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1、大学物理复习提纲1大学物理（下）复习大学物理（下）复习 十、真空中的稳恒磁场：十、真空中的稳恒磁场： （一）基本概念：（一）基本概念：1、电流密度：， ndSdI vr导体内导体内 （此式对正负电荷 q 都成立，对电子 q=-e；v 为载流子漂移速度）. rvnq电流：， 对负电荷，规定电流沿-v 方向. SSdIrrdtdqI 2、稳恒电流：（稳恒电流的条件）0SSdrr稳恒电场：稳定电荷分布产生的电场。 满足 0Ll dEr3、电动势：定量描述电源非静电力做功本领的物理量。 或 电源内）(l dEr Ll dEr4、磁矩：（I0为线圈电流，S 为线圈面积，n n为线圈法向，与 I0成右旋关
2、系）.nSImvr05、磁感应强度： 量值 ； 或 （）BmMBmax dSdBmax nSImvr0方向：实验线圈稳定平衡后，其磁矩的方向。6、磁通量： SmSdBvv7、霍耳效应：在磁场中，载流导体上出现横向电势差的现象。 （二）基本定律、定理：（二）基本定律、定理：1、毕奥萨伐尔定律： 200 4rrlIdBdrr遵从磁场叠加原理原理，对一段载流导线 L 的磁场： LrrlIdBrrlIdBd200 200 44vvvvvv 一一一一一一2、运动电荷的磁场： 200 4rrqBrr 3、磁场中的高斯定理： ； 0SSdBvv4、安培环路定理：Il dB L0rr磁介质中，安培环路定理：.
3、 0Il dH Lvv磁场强度 ，M 为介质磁化强度. MBHvvv0对均匀磁介质，磁导率 HBvvr0磁场中的高斯定理和安培环路定理，分别说明了磁场是无源场、有旋场。5、电流元所受磁场的作用力安培定律： ，BlIdFdrr LBlIdFrr6、载流线圈在匀强磁场中所受磁力矩： BmMr磁力矩总是要使线圈转到它的磁矩方向与磁场方向相一致的位置，此时，0BmMvvv大学物理复习提纲27、运动电荷在磁场中所受力洛仑兹力： BqFr8、磁力的功： ； 当恒定 dIAI12IIA（三）几种典型载流导体的磁感应强度公式：（三）几种典型载流导体的磁感应强度公式：1、载流直导线： aIBaIB2coscos
4、40210一一一一一一2、圆形电流： RI RIBRIBxRIRB 4222200023 222 0一一一一一一一一一一一一一一3、载流直螺线管： InBnIB0120coscos2 无限长轴线上任一点一一一一一一一一一一一一rr4、无限长载流直圆柱体： 0)(2)(2020BRrrIBRrRrIB轴线上柱外柱内5、螺绕环： InIlNB006、面密度为 的无限大均匀带电平面两侧的磁场： （匀强磁场）i20iB7、电荷在空间中激发的磁场： 200 4rrvqBdNBdBqnSdldN qvvrvv 十二、电磁感应：十二、电磁感应：（一）法拉第电磁感应定律：（一）法拉第电磁感应定律： ， N 匝
5、线圈：dtdm idtNdm i)( 说明：（1）这是计算感应电动势的普遍适用公式，但必须在闭合回路情况下计算。（2）公式中“-”号表示电动势的方向，是楞次定律的数学表示，它表明感应电动 势总是反抗磁通量的变化。（二）动生电动势：（二）动生电动势： l dBbairrr当、三者互相垂直时， Blrr lidlB（三）感生电动势、涡旋电场：（三）感生电动势、涡旋电场： SmLidStB dtdl dEr一上式说明，变化磁场产生的电场是涡旋场。).(一一一一一一一一一一rI r大学物理复习提纲3（四）自感：（四）自感：1、自感系数：； 2、自感电动势：； 3、自感磁能：INLmdtdILL2 21
6、LIWm（五）互感：（五）互感：1、互感系数： ； ； ；2121 12INM1212 21INM2112MMM12 称为线圈 2 对线圈 1 的互感系数，12为由线圈 2 产生的穿过线圈 1 的磁通量。2、互感电动势：； dtdIM2 1212dtdIM1 212112为线圈 2 的电流变化在线圈 1 中产生的互感电动势。（六）磁场能量：（六）磁场能量：1、磁场能量密度：；对均匀磁介质 HBwmrr21 2212BBHwm2、磁场能量： VVmmdVHBdVwWrr21十三、麦克斯韦方程组十三、麦克斯韦方程组 电磁波：电磁波： （一）位移电流（一）位移电流变化的电流：变化的电流：1、位移电流
7、： ； 2、位移电流密度： dtdID dSdtDSrr tD drr（二）麦克斯韦方程组的积分形式：（二）麦克斯韦方程组的积分形式： ； ； EDvvHBvvEvv dtdISdtDl dHSdBdtdSdtBl dEqSdDDSLSmSLSvvvvvvvvvvvvv0（三）麦克斯韦方程组的微分形式：（三）麦克斯韦方程组的微分形式：（四）无阻尼自由电磁振荡：（四）无阻尼自由电磁振荡：1、振荡方程： tqItqqsincos002、周期和频率： ， ， LCT2LC1LC210ttDHBBEDvvvvvvv大学物理复习提纲43、总能量： CqLIWWWme2212 02 0（五）电磁波：（五）
