大学物理2知识点总结.ppt

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1、静电学复习 注意典型场 注意叠加原理 场强与电势 重点 导体与介质 非重点 电流 不单独考 真空中的静电场概要 2、定律、定理、概念： （ 1）库仑定律： r r qqF 2 21 04 1 0q/FE 场强 : 点电荷 q在外电场中受力： EqF 1、物理模型： （ 1）点电荷 （ 2）试验电荷 （ 3）电偶极子： lqp EpM （ 2） Gauss定理： SdEd S ee 电通量： S iqSdE 0 高斯面内 所有 电荷 的代数和 3、求场强 （ 1）利用场强叠加原理 （ 2）利用 Gauss定理 （ 3）利用场强与电势梯度的关系 E , xE x , yE y . zE z 4、典

2、型场： 点电荷 rrqE 2 04 1 点电荷系 n i iEE 1 连续带电体： rrdqEdE q 2 04 1 aE 02 02 E 0 内E 0内E,r r qE 4 20 外 03 rE 内 典型场 场强分布 无限长均匀 带电直线 无限大均匀 带电平面 无限大均匀带等量 异号电荷平行板 均匀带电球面 均匀带电球体 无限长均匀 带电圆柱面 ,rrE 2 0 外 ,r r qE 4 20 外 0内E 电势概要 1、静电场的环路定理： 0 ldE L 2、求 电势 （ 1）利用电势的定义 电势能 : )(W ldEqW c c a a 0 0 电势 : )( ldE c c a a 0 电

3、势差 : ldE b a abba )WW(qA ababab 0电场力的功 : （与参考点的 选择无关） 对 有限大小 的带电体的场，通常选 =0. （ 2）利用电势 叠加原理 点电荷场 : )(rq 0 4 0 点电荷系场 : n i i 1 连续带电体场 : )(rdqd qq 0 4 0 3、典型场： 均匀带电球面： )Rr(R q 4 0 )Rr( rq 4 0 ( =0) 1、静电平衡导体的特点： （ 1）场强与电势分布： （ 2）电荷分布： 净电荷只能分布在表面。 实心导体： 导体空腔（内无电荷） ： 导体空腔（内有电荷）： 孤立导体 静电平衡时， 表面曲率大处电荷 面密度也大。

4、 导体与介质概要 处理导体静电平衡问题时常用到 电荷守恒定律 。 等势体 等 势 面 0内E nE 0 表 2、 介质极化的微观机制 （ 1） 有极分子电介质： 每个分子可等效为 电偶极子 取向极化 （ 2）无极分子电介质： 位移极化 3、 的高斯定理 D 电位移矢量： ED 介质的介电常量r 0 S qSdD 0 高斯面内 自由 电荷 的代数和 电位移通量： SdD S D r/EE 0 4、电容器及其电容 C = Q/U （ 1）定义： （ 2）平板电容器 : d SC （ 3）电容器的串、并联： 串联： n i iCC 1 11 并联： n i iCC 1 （ 4）电容器的能量 ： UQ

5、CUCQW 212121 2 2 5、电场能量密度： 2 2 2 1 2 1 2 1 DEDEw V wd VdWW 电场能量 磁学复习 磁力概要 1、磁感应强度 ： B （ 1）定义 : 利用 洛仑兹力或 磁力矩 (或 安培力 ) B（ 2） 线特点： 闭合，与 I套连，符合右螺关系。 2、磁通量及磁场的 Gauss定理： SS mm SdBd 0 S SdB 3、洛仑兹力与 安培力： BvqF m BlIdFd vqnSI 4、均匀磁场中一段载流导线： （ 1）直导线： BlIF （ 2）曲导线： 与起、止点一样的直导线受力相同 5、均匀磁场中载流线圈 (所受合力为 0)： （ 1）试验线

