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1、第九章 气体动理论,摩尔气体常量,理想气体物态方程一：,k 称为玻耳兹曼常量,一、理想气体物态方程、压强公式的应用,理想气体物态方程二：,二、分子的动能、系统的内能,理想气体气体压强公式：,理想气体温度公式,总复习,总复习,1,气体处于平衡态时，分子的任何一个自由度的平均动能都等于,，这一结论叫做能量按自由度均分定理或能量均分定理,能量均分定理：,某种刚性气体分子的平动自由度为 ，,分子的平均平动动能为,，转动的自由度为 ，分子的平均转动动能为,双原子气体分子，平动自由度为,，分子的平均平动动能为,质量为m，摩尔质量为M 的理想气体的内能为,总复习,总复习,2,刚性分子的自由度,三、由麦克斯韦
2、速率分布函数导出的三个速率公式的物理意义和应用,（2）平均速率,（1）最概然速率,（3）方均根速率,总复习,总复习,3,四、平均自由程和碰撞频率,平均自由程,平均碰撞频率,最概然速率是反映速率分布特征的物理量,（1）对同一种气体，温度升高，最概然速率vp增大，在速率分布曲线上的最大值向v增加的方向移动，曲线变平坦.,(2)在同一温度下，分子质量（或气体的摩尔质量）越大，vp越小.,平均碰撞频率和平均自由程的关系,总复习,总复习,4,（1）对同一种气体，温度升高，最概然速率vp增大，在速率分布曲线上的最大值向v增加的方向移动，曲线变平坦.,(2)在同一温度下，分子质量（或气体的摩尔质量）越大，v
3、p越小.,解：,总复习,总复习,5,2.如图示两条 曲线分别表示氢气和氧气在同一温度下的麦克斯韦速率分布曲线， 从图上数据求出两气体最概然速率.,解:,总复习,总复习,6,作业：1，2, 3，4，5，6，7, 9, 10，11, 12,总复习,总复习,7,第十章 热力学基础,理想气体等值、绝热过程中的公式,常量,常量,常量,或,或,或,或,总复习,总复习,8,（1）计算热机的效率有两个公式,或,（2）判断吸热和放热的方法：,总复习,总复习,9,等体过程：,等压过程：,等温过程：,总复习,总复习,10,1,4,2,3,1. 1 mol 氦气经过如图所示的循环过程，其中 , 求12、23、34、4
4、1各过程中气体吸收的热量和热机的效率 .,解 :,由理想气体物态方程得,过程12：,过程23：,已知,总复习,总复习,11,过程34：,1,4,2,3,氦气是单原子分子气体,法二：,总复习,总复习,12,2. (09-10-1试卷)一定量的理想气体经历如图所示的循环过程，AB和CD是等压过程， BC和DA是绝热过程.已知：TC=300K, TB=400K.试求： （1）这循环是不是卡诺循环？为什么？ （2）此循环的效率.,A,B,C,D,V,p,O,解：,总复习,总复习,13,作业：9, 10，11，12，13，14，15,一、热力学第一定律在定温、定容、定体、绝热中的应用 计算循环效率（大题
5、）,二、卡诺循环的简单计算,卡诺热机效率,总复习,总复习,14,第十一章 简谐运动,一、会写物体做简谐振动的表达式,总复习,总复习,15,振幅、频率(或周期)以及相位这三个量是描述简谐运动的三个特征量，只要这三个量被确定，简谐运动也就完全被确定.在这三个特征量中，角频率 取决于系统本身的性质，而振幅 和初相 则由初始条件决定.,简谐运动的运动方程,对于弹簧振子 ，得,用旋转矢量求初相位,简谐运动是等幅运动,总复习,总复习,16,( 取 或 ),法（一）：,法（二）：,三、两个同方向同频率简谐运动的合成,合振幅,合振动的初相位,17,总复习,总复习,（课本P.66例）物体沿Ox轴作简谐运动，平衡
