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1、1,2,气体动理论 复习课,3,2. 能量按自由度均分定理,气体分子任一自由度均分到的平均动能都等于,分子总平均动能,理想气体的内能改变量,理想气体的内能,分子的平均平动动能,1. 理想气体物态方程,4,3. 麦克斯韦分子速率分布, 分子速率分布函数, 分子速率分布曲线,最概然速率,气体分子的自由度,单原子分子 i = 3 双原子刚性分子 i = 5 多原子刚性分子 i = 6,5,结论:同一气体温度越高, 分子的最概然速率越大。,结论:同一温度下,分子 质量小的气体,分子的最 概然速率大。,6,热力学基础 复习课,7,1. 几个概念,准静态过程功的计算,理想气体内能及内能的改变量,定体摩尔热
2、容:,定压摩尔热容:,比热容比 ,8,2. 热力学第一定律,定律中的符号约定,+,系统吸热,系统放热,系统内能增加,系统内能减少,系统对外界做功,外界对系统做功,3. 热力学第一定律在理想气体等值过程、绝热 过程中的应用,9,等温,等压,等体,绝热,T=常量,pV = C,0,0,0,p=常量,V=常量,Q = 0,记忆方法,10,5. 循环过程,循环过程的特征:,E = 0,正循环:系统对外做功,热机效率,W 0,循环过程的功:,注:Q2 取绝对值,11,大题:一般循环(三个等值过程,绝热过程,循环效率) 小题:1、理想气体的物态方程及内能 (物态方程的两种表示形式、能量均分定理) 2、麦克
3、斯韦速率分布曲线。最概然速率,12,振动 复习课,13, 简谐运动微分方程,一、简谐运动, 简谐运动表达式,1. 简谐运动的特征,(1) 动力学特征,(2) 运动学特征,以上各式可作为简谐运动的判据(具备其一即可)。,14,3. 描述简谐运动的三个特征量:,(1) 角频率 由振动系统本身的性质决定:,2. 简谐运动的速度、加速度,(2) 振幅 A 和初相位,如, 由初始条件( x0、v0 ) 确定 A 和 , 已知 x0、且知 v0 的方向,确定初相位用旋转矢量法。,15,简谐运动求解的两类问题,第一类问题:证明物体作简谐运动,简谐运动的判据,第二类问题:建立简谐运动表达式,描述简谐运动的三个
4、特征量:,16,二、简谐运动的合成,合振幅,初相位,合振动,简谐振动,合振动加强,合振动减弱,1. 两个同方向同频率简谐运动的合成,17,简谐运动 小题:1、简谐运动的合成(同方向同频率的合成),公式法,旋转矢量法,参考复习作业:6,18,简谐运动的基本特征(1)运动学特征,(或 ),大题:1、证明物体做简谐运动(要求:掌握基本步骤),19,波动 复习课,20,一、平面简谐波的波动表达式(波函数),设O点处质点的振动方程,则沿 x 轴传播的平面简谐波的波动表达式(波函数),波动表达式还可表示为,21, 波动表达式的物理意义,(2) 如果 t 给定(令 t = t0),则波动表达式变为 t0时刻
5、的波形方程,y 是 t 的函数。,y 是 x 的函数。,(1) 如果 x 给定(令 x = x0),则波动表达式变为 x0处质点的振动方程,22, 波动中各质点振动的速度和加速度,(3) 如果 x 与 t 都发生变化,则波动表达式包括了 不同时刻的波形,它反映了波形的传播。,y 是 x 和 t 的函数,不同时刻的波形,23,波节,波节的位置,波腹,波腹的位置,注:以上两公式只适用于初相位为零的两列波合成的驻波。,驻波振幅,二、驻波,驻波方程, k,相邻两波腹(或波节)的距离,24,三、多普勒效应,波源或观察者相对于介质运动时,而使观察者接 收到的波的频率发生变化的现象,称为多普勒效应 。,符号
6、的规定:, 观察者接收到的频率; 波源的频率;,v0 观察者的运动速度; vS 波源的运动速度;,u 波速。,波源和观察者相向运动时:v0 取正,vS 取正;,波源和观察者相背运动时:v0 取负,vS 取负;,25,四、电磁波,沿 x 轴正方向传播的平面简谐电磁波波动表达式, 平面电磁波的一般性质,(1) 电磁波是横波。E、H、u 相互垂直,构成右手螺旋关系。,(3) E 和 H 同相位。在任何时刻同一地点的E 和H 都是 同步变化的。,(4)在空间同一点处 和 量值满足关系:,对于平面电磁波有,真空中:,(5) 电磁波传播速度,(2)电磁波具有偏振性。,26,波动 小题: 1、驻波(驻波形成
