置暗纹中心位置 Dxkd (21) 2Dxkd ), 2 , 1 , 0( k), 2 , 1 , 0( k相邻相邻两两明（或暗）条纹间距为明（或暗）条纹间距为 Dxd O1O1S2SS Dd r x D d1r2rP k = 0 k = 1 k = - -1 第一条第一条 第一条第一条零级明条纹零级明条纹 第二条第二条 第二条第二条k = 0k = 1参考题目：参考题目： 课本：例题课本：例题13-1、13-2 作业：第作业：第9、10、11题题大学物理（下）复习大学物理（下）复

23、习大大 学学 物理学物理学31 薄膜干涉薄膜干涉(1) 反射光的干涉反射光的干涉22221 2(sin) dnni 一般情况下，薄膜上、下一般情况下，薄膜上、下 表面表面两反射光线的光程差两反射光线的光程差1n3n2n1M2MdPiC34E5 B2LA1SD1. 等倾干涉等倾干涉 当当n1 n3时时，上表面反射时上表面反射时有有半波损失半波损失 当当n1 n2 n3时时，下表面反射时下表面反射时有有半波损失半波损失 当当n1 n2 n2 n3时时，上下表面反射时上下表面反射时均无均无半波损失半波损失2 = 0两反射光的两反射光的附加光程差附加光程差 的确定：的确定： 大学物理（下）复习大学物理

24、（下）复习大大 学学 物理学物理学3222221 2(sin) 2dnni 1n3n2n1M2MdPiC34E5 B2LA1SD 当薄膜处在当薄膜处在同一介质中同一介质中时，时， 两反射光的光程差两反射光的光程差(2) 透射光的干涉透射光的干涉222212(sin) dnni 当薄膜处在当薄膜处在同一介质中同一介质中时，两透射光线的光程差时，两透射光线的光程差特例：特例：当薄膜处在当薄膜处在同一介质中同一介质中，且，且光线垂直入射薄膜时：光线垂直入射薄膜时：2 22n d 若若两反射光的光程差两反射光的光程差则则两透射光的光程差两透射光的光程差2 2 n d 大学物理（下）复习大学物理（下）复

25、习大大 学学 物理学物理学33特例：特例：当薄膜处在当薄膜处在同一介质中同一介质中，且，且光线垂直入射薄膜时：光线垂直入射薄膜时：2 22n d 若若两反射光的光程差两反射光的光程差则则两透射光的光程差两透射光的光程差2 2 n d 明纹明纹暗纹暗纹(21)2k (0,1,2,)k k ), 2 , 1( k 等倾干涉明、暗条纹条件等倾干涉明、暗条纹条件利用等倾干涉明、暗条纹条件，计算薄膜的厚度。利用等倾干涉明、暗条纹条件，计算薄膜的厚度。参考题目：参考题目： 课本：例题课本：例题13-3、13-7、习题、习题13-4 作业：第作业：第2题题大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理

26、学物理学34 且光线且光线 垂直入射垂直入射劈尖时，劈尖时，劈尖上、下表面两劈尖上、下表面两 两反射光的光程差两反射光的光程差 n 2. 劈尖劈尖1n1nnd1nn 22nd 明纹明纹暗纹暗纹(21)2k ), 2 , 1 , 0( kk ),2, 1( k=(2) 各级明、暗各级明、暗纹对应的劈尖膜厚度纹对应的劈尖膜厚度 2 nkdk 暗暗 2)21( nkdk 明明(3) 相邻两明相邻两明( (或暗或暗) )纹对应膜的厚度差纹对应膜的厚度差n2 kkddd 1 (4) 相邻两明纹相邻两明纹( (或暗纹或暗纹) )的间的间距距 劈尖劈尖干涉条纹的特点干涉条纹的特点:(1) 干涉条纹为平行于劈

27、尖棱边的等间距干涉条纹为平行于劈尖棱边的等间距直条纹。干涉级随膜的厚度而增加。直条纹。干涉级随膜的厚度而增加。 sin2nb 当劈尖膜处于当劈尖膜处于同一介质同一介质，bkd1 kd d 参考题目：参考题目： 课本：例题课本：例题13-6 作业：第作业：第8、13题题大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学353. 牛顿环牛顿环 当入射光当入射光垂直入射垂直入射牛顿环装置时，环状空气牛顿环装置时，环状空气劈尖上、劈尖上、下表面两反射光的光程差下表面两反射光的光程差 ROO rdr22d 22 RrRrd22 )3 , 2 , 1( 2) 12( kRkr 明纹半径明纹半径

