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大学物理公式大全.doc

大学物理公式大全

情歌谱成yi曲思念
2018-09-30 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《大学物理公式大全doc》,可适用于高中教育领域

大学物理公式大全概念(定义和相关公式)(位置矢量:其在直角坐标系中:角位置:θ(速度:平均速度:速率:()角速度:角速度与速度的关系:V=,ω(加速度:或平均加速度:角加速度:在自然坐标系中其中(=,β)(=rω)(力:=,(或=)力矩:(大小:M=rFcosθ方向:右手螺旋法则)(动量:角动量:(大小:L=rmvcosθ方向:右手螺旋法则)(冲量:(=Δ,)功:(气体对外做功:A=PdV)mg(重力)mghkx(弹性力)kxF=(万有引力)=Ep(静电力)(动能:mV(势能:A保=–ΔEp不同相互作用力势能形式不同且零点选择不同其形式不同在默认势能零点的情况下:机械能:E=EKEP(热量:其中:摩尔热容量C与过程有关等容热容量Cv与等压热容量Cp之间的关系为:Cp=CvR(压强:(分子平均平动能:理想气体内能:(麦克斯韦速率分布函数:(意义:在V附近单位速度间隔内的分子数所占比率)(平均速率:方均根速率:最可几速率:(熵:S=KlnΩ(Ω为热力学几率即:一种宏观态包含的微观态数)(电场强度:=q(对点电荷:)(电势:(对点电荷)电势能:Wa=qUa(A=–ΔW)(电容:C=QU电容器储能:W=CU电场能量密度ωe=εE(磁感应强度:大小B=Fmaxqv(T)方向小磁针指向(SN)。定律和定理(矢量叠加原理:任意一矢量可看成其独立的分量的和。即:=(把式中换成、、、、、就分别成了位置、速度、加速度、力、电场强度和磁感应强度的叠加原理)。(牛顿定律:=,(或=)牛顿第三定律:′=万有引力定律:(动量定理:动量守恒:条件(角动量定理:角动量守恒:条件(动能原理:(比较势能定义式:)(功能原理:A外A非保内=ΔE机械能守恒:ΔE=条件A外A非保内=(理想气体状态方程:或P=nkT(n=NV,=,N)(能量均分原理:在平衡态下物质分子的每个自由度都具有相同的平均动能其大小都为kT。克劳修斯表述:不可能把热量从低温物体传到高温物体而不产生其它影响。开尔文表述:不可能从单一热源吸取热量使之完全变为有用的功而不产生其它影响。实质:在孤立系统内部发生的过程总是由热力学概率小的宏观状态向热力学概率大的状态进行。亦即在孤立系统内部所发生的过程总是沿着无序性增大的方向进行。(热力学第一定律:ΔE=QA(热力学第二定律:孤立系统:ΔS>(熵增加原理)(库仑定律:(k=πε)(高斯定理:(静电场是有源场)无穷大平板:E=ζε(环路定理:(静电场无旋因此是保守场)θIrPoRθI(毕奥沙伐尔定律:直长载流导线:无限长载流导线:载流圆圈:圆弧:电磁学(定义:=q单位:NC=V,B=Fmaxqv方向小磁针指向(SN)单位:特斯拉(T)=高斯(G)和:=q(×)洛仑兹公式电势:电势差:电动势:()电通量:磁通量:磁通链:ΦB=NφB单位:韦伯(Wb)ΘqqS电偶极矩:=q磁矩:=I=IS电容:C=qU单位:法拉(F)*自感:L=ΨI单位:亨利(H)*互感:M=ΨI=ΨI单位:亨利(H)电流:I=*位移电流:ID=ε单位:安培(A)*能流密度:(实验定律库仑定律:毕奥沙伐尔定律:安培定律:d=I×电磁感应定律:ε感=–动生电动势:感生电动势:(i为感生电场)*欧姆定律:U=IR(=ρ)其中ρ为电导率(*定理(麦克斯韦方程组)电场的高斯定理:(静是有源场)(感是无源场)磁场的高斯定理:(稳是无源场)(感是无源场)电场的环路定理:(静电场无旋)(感生电场有旋变化的磁场产生感生电场)安培环路定理:(稳恒磁场有旋)(变化的电场产生感生磁场)(常用公式无限长载流导线:螺线管:B=,μI带电粒子在匀强磁场中:半径周期磁矩在匀强磁场中:受力F=受力矩电容器储能:Wc=CU*电场能量密度:ωe=εE电磁场能量密度:ω=εEB*电感储能:WL=LI*磁场能量密度:ωB=B电磁场能流密度:S=ωV*电磁波:C==×ms在介质中V=C,频率,=ν=波动学(定义和概念简谐波方程:x处t时刻相位振幅ξ=Acos(ωtφπxλ)简谐振动方程:ξ=Acos(ωtφ)波形方程:ξ=Acos(πxλφ′)相位Φ决定振动状态的量振幅A振动量最大值决定于初态,=Acosφ初相φ,=处,=时相位(x,V)V=–Aωsinφ频率ν每秒振动的次数圆频率ω=πν决定于波源如:弹簧振子ω=周期T振动一次的时间单摆ω=波速V波的相位传播速度或能量传播速度。