大学物理概念要点复习.ppt

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第第15章章量子物理基础量子物理基础氢氢原原子子电磁学复习电磁学复习1第第15章章量子物理基础量子物理基础氢氢原原子子电电场场电磁感应电磁感应磁磁场场2第第15章章量子物理基础量子物理基础氢氢原原子子1、库仑定律、库仑定律基本概念基本概念电电场场复复习习一个定律一个定律3第第15章章量子物理基础量子物理基础氢氢原原子子1、场强环路定理、场强环路定理-静电场中，沿任一闭合静电场中，沿任一闭合路路径的环流等于零。

径的环流等于零。

含义：

反映静电场是保守力场（有势场）含义：

反映静电场是保守力场（有势场）真空中：

真空中：

2、高斯定理、高斯定理：

穿出任一闭合曲面的电位移通：

穿出任一闭合曲面的电位移通量量等于该曲面内所包围的所有自由电荷的等于该曲面内所包围的所有自由电荷的代数和。

代数和。

两个定理两个定理4第第15章章量子物理基础量子物理基础氢氢原原子子电场中电荷受到电场中电荷受到电场力电场力电场可移动电荷电场可移动电荷作功作功出发点：

出发点：

电场强度电场强度电势电势1、定义、定义：

两个基本物理量两个基本物理量5第第15章章量子物理基础量子物理基础氢氢原原子子3、计算：

、计算：

以点电荷为基础利以点电荷为基础利用叠加原理求，电荷用叠加原理求，电荷连续分布要积分。

连续分布要积分。

以点电荷为基础利以点电荷为基础利用叠加原理求，电荷用叠加原理求，电荷连续分布要积分。

连续分布要积分。

!

要合理选取积分路径和参考点。

要合理选取积分路径和参考点。

注意：

注意：

！

若在积分路径上场强若在积分路径上场强/电势分布电势分布不同应分段积分；不同应分段积分；6第第15章章量子物理基础量子物理基础氢氢原原子子利用高斯定理利用高斯定理注意：

高斯定理是普遍成立的注意：

高斯定理是普遍成立的但用于求场强则只适用于某些但用于求场强则只适用于某些具有对称性的电场。

具有对称性的电场。

分析电场线分布分析电场线分布（球球、面面、轴轴对称）对称）作高斯面作高斯面（高斯面垂直或平行于电场线高斯面垂直或平行于电场线）利用典型带电体场强分布叠加。

利用典型带电体场强分布叠加。

利用典型带电利用典型带电体电势分布叠加。

体电势分布叠加。

应记住一些应记住一些典型的场强典型的场强和电势分布！

和电势分布！

7第第15章章量子物理基础量子物理基础氢氢原原子子1、孤立孤立导体的体的电容容2、电容器的容器的电容容平板电容器平板电容器电容和电容器电容和电容器d+-BA-q+qES12第第15章章量子物理基础量子物理基础氢氢原原子子RARB当当（孤立导体球的电容）（孤立导体球的电容）当当球形电容器球形电容器13第第15章章量子物理基础量子物理基础氢氢原原子子RARB由高斯定理计算得：

由高斯定理计算得：

lr电容：

圆柱形电容器圆柱形电容器14第第15章章量子物理基础量子物理基础氢氢原原子子2、电场能量密度、电场能量密度任一电场，任一电场，电场的能量电场的能量:

平板电容器的能量密度平板电容器的能量密度:

1、电场的能量、电场的能量电场空间的体积电场空间的体积适用任意电场适用任意电场静电场能量静电场能量例如：

例如：

导体球壳、带电球体、球形电容器、平板电容器导体球壳、带电球体、球形电容器、平板电容器等等15第第15章章量子物理基础量子物理基础氢氢原原子子1、毕奥毕奥-萨伐尔定律：

萨伐尔定律：

2、安培环路定理：

安培环路定理：

3、磁场高斯定理：

磁场高斯定理：

（稳恒磁场无源稳恒磁场无源）对称磁场对称磁场的计算的计算作用作用4、安培定律：

安培定律：

磁场对电流元的作用力磁场对电流元的作用力安培力安培力基本概念基本概念磁磁场场复复习习更方便！

更方便！

16第第15章章量子物理基础量子物理基础氢氢原原子子磁场对载流导线的安培力：

磁场对载流导线的安培力：

磁场对运动电荷的作用力磁场对运动电荷的作用力洛仑兹力：

洛仑兹力：

1、载流直导线、载流直导线的磁场的磁场aP无限长载流直导线半无限长载流直导线直导线延长线上磁场对带电粒子及电流的作用磁场对带电粒子及电流的作用典型结论典型结论17第第15章章量子物理基础量子物理基础氢氢原原子子2、圆电流轴线上某点的磁场圆电流轴线上某点的磁场方向方向:

右手螺旋法则右手螺旋法则大小：

大小：

u载流圆环圆心处载流圆环圆心处:

u载流圆弧圆心处载流圆弧圆心处:

RxIPx3、无限、无限长直圆柱体：

长直圆柱体：

4、无限、无限长直载流螺线管长直载流螺线管：

5、环形载流螺线管：

环形载流螺线管：

18第第15章章量子物理基础量子物理基础氢氢原原子子典型结论典型结论1）1）均匀磁场中均匀磁场中,一段一段任意形状任意形状载流载流导线所受的力，等于导线所受的力，等于电流的起点、终点与之相同的电流的起点、终点与之相同的载流载流直直导线导线所受的力所受的力;2）2）均匀磁场中均匀磁场中,任意形状任意形状载流平面线圈载流平面线圈所受合力为零所受合力为零.安培定律：

安培力：

安培力：

磁场对电流的作用力磁场对电流的作用力安培力的基本计算公式：

安培力的基本计算公式：

载流导线在磁场中所受的力载流导线在磁场中所受的力19第第15章章量子物理基础量子物理基础氢氢原原子子真空中的磁场真空中的磁场电流的磁场电流的磁场磁场对电流的作用磁场对电流的作用磁场的描述磁场的描述电流元的磁场电流元的磁场毕毕-萨定律萨定律载流导线的磁场载流导线的磁场运动电荷的磁场运动电荷的磁场基本方程基本方程1、高斯定理、高斯定理2、安培环路、安培环路定理定理磁磁感感应应线线磁感应磁感应强度强度磁通量磁通量磁场磁场对电流元的对电流元的作用作用安培定理安培定理磁场磁场对载流对载流导体的导体的作用作用磁场对磁场对运动电运动电荷作用荷作用20第第15章章量子物理基础量子物理基础氢氢原原子子1、电磁感应、电磁感应电磁感应定律电磁感应定律楞次定律楞次定律感应电流的方向总是反抗引起感感应电流的方向总是反抗引起感应电流的原因应电流的原因2、动生电动势、动生电动势感生电动势感生电动势电磁感应电磁感应21第第15章章量子物理基础量子物理基础氢氢原原子子3、自感和互感、自感和互感自感系数自感系数自感电动势自感电动势互感系数互感系数互感电动势互感电动势22第第15章章量子物理基础量子物理基础氢氢原原子子B

（1）（21）L（M）（21）H

（1）4、自感和互感的计算步骤、自感和互感的计算步骤23第第15章章量子物理基础量子物理基础氢氢原原子子5、磁场能量、磁场能量自感磁能自感磁能互感磁能互感磁能磁场能量与能量密度磁场能量与能量密度24第第15章章量子物理基础量子物理基础氢氢原原子子波动光学复习波动光学复习25第第15章章量子物理基础量子物理基础氢氢原原子子光的干涉光的干涉光的偏振光的偏振光的衍射光的衍射26第第15章章量子物理基础量子物理基础氢氢原原子子杨氏双缝干涉的基本公式杨氏双缝干涉的基本公式光程差光程差dsin干涉加强干涉加强干涉减弱干涉减弱27第第15章章量子物理基础量子物理基础氢氢原原子子焦距f条纹距中央明纹的距离：

+1干涉条纹宽度干涉条纹宽度28第第15章章量子物理基础量子物理基础氢氢原原子子光强公式光强公式由光强和振幅的关系可知，干涉光强由光强和振幅的关系可知，干涉光强：

29第第15章章量子物理基础量子物理基础氢氢原原子子薄膜干涉的基本公式薄膜干涉的基本公式光程差光程差等倾干涉等厚干涉30第第15章章量子物理基础量子物理基础氢氢原原子子有有对于三种不同的媒质，两反射光之间有无半波损失：