6、圈： 线度小、电流小 （ 2）磁矩： nNI Sm （ 3）磁力矩： )Bn(NI SBmM 6、带电粒子在电场或磁场中的运动： BvqEqF 0v E 均匀 B均匀 0v 匀变直运动 类平抛运动 类斜抛运动 匀直运动 匀速圆周 运动 BqmvR 0 Bq mT 2 等螺距螺旋运动 螺旋半径 Bq mvR 回旋周期 v R2T 螺距 Tvh / 7、 Hall效应： 对 Hall效应来说，负电荷的运动与等 量正电荷的反向运动并不等效！ 磁场概要 1、求磁场： （ 1）利用 B-S定律或运动电荷磁场公式 2 0 r rlId 4 Bd 2 0 r rvq 4B （ 2）利用典型场的叠加 （ 3）

7、利用安培环路定理（要求电流有特殊对称性） i ioL IldB 适用条件： 符号规定： 叠加原理贯穿于以上三种方法。 4、全电流定律： )II(ldB dc0L 全电流总连续。 3、平板电容器中总位移电流： dt dES dt dUCI 0d 板 5、 长直平行电流间单位长度上的相互作用力： d2 II dl dF 210 同向相吸反向相斥 Id 与 Ic的区别： 2、 Maxwell位移电流假说： 实质： 变化电场 磁场 dt dI D d t DJ d t D )2(B 直 电 流 一段导线 )c o s( c o sa4 IB 210 无限长 a IB 2 0 导线所在直线上 圆 电 流

8、 轴线上 2/322 2 0 )xR(2 IRB 圆心处 R2 IB 0 O 弧电流 圆心处 2R2 IB 0 O 长直载流密绕螺线管 载流密绕细螺绕环 0B 电流分布 磁场分布 无限大平面电流 2/jB 0 nIB 0内 0外B nIB 0内 0外B 磁介质概要 2 3 1 B H 0 B=0H HB 1、 、 关系 : B H 对各向同性磁介质： 2 r 略 1，顺磁质 3 r 略 1，抗磁质 1 r 大 ,为变量 ,铁磁质 m 00 r 1B B 2、磁介质的分类： d L c IIldH L cIldH 3、 的环路定理： H (全电流定律 ) 非稳恒 4、铁磁质的特性： r;磁化饱和

9、 ;剩磁 ;磁滞 ;居里点 5、磁滞回线： 0 BS BS 饱和磁感应强度 Br 剩余磁感应强度 Hc 矫顽力 磁滞损耗 回线包围的面积 6、铁磁质的分类： 软磁材料 硬磁材料 Hc小，回线 “ 瘦 ” ； 易磁化； “ 铁损”小 铁芯 Hc大，回线 “ 胖 ” ; 难退磁 永久磁铁 类别 特点 用途 电磁感应概要 1、基本定律： （ 1） 楞次定律 效果反抗原因 (判断 方向 ) （ 2）法拉第电磁感应定律： dt d (多匝 : ) 的方向为结果取正值的回路绕向。 2、动生电动势： （ 1）一段导体平动： L ld)Bv( 右手定则 判断 方向： 的方向为结果取正值的积分方向。 均匀 中，

10、 起、止点一样 的任意导线平动， 一样。 B （转轴 均匀 ） B 2LB 2 1 （轴位于端点且 导体） 若导体与轴不 ，可将其等效为在 轴方向 的投影的转动。 （ 3）线圈转动 （转轴 均匀 ，位置随意） B （ 2）一段导体转动 ( t=0时 、 夹角 ) n B)ts i n (NBS 3、感生电动势： （ 1）导体回路： S L i Sdt BldE 一段导体： ldE L i （ 2）圆柱形区域 t B B (均匀 柱轴 且 空间分布均匀 ) 且绕向与 成左螺关系。 t B t B iE 沿半径方向： =0 iE 线是以区域中心为圆心的一组同心圆， 4、互感与自感： （ 1）互感：