决定于介质如:绳V=光速V=Cn空气V=波的干涉:同振动方向、同频率、相位差恒定的波的叠加。光程:L=,,(即光走过的几何路程与介质的折射率的乘积。相位突变:波从波疏媒质进入波密媒质时有相位π的突变(折合光程为λ)。拍:频率相近的两个振动的合成振动。驻波:两列完全相同仅方向相反的波的合成波。多普勒效应:因波源与观察者相对运动产生的频率改变的现象。衍射:光偏离直线传播的现象。自然光:一般光源发出的光偏振光(亦称线偏振光或称平面偏振光):只有一个方向振动成份的光。部分偏振光:各振动方向概率不等的光。可看成相互垂直两振幅不同的光的合成。(方法、定律和定理ωφox旋转矢量法:AAA,,如图任意一个简谐振动ξ=Acos(ωtφ)可看成初始角位置为φ以ω逆时针旋转的矢量在,方向的投影。相干光合成振幅:A=其中:Δφ=φφ–(r–r)当Δφ=当φφ=时光程差δ=(r–r)=惠更斯原理:波面子波的包络面为新波前。(用来判断波的传播方向)IθI马吕斯定律菲涅尔原理:波面子波相干叠加确定其后任一点的振动。*马吕斯定律:I=Icosθ*布儒斯特定律:iPnIpγ=nγ布儒斯特定律当入射光以Ip入射角入射时则反射光为垂直入射面振动的完全偏振光。Ip称布儒斯特角其满足:tgip=nn(公式振动能量:Ek=mV=Ek(t)E=EkEp=kAEp=kx=(t)*波动能量:I=A*驻波:λL波节间距,=λ基波波长λ=L基频:ν=Vλ=,,谐频:ν=,ν*多普勒效应:机械波(VR观察者速度Vs波源速度)对光波其中Vr指光源与观察者相对速度。,Δy,θ杨氏双缝:dsinθ=,λ(明纹)θsinθ,,条纹间距Δy=Dλd,aθf单缝衍射(夫琅禾费衍射):,sinθ=,λ(暗纹)θsinθ,,瑞利判据:θmin=R=λD(最小分辨角),,θf光栅:dsinθ=,λ(明纹即主极大满足条件)tgθ=,,,=,=LN(光栅常数)薄膜干涉:(垂直入射),,,,δ反=,,δδ=中λ极增反:δ反=(k)λ增透:δ反=kλ现代物理(一)量子力学(普朗克提出能量量子化:ε=,ν(最小一份能量值)(爱因斯坦提出光子假说:光束是光子流。光电效应方程:,ν=,,A其中:逸出功A=,ν(ν红限频率)最大初动能,,=,,a(,a遏止电压)(德布罗意提出物质波理论:实物粒子也具有波动性。则实物粒子具有波粒二象性:ε=,ν=mc对比光的二象性:ε=,ν=mcp=hλ=mvp=hλ=m注:对实物粒子:>且νλ亦νVλ而对光子:m=且ν=Cλ(海森伯不确定关系:Δ,Δ,x,πΔ,ΔE,π波函数意义:=粒子在,时刻,处几率密度。归一化条件:Ψ的标准条件:连续、有限、单值。(二)狭义相对论:(两个基本假设:光速不变原理:真空中在所有惯性系中光速相同与光源运动无关。狭义相对性原理:一切物理定律在所有惯性系中都成立。(洛仑兹变换:’系系系’系x=γ(x’vt’)x’=γ(xvt)y=y’y’=yz=z’z’=zt=γ(t’vx’c)t’=γ(tvxc)其中:因V总小于C则γ所以称其为膨胀因子称β=为收缩因子。(狭义相对论的时空观:同时的相对性:由Δt=γ(Δt’vΔx’c)Δt’=时一般Δt。称x’c为同时性因子。运动的长度缩短:Δx=Δx’γΔx′运动的钟变慢:Δt=γΔt’Δt′(几个重要的动力学关系:质速关系m=γm质能关系E=mc粒子的静止能量为:E=mc粒子的动能为:EK=mc–mc=当V<<c时EKmV*动量与能量关系:E–pc=E*(速度变换关系:’系系:系’系:

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