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大学物理(下)期末复习课2013.ppt

大学物理(下)期末复习课2013

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2019-04-25 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《大学物理(下)期末复习课2013ppt》,可适用于高等教育领域

期末复习课一、电磁感应感应电动势不论是动生电动势或感生电动势均可由法拉第电磁感应定律结合愣次定律求解。由算出电动势的大小(必要时可添加不产生附加电动势的辅助线)结合愣次定律判定电动势的方向。(先积分后求导)第八章变化的电场和磁场期末复习课感生电动势动生电动势(了解不做计算要求)期末复习课在与均匀恒定磁场B垂直的平面内有一半径为R的圆弧形导线abc。导线沿图示方向以速度v向右平动。求导线上的动生电动势。解:作辅助线ac闭合回路abca在运动过程中磁通量不变故辅助线ac长度导线上动生电动势的大小方向由c点经b点指向a点a点电势高且与速度v垂直。期末复习课通有电流I的长直导线与一导线框共面长为L的金属细杆ab在导线框上以速度v滑动如图所示。试求任一时刻线框中感应电动势的大小和方向。方向由b指向a即线框中电动势方向为逆时针。解:动生电动势定义式求解解:法拉第电磁感应定律求解由楞次定律知电动势沿线框回路逆时针方向绕行取一长为y宽为dr的面元dS期末复习课自感与互感()自感Nφ=LI细长直螺线管L=μnV(H)复习自感系数L的计算步骤(与电容类似)()磁场能量()互感M的求法与L类似期末复习课一个匝密绕线圈的电感为mH。计算当电流为mA时穿过线圈的磁通量。解:根据电感定义则穿过线圈的磁通量电流强度I=A的电流沿着自感系数L=H的螺线管线圈流过。求螺线管的磁场能量Wm。解:螺线管线圈的自感磁能期末复习课二、电磁电磁场与电磁波位移电流(与传导电流有何不同?)(A)()涡旋电场(与静电场有何不同?)(了解不做计算要求)电磁波期末复习课第九、十章光学一、光的干涉双缝干涉相邻明(暗)纹的间距期末复习课薄膜干涉先确定薄膜找到膜上、下表面的两反射光线再计算光程差研究干涉条纹分布劈尖:变化一个条纹的膜厚度变化为条纹间距  求条纹总数迈克尔逊干涉仪:增透膜、增反膜:期末复习课由于光程差变化中央亮条纹向上移动。解:例:设双缝实验d=mmD=m。若缝S后贴一块折射率n=厚度e=mm的透明薄膜如图用波长nm的平行单色光照射双缝求中央明纹中心的位置xp。期末复习课将一滴油(n=)放在平玻璃片(n=)上以波长=nm的黄光垂直照射如图所示。求从边缘向中心数第个亮环处油层的厚度。解:入射光线在油膜上、下两个表面反射时均存在半波损失两反射光线的光程差其明纹公式边缘处e=是明环因此从边缘向中心数第个明环对应的k=故期末复习课在照相机镜头表面镀一层折射率为的增透膜使太阳光的中心波长nm的透射光增强。已知镜头玻璃的折射率为问膜的厚度最薄是多少?解:入射光在增透膜上、下表面反射时均有半波损失两反射光线的光程差为使透射增强必须使反射光满足干涉极小的条件当时膜层最薄解得期末复习课二、光的衍射单缝衍射关键理解半波带法其公式形式与干涉相反!区域均为中央明纹是一般条纹宽的两倍屏上条纹位置由衍射角确定因为当很小时有期末复习课例:用单色平行光垂直照射到宽度为a=mm的单缝上在缝后放置一个焦距为f=cm的透镜则在焦平面的屏幕上形成衍射条纹若在离屏上中央明纹中心距离为mm处的P点为一亮纹试求:①入射光的波长②P点条纹的级数和该条纹对应的衍射角③(该亮纹)狭缝处波面可分为几个半波带④中央明纹的宽度。因为可见光期末复习课期末复习课光栅衍射掌握光栅常数的定义理解d=ab中各项的意义。光栅方程可以确定主极大位置。★光栅主极大缺级现象时对同一衍射角而言:如时在时缺级主极大条纹。期末复习课汞灯发出波长为nm的绿色平行光垂直照射透射光栅。已知光栅每毫米有条刻线光栅常数和缝宽之比d:a=:。求谱线的最高级次以及在屏上呈现的全部衍射谱线。解:光栅常数由于d:a=:……等级次的主极大缺级屏上呈现的全部衍射谱线为、、共条。k为整数故谱线的最高级次为。期末复习课分辨本领(记住公式理解每个符号意义)圆孔类光学仪器的最小分辨角例:在离地面为h=km高的卫星上用照相机摄影若要求能分辨地面上相距L=m的两物点问照相机镜头的光阑直径至少要多大?设感光波长为nm。解:期末复习课三、光的偏振马吕斯定律(对线偏振光适用)对自然光布儒斯特定律(光线由n入射到n)双折射现象(了解不做计算要求)期末复习课两块偏振化方向互相垂直的偏振片P和P之间放置另一偏振片P其偏振化方向与P的偏振化方向成角。若以光强为I的自然光垂直入射P求透过偏振片P的光强(设偏振片都是理想的)。