7、的推导、驻波方程) 2、电磁波的性质(类似作业) 3、多普勒效应(公式) 大题: 根据已知条件,求波动方程(振动方程、波动方程、会找原点的振动方程),27,光学 复习课,28, 杨氏双缝干涉,由 S1、S2 发出的两束光的波程差,明条纹,暗条纹,1. 双缝干涉明、暗条纹的条件,一、光的干涉,29,2. 双缝干涉明、暗条纹位置,明纹中心位置,暗纹中心位置,相邻两明(或暗)条纹间距为,30, 薄膜干涉,(1) 反射光的干涉,干涉加强(明纹),干涉减弱(暗纹),一般情况下,薄膜上、下 表面两反射光线的光程差,1. 等倾干涉,若光线垂直入射薄膜时:,31, 当n1 n3时,上表面反射时有半波损失, 当
8、n1 n2 n3时,下表面反射时有半波损失, 当n1 n2 n3时,上下表面反射时均有半波损失, 当n1 n2 n3时,上下表面反射时均无半波损失,两反射光的附加光程差 的确定:,特例:, 当薄膜处在同一介质中时:,若光线垂直入射薄膜时:,32,2,(2) 透射光的干涉,当薄膜处在同一介质中时,两透射光线的光程差,比较薄膜处在同一介质中时两反射光线的光程差,同一薄膜对某波长反射光干涉加强, 对该波长的透射光 干涉减弱;反之亦然,两者互补,满足能量守恒定律。,33,且光线 垂直入射劈尖时,劈尖上、下表面两 两反射光的光程差,2. 劈尖,明纹,暗纹,(2) 各级明、暗纹对应的劈尖膜厚度,(3) 相
9、邻两明(或暗)纹对应膜的厚度差,(4) 相邻两明纹(或暗纹)的间距,劈尖干涉条纹的特点:,(1) 干涉条纹为平行于劈尖棱边的等间距直条纹。干涉级随膜的厚度而增加。,当劈尖膜处于同一介质,,34,当光线垂直入射单缝时,,1. 单缝衍射明暗纹条件,P 处衍射条纹的明暗取决于 单缝边缘两光线的光程差,O,中央明纹,明纹,暗纹, 单缝的夫琅禾费衍射,二、光的衍射,35,2. 单缝衍射图样的特点,(1) 光强分布(如图),(2) 单缝衍射明、暗条纹的位置,暗纹,明纹,中央明纹线宽度,其它明纹宽度,- x1,- xk,(3) 明条纹的宽度,L,36,2. 光栅方程,当光线垂直入射光栅时,P 点出现明纹的条
10、件是, 光栅衍射明纹的条件, 光栅衍射,1. 光栅常数,d = a+ b,光栅常数与光栅缝数/cm(或刻痕数/cm )成倒数关系。,3. 光栅缺级现象,当衍射角 的光线同时满足,时,满足光栅方程的主明纹将 消失,缺级的级数,37,三、光的偏振,光强为I1的线偏振光,透过检偏器后的光强为, 马吕斯定律,自然光透过起偏器后,出射光为线偏振光,出射光 强为入射光强的一半。,I0,I2=?,式中 为入射到 P2 的 线偏振光振动方向与 P2偏振化方向的夹角。,或两偏振片偏振化方 向间的夹角。, 马吕斯定律,38,实验表明: 反射光的偏振化程度和入射角有关。, 布儒斯特定律,当入射角 i 等于某一特定值
11、 ,且满足,时,反射光为完全偏振光,且只有垂直于入射面的光振动。, 布儒斯特定律,当入射角i 为布儒斯 特角iB 时,有,39,大题:1、劈尖干涉(干涉条件、会写光程差(注意判断有无半波损失)、条纹特点(膜厚度,条纹间距) 2、光栅(光栅方程、缺级方程;类似作业) 小题:1、双缝干涉(干涉条件、明、暗条纹位置及条纹间距) 2、薄膜干涉 (干涉条件;会写光程差(注意判断有无半波损失) 3、单缝衍射(衍射条件、条纹位置及明条纹宽度) 4、马吕斯定律 5、布儒斯特定律,40,量 子 物 理 复习课,41,一、 光电效应,1. 光电效应的实验规律,(2) 饱和光电流随入射光强增大而增大;,(3) 遏止
12、电势差 Ua 与入射光频率具有线性关系;,(4) 光电效应具有“瞬时性”。,2. 爱因斯坦光量子理论,光子的能量,爱因斯坦光电效应方程,3. 光的波粒二象性,(1) 截止频率0(或红限频率);,42,1. 康普顿效应,二、康普顿效应,X 射线在石墨体上散射时, 散射线中除有与入射线波长0 相同的成分外,还有波长 0的成分。, 光子理论解释:康普顿效应是入射光子与原子内电子发生弹性碰撞的结果。,碰撞过程中,系统的能量守恒、动量守恒。,电子,43,能量守恒,动量守恒,考虑电子是与光子发生作用,电子质量,44,联立解式可得散射波长的偏移量, 康普顿散射公式, 电子的康普顿波长,注意:反冲电子的动能,45,质量为 m 的粒子以速度 v 匀速运动时,具有能量 E 和动量 p 时,从波动性方面来看,它具有频率 和波长 ,这些量之间的关系满足,与该粒子相联系的平面单色波的波长为, 德布罗意公式,三、德布罗意波,46,大题:康普顿效应(能量守恒、康普顿波长散射公式) 小题:1、光电效应(光电效应方程,最大初动能与遏止电势差,逸出功与红限的关系) 2、德布罗意波,