大學物理2知識點總結(jié)

1、靜電學復習靜電學復習注意典型場注意典型場注意疊加原理注意疊加原理場強與電勢場強與電勢重點重點導體與介質(zhì)導體與介質(zhì)非重點非重點電流電流不單獨考不單獨考真空中的靜電場概要真空中的靜電場概要2、定律、定理、概念：、定律、定理、概念：（1）庫侖定律：）庫侖定律：r rqqF221041 0q/FE 場強場強:點電荷點電荷q在外電場中受力：在外電場中受力：EqF 1、物理模型：、物理模型：（1）點電荷）點電荷（2）試驗電荷）試驗電荷（3）電偶極子：）電偶極子：lqp EpM （2） Gauss定理：定理：SdEdSee 電通量：電通量： SiqSdE0 高斯面內(nèi)高斯面內(nèi)所有所有電荷電荷的代數(shù)和的代數(shù)和3

2、、求場強、求場強（1）利用場強疊加原理）利用場強疊加原理（2）利用）利用Gauss定理定理（3）利用場強與電勢梯度的關(guān)系）利用場強與電勢梯度的關(guān)系 E,xEx ,yEy .zEz 4、典型場：、典型場：點電荷點電荷r rqE2041 點電荷系點電荷系 niiEE1連續(xù)帶電體：連續(xù)帶電體：r rdqEdEq 2041 aE02 02 E0 內(nèi)內(nèi)E0 內(nèi)內(nèi)E,rrqE 420 外外03 rE 內(nèi)內(nèi)典型場典型場場強分布場強分布無限長均勻無限長均勻帶電直線帶電直線無限大均勻無限大均勻帶電平面帶電平面無限大均勻帶等量無限大均勻帶等量異號電荷平行板異號電荷平行板均勻帶電球面均勻帶電球面均勻帶電球體均勻帶電

3、球體無限長均勻無限長均勻帶電圓柱面帶電圓柱面,rrE 20 外外,rrqE 420 外外0 內(nèi)內(nèi)E電勢概要電勢概要1、靜電場的環(huán)路定理：、靜電場的環(huán)路定理：0 l dEL2、求、求電勢電勢（1）利用電勢的定義）利用電勢的定義電勢能電勢能:)(W l dEqWccaa0 0 電勢電勢:)( l dEccaa0 電勢差電勢差:l dEbaabba )WW(qAababab 0電場力的功電場力的功:（與參考點的（與參考點的選擇無關(guān)）選擇無關(guān)）對對有限大小有限大小的帶電體的場，通常選的帶電體的場，通常選 =0.（2）利用電勢）利用電勢疊加原理疊加原理點電荷場點電荷場:)(rq0 40 點電荷系場點電荷

4、系場: nii1 連續(xù)帶電體場連續(xù)帶電體場:)(rdqdqq0 40 3、典型場：、典型場：均勻帶電球面：均勻帶電球面： )Rr(Rq 40 )Rr( rq 40 ( =0)1、靜電平衡導體的特點：、靜電平衡導體的特點：（1）場強與電勢分布：）場強與電勢分布：（2）電荷分布：）電荷分布：凈電荷只能分布在表面。凈電荷只能分布在表面。實心導體：實心導體：導體空腔（內(nèi)無電荷）導體空腔（內(nèi)無電荷） ：導體空腔（內(nèi)有電荷）：導體空腔（內(nèi)有電荷）：孤立導體孤立導體靜電平衡時，靜電平衡時，表面曲率大處電荷表面曲率大處電荷面密度也大。面密度也大。導體與介質(zhì)概要導體與介質(zhì)概要處理導體靜電平衡問題時常用到處理導體

5、靜電平衡問題時常用到電荷守恒定律電荷守恒定律。等勢體等勢體等等勢勢面面0 內(nèi)內(nèi)EnE0 表表2、介質(zhì)極化的微觀機制介質(zhì)極化的微觀機制（1）有極分子電介質(zhì)：有極分子電介質(zhì)： 每個分子可等效為每個分子可等效為電偶極子電偶極子取向極化取向極化（2）無極分子電介質(zhì)：）無極分子電介質(zhì)： 位移極化位移極化3、 的高斯定理的高斯定理D電位移矢量：電位移矢量：ED 介介質(zhì)質(zhì)的的介介電電常常量量r 0 SqSdD0高斯面內(nèi)高斯面內(nèi)自由自由電荷電荷的代數(shù)和的代數(shù)和電位移通量：電位移通量：SdDSD r/EE 0 4、電容器及其電容、電容器及其電容C = Q/U（1）定義：）定義：（2）平板電容器）平板電容器:dS