28、)2 , 1 , 0( kkRr 暗纹半径暗纹半径平凸透镜的平凸透镜的曲率曲率半径半径 mrrRkmk22 (21)2k k 明环明环暗环暗环(1,2,3)k (0,1,2,3)k 参考题目：参考题目： 课本：作业：第课本：作业：第5、6题题大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学 (1) 从反射光中观测，牛顿环中心是亮点还是从反射光中观测，牛顿环中心是亮点还是 暗点？从透射光中观测，中心是亮点还是暗点？暗点？从透射光中观测，中心是亮点还是暗点？ 讨论讨论 明纹明纹 暗纹暗纹2) 12( k),2, 1 ,0( k k),2 , 1( k22d 可知可知 d = 0 处满足

29、暗纹条件，处满足暗纹条件，故从故从反射光中观测，牛顿反射光中观测，牛顿 环中心是暗点。环中心是暗点。 2d 暗纹暗纹),2 , 1 ,0( k 明纹明纹(0 1,2,)k ，2)12( k k 由两反射光光程差满足的干涉条件由两反射光光程差满足的干涉条件 由两透射光光程差满足的干涉条件由两透射光光程差满足的干涉条件 可知可知 d = 0 处满足明纹条件，处满足明纹条件，故从故从透射光中观测，牛顿透射光中观测，牛顿 环中心是亮点。环中心是亮点。大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学37 (3) 改变平凸透镜与玻璃板间的距离，改变平凸透镜与玻璃板间的距离， 即改变膜的厚度，问

30、干涉圆环将如何变化即改变膜的厚度，问干涉圆环将如何变化? ?作业：第作业：第5 5、6 6题题平凸透镜向上平移，空气膜变厚，平凸透镜向上平移，空气膜变厚，干涉干涉圆环向环心收缩；圆环向环心收缩；平凸透镜向下平移，空气膜变薄，平凸透镜向下平移，空气膜变薄，干涉干涉圆环向外扩张。圆环向外扩张。 牛顿环干涉中，牛顿环干涉中， 非线性变化，靠近中心非线性变化，靠近中心 小，小，l 大；边大；边 缘缘 大，大，l 小。所以牛顿环条纹内疏外密。小。所以牛顿环条纹内疏外密。 (2) 牛顿环牛顿环属于等厚干涉，为什么条纹间距不等？属于等厚干涉，为什么条纹间距不等？劈尖干涉中，相邻明（或暗）条纹间距劈尖干涉中，

31、相邻明（或暗）条纹间距， sin2nl 若若 n、 不变，则不变，则 l 不变。不变。大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学38BAfa PC 当光线垂直入射单缝时，当光线垂直入射单缝时， sin ACa 1. 单缝衍射明暗纹条件单缝衍射明暗纹条件P 处衍射条纹的明暗取决于处衍射条纹的明暗取决于 单缝边缘两光线的光程差单缝边缘两光线的光程差 Osin0a sin(21)2ak sin22akk 中央明纹中央明纹 明纹明纹 暗纹暗纹), 2 , 1( k),2, 1( k 单缝的夫琅禾费衍射单缝的夫琅禾费衍射二、二、光的衍射光的衍射 大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大

32、 学学 物理学物理学392. 单缝衍射图样的特点单缝衍射图样的特点 (1) 光强分布（如图）光强分布（如图） sinI Oa 2a 3 a a 2a 3 a (2) 单缝单缝衍射明、暗条纹的位置衍射明、暗条纹的位置kkfx tan 暗纹暗纹sinkkka 暗暗暗暗kf sin明纹明纹sin(21)2kkka 明明明明102xx 2fa 中央中央明纹明纹线宽度线宽度其它其它明纹宽度明纹宽度1kkxxx 明明暗暗暗暗0 x aPfBA k O k- - x1- - xkfa (3) 明条纹的宽度明条纹的宽度L参考题目：参考题目：课本：例题课本：例题13-7 作业：第作业：第20题题大学物理（下）复