解:自然光通过P后变为线偏振光光强为通过P的光强通过P的光强期末复习课【讨论题】根据它们的偏振状态画出反射与折射光线期末复习课一束自然光入射到折射率为的火石玻璃上设反射光为线偏振光则光在火石玻璃中的折射角为多大?解:由布儒斯特定律解得入射角此时折射角期末复习课四、几何光学全反射薄透镜横向放大率:成像公式:凸透镜f为正凹透镜f为负期末复习课一发散薄透镜的焦距为cm在距光心cm处放置一高cm的物体。求像距及横向放大率并作光线图。解:成像为正立缩小的虚像。光线图:期末复习课第十一章狭义相对论一、相对论长度收缩二、相对论时钟延缓期末复习课一根在参照系s中平行于x轴的细棒沿此轴以c运动。它的静长是m求在s系中测得的细棒长度。解:已知细棒静长相对S系的运动速度。在S系中测得棒长发生收缩。根据长度收缩公式细棒长度为期末复习课三、质速关系四、相对论能量、相对论动能、质能关系期末复习课例:把电子的速度从静止加速到V=c外界需对它作多少功?把电子的速度由V=c加速到V=c外界需对它作多少功?解:期末复习课电子具有的动能是它静止能量的五倍。求()电子的总能量()电子的速率。解:()电子的总能量()由上式得根据物体质量随速度变化的关系解得期末复习课第十二章量子物理学一、电磁辐射的量子性黑体辐射两条基本定律及TM三者关系期末复习课光电效应(红限,)光电效应期末复习课从铝中移去一个电子需要能量eV。用波长为nm的光投射到铝表面上求:()由此发射出来的最快光电子和最慢光电子的动能()遏止电势差()铝的红限波长。解:()根据爱因斯坦光电效应方程最快光电子的动能最慢光电子逸出铝表面后不再有多余的动能故()()期末复习课当钠光灯发出的波长为nm的黄光照射某一光电池时为了遏止所有电子到达收集器需要V的负电压。如果用波长nm的光照射这个光电池若要遏止电子需要多高的电压?极板材料的逸出功为多少?解:期末复习课康普顿散射(了解不做计算要求)期末复习课二、量子力学简介德布罗意波与波粒二象性区分对比光子和电子的不同之处期末复习课氦氖激光器发射波长nm的激光。若激光器的功率为mW试求每秒钟所发射的光子数。解:一个光子的能量激光器功率P数值上等于每秒钟发射光子的总能量故每秒钟所发射的光子数试求质量为kg、速度为ms的一个小球的德布罗意波长。解:期末复习课不确定关系同一方向上粒子的位置和动量不能同时确定!能估算有关物理量期末复习课假定对某粒子动量进行测量可以精确到千分之一试确定这个粒子位置的最小不确定量与德布罗意波长的关系。解:按题意又因可得期末复习课波函数及其统计意义归一化→定常数A对一维定态波函数的归一化条件:一维定态波函数的含义:期末复习课三、氢原子及原子结构初步波尔氢原子理论计算波长尽量用k决定线系k=巴尔末系期末复习课能量跃迁什么是电离能?有几个光谱系?红限波长如何确定?每个线系的最短波长与最长波长如何确定?熟练掌握跃迁图!能求先到达某个最高能级nmax再向下跃迁等问题。期末复习课氢原子光谱的巴尔末线系中有一光谱线的波长为nm试求:()与这一谱线相应的光子能量为多少电子伏特?()该谱线是氢原子由能级En跃迁到能级Ek产生的n和k各为多少?()最高能级为E的大量氢原子最多可以发射几个线系共几条谱线?请在氢原子能级图中表示出来并说明波长最短的是哪一条谱线?解:()()对巴尔末系有由能级En跃迁到能级Ek发射光子的能量所发出的谱线对应着图中最左侧的第一个箭头。解得()最多可发射个线系共条谱线如图。最短波长为期末复习课四个量子数主量子数n角量子数l对于某一确定的能级n,l可以取,,,n共n个量子数(了解不做计算要求)期末复习课磁量子数ml对于某一确定的l值ml可以取l共l个数值自旋磁量子数ms(ms可以取)期末复习课掌握量子力学下氢原子的四个量子数的物理意义、相互关系及确定方法。多电子原子中电子的排列遵循的两个原理为泡利不相容原理和能量最小原理。某一能级可容纳的最多电子数为n个。期末复习课例:氢原子主量子数n=求()角量子数的可能取值()轨道角动量的最大值()磁量子数的可能取值()角动量在磁场方向的分量的最大值。解:例:在下列各组量子数的空格上填上适当的数值以便使它们可以描述原子中电子的状态:(1)n=l=ml=ms=(2)n=l=ml=ms=(3)n=l=ml=ms=。l=ml=ms=±期末复习课四、激光和固体的能带结构掌握激光的产生条件和基本特点)激光的产生条件:()粒子数反转()光放大(光学谐振腔))激光的基本特性:()方向性好()亮度高()单色性好()相干性好固体的能带结构掌握导体、半导体、绝缘体的能带特征重点把握掺杂半导体的能带特征及pn结伏安特性曲线掌握禁带宽度与外加光子能量之间的关系。(了解不做计算要求)

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