对于三种不同的媒质，两反射光之间有无半波损失：

n1n2n2n3无无n1n3有；有；n1n2n3有有半波损失半波损失由光疏介质射向光密介质由光疏介质射向光密介质有半波损失有半波损失1、反射光：

、反射光：

由光密介质射向光疏介质由光密介质射向光疏介质无半波损失无半波损失2、透射光：

、透射光：

无半波损失无半波损失31第第15章章量子物理基础量子物理基础氢氢原原子子任意相邻明条纹对应的任意相邻明条纹对应的厚度差：

厚度差：

任意相邻明条纹任意相邻明条纹（或暗条或暗条纹纹）之间的距离之间的距离b为：

为：

零级暗纹零级暗纹平行于棱边的等间距直线条纹平行于棱边的等间距直线条纹等厚干涉等厚干涉等倾干涉等倾干涉内疏外密内疏外密同心圆环同心圆环中心级数明暗不定中心级数明暗不定32第第15章章量子物理基础量子物理基础氢氢原原子子1、屏幕上明暗条纹的位置由下式决定、屏幕上明暗条纹的位置由下式决定2、屏幕上条纹间距、屏幕上条纹间距中央明条纹的线宽度中央明条纹的线宽度中央明条纹的角宽度中央明条纹的角宽度单缝夫朗禾费衍射单缝夫朗禾费衍射33第第15章章量子物理基础量子物理基础氢氢原原子子艾里斑的半角宽度艾里斑的半角宽度光学仪器分辨率光学仪器分辨率圆孔夫朗禾费衍射圆孔夫朗禾费衍射最小分辨角最小分辨角34第第15章章量子物理基础量子物理基础氢氢原原子子1、光栅衍射是单缝衍射与多缝干涉的综合效应、光栅衍射是单缝衍射与多缝干涉的综合效应，其特，其特点是：

明纹亮而细窄，两明纹之间形成一片暗区。

点是：

明纹亮而细窄，两明纹之间形成一片暗区。

2、屏幕上主极大位置由、屏幕上主极大位置由光栅公式光栅公式决定决定（a+b）sin=kk=0,1,2,光栅衍射光栅衍射3、缺级公式缺级公式35第第15章章量子物理基础量子物理基础氢氢原原子子4、屏幕上出现主明纹的最高级次、屏幕上出现主明纹的最高级次6、角间距、角分辨率、分辨最小波长和分辨本领、角间距、角分辨率、分辨最小波长和分辨本领5、第、第k级主极大半角宽级主极大半角宽中央主极大：

中央主极大：

36第第15章章量子物理基础量子物理基础氢氢原原子子非偏振光（自然光）非偏振光（自然光）完全偏振光完全偏振光部分偏振光部分偏振光线偏振光线偏振光椭圆偏振光和圆偏振光椭圆偏振光和圆偏振光1、偏振态、偏振态光的偏振光的偏振2、马吕斯定律、马吕斯定律3、布儒斯特定律、布儒斯特定律37第第15章章量子物理基础量子物理基础氢氢原原子子量子物理复习量子物理复习38第第15章章量子物理基础量子物理基础氢氢原原子子主要内容主要内容康康普普顿顿效效应应光光电电效效应应黑黑体体辐辐射射德德布布罗罗意意波波不不确确定定关关系系波波函函数数、薛薛定定谔谔方方程程氢氢原原子子光光谱谱39第第15章章量子物理基础量子物理基础氢氢原原子子黑体黑体黑体辐射黑体辐射能完全吸收照射到它上面的各种频率的能完全吸收照射到它上面的各种频率的电磁辐射电磁辐射,而无反射的物体而无反射的物体.黑体黑体:

2、描述热辐射的物理量描述热辐射的物理量1、热辐射、热辐射:

物体中的分子、原子受到热激发而发物体中的分子、原子受到热激发而发射电磁辐射的现象。

射电磁辐射的现象。

（11）单色辐射出射度单色辐射出射度（22）辐出度辐出度40第第15章章量子物理基础量子物理基础氢氢原原子子斯特藩斯特藩玻尔兹曼定律玻尔兹曼定律维恩位移定律维恩位移定律41第第15章章量子物理基础量子物理基础氢氢原原子子1、光子假设光子假设：

光可以看成一种粒子流：

光可以看成一种粒子流，这些粒子叫光，这些粒子叫光量子量子（简称光子简称光子），光子的速度为光子的速度为c，光子的能量为光子的能量为2、爱因斯坦方程：

、爱因斯坦方程：

从方程可以看出光电子从方程可以看出光电子初动能初动能和照射光的和照射光的频率成线性关系。

频率成线性关系。

电子只要吸收一个光子就可以从金属表面逸出，所以电子只要吸收一个光子就可以从金属表面逸出，所以无须时无须时间间的累积。

的累积。

光强大，光子数多，释放的光电子也多，故光强大，光子数多，释放的光电子也多，故光电流光电流也大。

也大。

从方程中，当初动能为零时，可得到从方程中，当初动能为零时，可得到红限频率红限频率：

光电效应光电效应42第第15章章量子物理基础量子物理基础氢氢原原子子德布罗