33、习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学40 参考例题参考例题 波长为波长为 6000 的单色光垂直入射到缝宽的单色光垂直入射到缝宽 0.2mm 的单缝上，缝后用焦距为的单缝上，缝后用焦距为 50cm 的透镜将衍射光的透镜将衍射光 会聚到屏幕上。求会聚到屏幕上。求: (1) 中央明纹的角宽度、线宽度；中央明纹的角宽度、线宽度； ( (2) )第一级明条纹的位置及此时单缝处的波面可分为几个第一级明条纹的位置及此时单缝处的波面可分为几个半波带？半波带？ (3) 第一级明条纹宽度。第一级明条纹宽度。解解( (1) )中央明纹的中央明纹的角宽度角宽度0122a 310102 . 01060002

34、rad1063 中央明纹的中央明纹的线宽度线宽度0122xxfa 37102 . 01065 . 02 m1033 (2) 第一级明纹位置对应的衍射角由第一级明纹位置对应的衍射角由1sin(21) 2ak 11 sin(21)2ka 得得37100.22106 ) 112( rad104.53 1010m 147大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学41bfBA) 1) 1x1111tansinxff 第一级明条纹的位置第一级明条纹的位置3105 . 45 . 0 m1025. 23 由明纹衍射条件由明纹衍射条件可知，对应可知，对应 1 值有值有2) 112( (3) 第

35、一级明条纹宽度第一级明条纹宽度0121xx m105 . 13 对应对应 1 值，值，单缝处波单缝处波面可分为面可分为 3 个半波带个半波带。sin(21) 2ak 1sina 47 23 大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学422. 光栅方程光栅方程sin dk 当光线垂直入射光栅时，当光线垂直入射光栅时，P 点出现明纹的条件点出现明纹的条件是是), 2 , 1 , 0( k 光栅衍射明纹的条件光栅衍射明纹的条件 光栅衍射光栅衍射1. 光栅常数光栅常数 d = a+ bbad光栅常数与光栅缝数光栅常数与光栅缝数/ /cm（或刻痕数（或刻痕数/ /cm ) )成倒数关系

36、。成倒数关系。3. 光栅缺级现象光栅缺级现象 fP ddsin sin ak sin dk 当衍射角当衍射角 的光线的光线同时满足同时满足(0,1,2, ) k ), 3 , 2 , 1( k时，满足光栅方程的主明纹将时，满足光栅方程的主明纹将 消失，消失，缺级的级数缺级的级数 dkka (1, 2, 3,)k 大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学43参考题目：参考题目：课本：例题课本：例题13-10 习题习题13-8 作业：第作业：第 23 题题大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学44 P1自然光自然光 检偏器检偏器线偏振光线偏振光 P2 起偏

37、器起偏器三、光的偏振三、光的偏振 光强为光强为I1的的线偏振光，透过检偏器后的光强为线偏振光，透过检偏器后的光强为 马吕斯定律马吕斯定律221 cos II 自然自然光透过起偏器后，出射光为线偏振光，光透过起偏器后，出射光为线偏振光，出射光出射光 强为入射光强的一半强为入射光强的一半。 I0I2=？012II 式中式中 为入射到为入射到 P2 的的 线偏振光振动方向与线偏振光振动方向与 P2偏振化方向的夹角。偏振化方向的夹角。 或两偏振片偏振化方或两偏振片偏振化方 向间的夹角。向间的夹角。 马吕斯定律马吕斯定律 参考题目：参考题目：课本：例题课本：例题13-12 习题习题13-23 作业：第作

38、业：第 25、27、28 题题大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学45 实验表明实验表明: : 反射光的偏振化程度和入射角有关。反射光的偏振化程度和入射角有关。 布儒斯特定律布儒斯特定律当入射角当入射角 i 等于某一等于某一特定值特定值 ，且满足且满足Bi tan 12nniB 时，反射光为完全偏振时，反射光为完全偏振光，且光，且只有垂直于入射只有垂直于入射面的光振动面的光振动。 布儒斯特定律布儒斯特定律 当入射角当入射角i 为布儒斯为布儒斯 特角特角iB 时，有时，有 2 riBBi自然光自然光空气空气1n玻璃玻璃2nrBi完完全全偏偏振振光光 参考题目：参考题目：作