6、位置在坐标原点O， A=0.12m, T=2s.当t=0时, 物体的位移x = 0.06m, 且向Ox轴正向运动。求: （1）此简谐运动的表达式；（2）物体的速度和加速度的表达式; （3）物体从x =-0.06m处向Ox轴负方向运动，到第一次回到平衡位置所需的时间.,解:,（1） 设简谐运动运动方程,A=0.12m,由题意知,方法一（解析法）：,代入简谐运动运动方程，得,18,总复习,总复习,所以,简谐运动运动方程为：,方法二（旋转矢量法）：,物体向x正方向运动,19,总复习,总复习,解:设物体的简谐运动表达式为,由振动曲线可知,由旋转矢量图可知,同样由旋转矢量知从t =0s转到t =1s,所
7、以角频率为,则简谐运动表达式为,20,总复习,总复习,21,总复习,总复习,作业：3、4、5、6、9、10、11,第十一章 波动,一、波程差和相位差的关系,沿x轴传播的平面简谐波的波动表达式可写为,波沿x轴正方向传播取“-”号；波沿x轴负方向传播取“+”.,利用 和 可得波动表达式的几种不同形式：,二、准确写出机械振动和机械波的方程式（大题）,若已知距坐标原点O振动表达式,22,总复习,总复习,若已知距坐标原点O为xo的Q点振动表达式,沿x 轴传播的平面简谐波的波动表达式,三、能将所给驻波的表达式写成标准形式，从而求得相应的物理量,两波的合成波,设频率相同, 振幅相同的右行波和左行波（取初相位
8、均为零), 其波动表达式分别为:,23,总复习,总复习,四、多普勒效应公式的应用,观察者向着波源运动时v0取正号；观察者远离波源运动时v0取负号；,波源向着观察者运动时vs取负号；波源远离观察者运动时vs取正号.,五、应用电磁波的性质判断问题,(1) 电磁波是横波， 三者互相垂直，构成右手螺旋关系.,(2) 和 都作周期性变化，且频率相同，相位相同.,(3) 和 数值成比例,24,总复习,总复习,O,20,160,80,1.(09-10-1试卷)图示一平面余弦波在t=0s和t=2s时刻的波形图.已知波速为u,求（1）坐标原点处介质质点的振动方程；（2）该波的波动表达式.,解: （1）波由右向左
9、传播,设O 点的振动表达式为,由旋转矢量法得,25,总复习,总复习,2.(例12-3) 一平面简谐波以200ms-1的波速沿x轴正方向传播，已知坐标原点O处质点的振动周期为0.01s， 振幅为0.02m，在t=0时刻，其正好经过平衡位置且向负方向运动。求：(1) 以O为坐标原点的波动表达式； (2) 距原点2m处的质点的振动表达式；(3) 若以 2m 处为坐标原点，写出波动表达式。,分析:,由已知求出,26,总复习,总复习,由已知得, =2 /T = 200 rad/s，,因为u=200m/s,设原点处质点的振动表达式为,解: (1),由旋转矢量法得,A = 0.02m,原点处的振动表达式为,
10、该波波动表达式,27,总复习,总复习,(2) 将 x=2m 代入波动表达式 得该质点的振动表达式,(3) 利用 x =2m 处的振动表达式可得以2m 处为坐标原点的波动表达式为,28,总复习,总复习,3.(例12-5) 已知沿x轴正向传播的平面波在 的波形 ，周期T=3s.求出O点处质点的振动表达式和该波的波动表达式.,解：设O 点的振动表达式为,由题意可知,且有v 0.,则,29,总复习,总复习,所以O点处质点的振动表达式为,所以波动表达式为,由图可知：,则,30,总复习,总复习,4.(作业1015)解：,设原点处质点的振动表达式为,原点处质点的振动表达式为,31,总复习,总复习,根据上式直