11、 2 12 1 21 ii M dt di dt di M 2 12 1 21 （ 2）自感： iL dt di L L 。 。 。 。 1 2 3 4 L1 L2 M I I 反接 （ 3）自感、互感关系： M= 21 LL （无漏磁） 0 （全漏磁） 5、 线圈串联的顺接与反接： L= M2LL 21 （顺接） M2LL 21 （反接） 6、磁能： （ 1）自感磁能： 2 m LI2 1W （ 2）磁能密度： BH 2 1H 2 1B 2 1w 22 m 磁能： V mm dVwW 。 。 。 。 I 顺接 Maxwell方程组和电磁辐射概要 1、 Maxwell方程组： i 0S qSd

12、D SdtBldE SL 0SdBS Sd)tDJ(ldH S cL 2、坡印亭矢量： HES 电磁波是横波。 波动光学 概要 一、光的干涉 1、相干光的叠加： co s 2 2121 IIIII 2、光程差与相位差的关系： 2 减弱（ 加强 2 )12 k k （ k=0,1,2) 从 同相点 到 相遇点 的光程之差 真空 中波长（介质中波长： ） n 3、半波损失的条件： 4、 杨氏双缝干涉 相邻明 （ 暗 ） 纹间距： dDx 条纹分布特点： 5、薄膜干涉 的一般公式（ 入射 ）： 22 2 en 明2,1, kk 暗1,0,2)12( kk （ ） 加不加，看条件 等倾干涉与等厚干涉：

13、 反射光干涉与透射光干涉（ 互补 ）： 6、等厚干涉 （ 入射 ）：可采用 （ ）式。 （ 1）劈尖： 2 1 2s i n neeLL kk 条纹分布特点： 劈尖的应用： （ 2）牛顿环： 采用 （ ）式和 推出： Re2r 明1 , 2k ,/)21( 2 nRk 暗1,0k ,/ 2 nkR r 条纹分布特点： 7、迈克耳孙干涉仪（ 入射 ） ： d2 N d 2 移动可动反射镜： 插入透明薄介质： 二、光的衍射 1、惠更斯 -菲涅耳原理 : 明、暗环半径： （此式适用于有半 波损失的情形！） 2、单缝 夫琅禾费衍射（ 很小 ） 处理方法： 半波带法 结论：条纹的明暗取决于 两条边缘光线

14、的光程差。 （ 1）对 入射： s ina 暗纹中心)1 , 2(k k 明纹中心)1 , 2(k 2)12( k )s i n 0 a纹范围：中央明纹中心（中央明 sina 对 斜入射： 将 asin改为 a(sin-sini)即可。 （ 2） 中央明纹宽度： af 2x 0 其它明纹宽度： af x 明纹宽度变化和衍射图样移动的讨论： （注： i、 符号规定 ) 3、光栅衍射 （ |/2） （ 1）对 入射： 主极大位置由多光束干涉决定： ),( s i n 210 kkd 光栅方程： 主极大强度受单缝衍射调制 缺级： )3,2,1( kkadk 注： dk m ax 对 斜入射： 将 d

15、sin改为 d(sin-sini)即可。 （ 2）光栅光谱 光谱的重叠： 1 2 2 1 2211 k kkk 三、光的偏振： 1、线偏振光、自然光、部分偏振光： 2、偏振片的起偏和检偏 01 2 1 II （ 1）自然光 通过偏振片后光强减半： （ 2）马吕斯定律：线偏振光通过偏振片后： 212 co sII 3、反射和折射时光的偏振 （ 1）利用玻璃片的一次反射和折射 一般情形： 特殊情形：布儒斯特定律 时，反射光为 线偏振光 ， 振动方向 入射面 ，且： i0+r0=90. 211 2 0tg nn ni （ 2）利用玻璃片堆可得到增强的线偏振光 4、双折射现象 了解 双折射的基本概念，了解 尼科耳棱镜。