39、业：第作业：第 30、31、32 题题大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学46 量子物理量子物理 复习课复习课大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学47 光电效应光电效应 h 1. 光子的能量光子的能量2m1 2hmW v2. 光电效应方程光电效应方程0 Wh 4. 截止频率截止频率 0（红限）（红限）0 Wh 5. 遏止电势差遏止电势差 Ua2ma12meU v a0hUe 3. 逸出功逸出功2ma12meU v0 Wh 光电效应方程光电效应方程AVKA- - + + 当光照射在某些金属表面上时，有可能使金属中的电子当光照射在某些金属表面上时，有

40、可能使金属中的电子逸出金属表面，这种现象称为逸出金属表面，这种现象称为光电效应光电效应。iUO1miaU 光强较弱光强较弱光强较强光强较强光电效应的伏安特性曲线光电效应的伏安特性曲线2miaU CsOZnPt0Zn 0Pt 0Cs 大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学48参考题目：参考题目：课本：例题课本：例题14-3 习题习题14-4、14-5 作业：第作业：第 1、7 题题大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学49 康普顿效应康普顿效应 康普顿效应康普顿效应 X 射线在石墨体上散射时，射线在石墨体上散射时， 散射线中除有与入射线散射线中除有与入

41、射线波长波长 0 相同的相同的射线之外，射线之外，还有波长还有波长 0 的的射线。射线。 波长的偏移量波长的偏移量 = - - 0 X 射线在石墨体上散射时，射线在石墨体上散射时， X 射线的光子与散射线的光子与散射物质中的电子发生弹性射物质中的电子发生弹性碰撞过程中，碰撞过程中，光子与电子光子与电子 组成的组成的系统能量守恒、动量守恒：系统能量守恒、动量守恒： 康普顿效应的定量计算康普顿效应的定量计算 大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学50 xy入射光子入射光子0 e 反冲电子反冲电子 散射光子散射光子 0h h 20cmEe 2mcEe 00 v电子电子 vhpe

42、c epm v000hpec 2200mchcmhv 系统能量守恒系统能量守恒系统动量守恒系统动量守恒0coscoshhmcc v0sincoshmc v因电子是与光子发生作用，电子质量因电子是与光子发生作用，电子质量021)mmc (vhp c x 方向方向:y 方向方向:00ep 大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学51)cos1(00 cmh联立解联立解式可得散射波长的偏移量式可得散射波长的偏移量 康普顿散射公式康普顿散射公式cmhc0 电子的康普顿波长电子的康普顿波长 m1043. 212 注意：注意：反冲电子的动能反冲电子的动能 202kcmmcE hhv 0

43、参考题目：参考题目：课本：例题课本：例题14-4 习题习题14-6、14-10 作业：第作业：第 9 题题大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学52 在康普顿散射实验中，当能量为在康普顿散射实验中，当能量为0.50MeV 的的X射射线的光子射中一个静止电子时，该电子获得的动能为线的光子射中一个静止电子时，该电子获得的动能为 0.20MeV，求散射光子的能量、波长、动量。，求散射光子的能量、波长、动量。 解解 X 射线的光子与电射线的光子与电子时碰撞过程中，二者组成子时碰撞过程中，二者组成的系统能量守恒，有的系统能量守恒，有h (0.500.20)MeV 2200mchcm

44、hv )(2020cmmch 散射光子的能量散射光子的能量 0 xyk0Eh MeV30. 0 e入入射光子射光子 0散射光子散射光子 参考题目参考题目大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学53可得可得散射光子的波长散射光子的波长 chh 由由 hc 3486196.63 103 10m0.30 101.6 10 散射光子的动量散射光子的动量 hp 341126.6310kg ms 4.1410 m104.14 12 mskg101.60 122 大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学54 波长波长 0 = 1.0 10- -10m 的的 X 光射线