8、电磁波：交替变化的电磁场在空间的传播过程，就是电磁波。1、平面电磁波的波动方程： urtHHurtEEcoscos002、平面电磁波的基本性质：（1）、（或，或）三者相互垂直，电磁波是横波。ErHrrrSrur（2）和同位相。 （3）。 （4）真空中，。ErHrHEs /m1038 cu3、电磁波的能量密度：4、电磁波的能流密度（辐射强度，坡印廷矢量）： HESrrr意义：单位时间内通过与传播方向垂直的单位面积的能量。5、平面电磁波：能流密度；平均能流密度；平均辐射功率EHS 0021HES upP 1242 0（六）电磁波谱：（六）电磁波谱： 各种电磁波在真空中的传播速度相等。若按频率（或波
9、长）的顺序排列成谱，即电磁波 谱。十四、光的干涉：十四、光的干涉： （一）光波的相干条件和相干叠加：（一）光波的相干条件和相干叠加： 光波的相干条件是光矢量振动的频率相同、振动方向相同、位相相同或位相差恒定。满足相干条件的两束光的迭加是相干叠加，其合成光强为： cos22121IIIII相消干涉），（减弱相长干涉），（加强LL,2,1,0) 12(,2,1,02kkkk即 相消干涉），（减弱相长干涉），（加强LL,2,1,02) 12(,2,1,0kkkk （二）杨氏双缝干涉：（二）杨氏双缝干涉： Dax2（三）薄膜干涉（三）薄膜干涉（反射光干涉）： 2sin222 12 2innd上式中是否
10、有，取决于、相互间的大小。2 1n2n3n（四）劈尖干涉：（四）劈尖干涉： 设 ，n2=n,321nnnn 为劈尖的折射率,22 nd（五）牛顿环：（五）牛顿环：设 321nnn) (21)(2122HEwwwmeHBDErrrr222kdnRrdk k22 22 2Rrnk大学物理复习提纲5R 为平凸透镜的半径，rk为 k 级牛顿环的半径，n2为平凸透镜与一块平板玻璃间的空 气隙的折射率。LL,2,1,0,2,12122knkRrknRkrkk一一一一中心处，dk=0， 为暗斑。 （六）迈克尔逊干涉仪：（六）迈克尔逊干涉仪： 2Nd d 为 M1镜移动的距离，N 为干涉条纹移动数目。十五、光
11、的衍射：十五、光的衍射： （一）惠更斯（一）惠更斯菲涅耳原理：菲涅耳原理： 子波相干叠加原理，即从同一波面上各点发出的子波可以相互叠加产生干涉。 （二）单缝的夫琅和费衍射：（二）单缝的夫琅和费衍射： 由菲涅耳半波带法得到： 中央明纹： =0明纹极大条件： = （a为单缝宽度）L,2,1212sinkka暗纹极小条件： =L,2,1sinkka中央明纹宽度： ； 第级明纹宽度： afl2 0kafl（三）光栅衍射：（三）光栅衍射： 光栅衍射是光栅中各单缝的衍射光的相互叠加。光栅常数 d = a + b 光栅方程： （主极大明纹条件）L,2,1,0,sinkkba缺级公式： L,2,1 kkaba
12、k，暗纹条件： Nmdsin相邻主极大间有 N1 个暗纹和 N2 个次极大。（四）圆孔衍射（四）圆孔衍射 光学仪器的分辨率：光学仪器的分辨率：1、爱里光斑对应的第一衍射角： D22. 102、最小分辨角：（为通光直径） ； 3、光学仪器分辨率： D22. 1minDmin1 R（四）伦琴射线的衍射：（四）伦琴射线的衍射： 布喇格公式： 式中，为掠射角。L,3,2,1sin2kkd十六、光的偏振：十六、光的偏振： （一）自然光、线偏振光、部分偏振光的概念： 1、偏振光的产生和检验方法,2,.)12; 12., 2, 1; 1., 2 , 1(NNNNNm一一一一一一一一一一一一一一一一12max
13、dk大学物理复习提纲62、马吕斯定律： 注意式中各量的意义。2 0cosII 3、布儒斯特定律： 式中，为布儒斯特角（起偏角） ，。12 210tannnni0i20i当入射角为布儒斯特角时，反射光就变为振动方向垂直于入射面的完全偏振光，而折射光 仍为平行振动占优势的部分偏振光。 4、圆偏振光、椭圆偏振光、偏振光的干涉：一定厚度的晶片引起 o 光和 e 光之间产生的光程差，这样的晶片为四分之一波片；引4起光程差的晶片为二分之一波片。通过厚度为的晶片后 o 光和 e 光之间的位相差为：2deonnd2十七、狭义相对论基础：十七、狭义相对论基础： （一）伽利略变换：（一）伽利略变换： 1、坐标变换：，utxxyy zz tt2、速度变换：，uxxyyzz经典力学的时空观：长度和时间的测量与参照系无关。 （二）爱因斯坦假设：（二）爱因斯坦假设： 1、相对性原理：物理定律对一切惯性参照系都是等价的。2、光速不变原理：真空中的光速在所有惯性参照系中都为。s /m1038c （三）洛仑兹变换：（三）洛仑兹变换：S 系相对 S 系沿 ox 轴以 速度 u 运动1、坐标变换：