11、接写出波动表达式为,(2),32,总复习,总复习,5.(例12-6) 有一波长为2m的平面简谐波沿x 轴负向传播，图为x =1m处质点的振动曲线。求此平面简谐波的波动表达式.,解：设x =1m处质点的振动表达式为,由振动曲线可知,由旋转矢量可得,x =1m处质点的振动表达式为,根据上式直接写出波动表达式为,33,总复习,总复习,34,总复习,总复习,x =1 m，3 m，5 m，7 m，9 m,x = 0 m，2 m，4 m，6 m，8 m，10 m,节,35,总复习,总复习,7.（作业17）解：,(1),(2),(3),36,总复习,总复习,8.（例题12-12 ）沿x轴传播的平面电磁波，电
12、场强度的波动方程为,磁场强度的波动方程为,A、,B、,D、,C、,D、,C、,37,总复习,总复习,9.(09-10-1试卷)在真空中沿z轴正方向传播的平面电磁波的磁场强度波的表达式为电场强度的波动方程为 则它的电场强度波的表达式为_.,解：,38,总复习,总复习,8.（作业10）,5.(09-10-1试卷)一列火车以20m/s的速度行驶，若机车汽笛的频率为600Hz,一静止观测者在机车前和机车后所听到的声音频率分别为_和_(设空气中的声速为340m/s).,解：,已知,当火车驶近观察者时，观察者听到的频率为,39,总复习,总复习,当火车远离观察者时，观察者听到的频率为,作业: 2，4，7,
13、8, 9, 10，11，12, 13，14, 15, 17,40,总复习,总复习,第十一章 光学,一、 由杨氏双缝干涉的光程差、各级明、暗条纹中心位置的确定,明纹中心位置,暗纹中心位置,条纹间距,三、 薄膜干涉、增透膜、增反膜的应用,41,总复习,总复习,光线垂直入射，,（1）薄膜处于同一种介质中,或,入射角,（2）薄膜处于不同种介质中,a.,42,总复习,总复习,b.,c.,d.,43,总复习,总复习,四、劈尖干涉：用明、暗条纹条件求某级条纹处对应劈尖层的厚度（大题）,明纹,暗纹,任意两相邻暗纹(或明纹)的间距 l,相邻两暗纹(或明纹)对应的劈尖膜的厚度差 d,d,44,总复习,总复习,1.
14、（ 09-10-1试卷） 在双缝干涉实验中，光的波长为600（1nm=10-9m）,双缝间距为2mm，双缝与屏幕距的间距为300 cm，在屏上形成的干涉图样的明条纹间距为 (A) 4.5 mm (B) 0.9 mm (C) 1.2 mm (D) 3.1 mm,2. （ 09-10-1试卷）一束波长为600nm （1nm=10-9m）的平行单色光垂直入射到折射率为n=1.33的透明薄膜上，该薄膜是放在空气中的.要使反射光得到最大限度的加强，薄膜最小厚度应为_nm.,解：,薄膜处在同一种介质中，一定有附加光程差，由明条纹条件,薄膜厚度为,45,总复习,总复习,46,3. (09-10-1试卷) 波
15、长为 的单色光垂直照射到折射率为 的劈形膜上，如图所示，图中 ，观察反射光形成的干涉条纹. (1) 从劈形膜O处开始向右数起，第五条暗纹中心对应的薄膜厚度是多少？ （2）相邻两明纹对应的薄膜的厚度差是多少？,暗条纹条件为,O,第五条暗纹处k=4，薄膜厚度为,解：（1） ，厚度为d处两束反射光的光程差为,总复习,总复习,47,明条纹条件为,明条纹对应的薄膜厚度为,相邻两明纹对应的薄膜的厚度差为,五、 单缝衍射中的计算（大题）,中央明纹中心,明纹中心,暗纹中心,总复习,总复习,中央明纹的宽度,其它明纹的宽度,-光栅方程,光栅多光束干涉：,单缝衍射：,-缺级条件,六、 光栅衍射中的计算（光栅方程、缺级条件) （大题）,缺级级数：,48,总复习,总复习,4.(09-10-1试卷)一束单色光垂直入射在光栅上，衍射光谱中共出现5条明纹。若已知此光栅缝宽度与不透明部分宽度相等，那么在中央明条纹一侧的两条明纹分别是第_级和第_级谱线.,第二级缺级，观察到的是第一级和第三级谱线,解: 缺级级数,一 三,49,总复习,总复习,50,4.(09-10-1试卷)(1)在单缝夫琅禾费衍射实验中，垂直入射的光有两种波长1=4