45、的光子与静止的光射线的光子与静止的自由电子作弹性碰撞，在与入射角成自由电子作弹性碰撞，在与入射角成 90o 角的方向上角的方向上 观察，求观察，求 (1) 散射光子的波长；散射光子的波长；(2) 反冲电子的动能？反冲电子的动能？ (3) 在碰撞中，光子的能量损失了多少？在碰撞中，光子的能量损失了多少？解解 (1)cos1 (0 cmh)90cos1( c m1043. 212 0101.024 10m 17散射散射光子光子波长波长由康普顿散射公式可得散射由康普顿散射公式可得散射光子光子波长的增量波长的增量= 01012(1.00 102.43 10)m 参考题目参考题目c 大学物理（下）复习大

46、学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学55202kcmmcE 由上式得反冲电子的动能由上式得反冲电子的动能(2) 光子与电子作弹性碰撞，系统能量守恒有光子与电子作弹性碰撞，系统能量守恒有eV295 (3) 根据根据能量守恒，能量守恒，光子损失的能量应光子损失的能量应等于等于反冲反冲 电子的动能，即电子的动能，即hhE 0光光子子hh 02200mchcmh chch 0eV 295 kE )11(0 hc3481010116.63 103 10()J1.00 101.024 10 J1072. 417 大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学56 氢原子光谱氢原子光谱 玻

47、尔理论玻尔理论1. 氢原子光谱的普遍公式氢原子光谱的普遍公式22111 () Rkn 当当 k = 1, 2, , 里德伯公式里德伯公式 n = k+1, k+2, 。当当 k 取某一定值时，由取某一定值时，由 n =k+1, k+2, 就构成一谱线系，如就构成一谱线系，如赖曼系赖曼系 (紫外区紫外区)巴耳末系巴耳末系(可见光区可见光区)帕邢系帕邢系(红外区红外区)22111(),1Rn 22111(),2Rn 22111(),3Rn 1k 2k 3k 2,3,n 3,4,n 4,5,n 71 1.097213 10 mR 式式中中； 大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理

48、学572. 氢原子的玻尔理论氢原子的玻尔理论 玻尔理论的三条基本假设玻尔理论的三条基本假设 原子中的电子可以在一些特定的圆轨道上原子中的电子可以在一些特定的圆轨道上 运动而不辐射电磁波，这时原子处于稳定状态，简称运动而不辐射电磁波，这时原子处于稳定状态，简称定态定态。 (1) 定态假设定态假设(2) 频率假设频率假设 nkEEh EkEn发发射射吸吸收收 当原子从高能态当原子从高能态 En 跃迁到低能态跃迁到低能态 Ek 时，时，要发射频率为要发射频率为 的光子，光子的频率满足的光子，光子的频率满足(3) 轨道角动量量子化假设轨道角动量量子化假设 原子中电子以速率原子中电子以速率 v 绕核作半

49、径为绕核作半径为 r 圆周运动时，电子的圆周运动时，电子的 角动量角动量2hnrmL v+E1E3 E2E1 E2 E3,3,2, 1 n 频率条件频率条件 量子化条件量子化条件大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学58 2220nmehrn , 3 , 2 , 1 n轨道半径轨道半径 1 时时：式式中中 n 20narn 各轨道半径各轨道半径m 1029. 5 112200 meha 422201 8nmeEhn 氢原子的能量氢原子的能量,3,2,1 n220418hmeE eV 6 .13 式中式中 n = 1 时，时，基态能量：基态能量： 21nEEn 各级激发态能

50、量各级激发态能量 3. 氢原子轨道半径和定态能量的计算氢原子轨道半径和定态能量的计算 ,3,2,1 n,3,2,1 n大学物理（下）复习大学物理（下）复习大大 学学 物理学物理学591n 2n 3n 4n En - -3.40(eV)- -1.51- -0.850- -13.6赖曼系赖曼系巴耳末系巴耳末系帕邢系帕邢系布拉开布拉开氢原子光谱中不同谱线的产生氢原子光谱中不同谱线的产生连续区连续区普丰德普丰德k = 1 赖曼系赖曼系k = 2 巴耳末系巴耳末系k = 3 帕邢系帕邢系n = 2,3, n = 3, 4, n = 4,5, 2211()Rkn k = 4 布拉开系布拉开系n = 5,