6、C （3）電容器的串、并聯(lián)：）電容器的串、并聯(lián)：串聯(lián)：串聯(lián)： niiCC111并聯(lián)：并聯(lián)： niiCC1（4）電容器的能量）電容器的能量 ：UQCUCQW21212122 5、電場能量密度：、電場能量密度： 22212121DEDEw VwdVdWW電場能量電場能量磁學復習磁學復習磁力概要磁力概要1、磁感應強度、磁感應強度 ：B（1）定義）定義:利用利用洛侖茲力或洛侖茲力或磁力矩磁力矩(或或安培力安培力)B（2） 線特點：線特點：閉合，與閉合，與I套連，符合右螺關(guān)系。套連，符合右螺關(guān)系。2、磁通量及磁場的、磁通量及磁場的Gauss定理：定理： SSmmSdBd 0 SSdB3、洛侖茲力與、洛侖

7、茲力與安培力：安培力：BvqFm BlIdFd vqnSI 4、均勻磁場中一段載流導線：、均勻磁場中一段載流導線：（1）直導線：）直導線：Bl IF （2）曲導線：）曲導線：與起、止點一樣的直導線受力相同與起、止點一樣的直導線受力相同5、均勻磁場中載流線圈、均勻磁場中載流線圈(所受合力為所受合力為0)：（1）試驗線圈：）試驗線圈：線度小、電流小線度小、電流小（2）磁矩：）磁矩：nNISm （3）磁力矩：）磁力矩：)Bn(NISBmM 6、帶電粒子在電場或磁場中的運動：、帶電粒子在電場或磁場中的運動：BvqEqF 0vE均勻均勻B均勻均勻0v勻變直運動勻變直運動類平拋運動類平拋運動類斜拋運動類斜

8、拋運動勻直運動勻直運動勻速圓周勻速圓周運動運動BqmvR0 BqmT 2 等螺距螺旋運動等螺距螺旋運動螺旋半徑螺旋半徑BqmvR 回旋周期回旋周期 vR2T 螺距螺距Tvh/ 7、Hall效應：效應：對對Hall效應來說，負電荷的運動與等效應來說，負電荷的運動與等量正電荷的反向運動并不等效！量正電荷的反向運動并不等效！磁場概要磁場概要1、求磁場：、求磁場：（1）利用）利用B-S定律或運動電荷磁場公式定律或運動電荷磁場公式20rrlId4Bd 20rrvq4B （2）利用典型場的疊加）利用典型場的疊加（3）利用安培環(huán)路定理（要求電流有特殊對稱性）利用安培環(huán)路定理（要求電流有特殊對稱性） iioL

9、Il dB 適用條件：適用條件：符號規(guī)定：符號規(guī)定：疊加原理貫穿于以上三種方法。疊加原理貫穿于以上三種方法。4、全電流定律：、全電流定律：)II(ldBdc0L 全電流總連續(xù)。全電流總連續(xù)。3、平板電容器中總位移電流：、平板電容器中總位移電流：dtdESdtdUCI0d板板 5、 長直平行電流間單位長度上的相互作用力：長直平行電流間單位長度上的相互作用力：d2IIdldF210 同向相吸反向相斥同向相吸反向相斥Id 與與Ic的區(qū)別：的區(qū)別：2、Maxwell位移電流假說：位移電流假說：實質(zhì)：實質(zhì)：變化電場變化電場 磁場磁場dtdIDd tDJd tD )2(BtD 直直電電流流一段導線一段導線

10、)cos(cosa4IB210 無限長無限長aIB20 導線所在直線上導線所在直線上圓圓電電流流軸線上軸線上2/32220)xR(2IRB 圓心處圓心處R2IB0O 弧電流弧電流 圓心處圓心處 2R2IB0O 長直載流密繞螺線管長直載流密繞螺線管載流密繞細螺繞環(huán)載流密繞細螺繞環(huán)0B 電流分布電流分布磁場分布磁場分布無限大平面電流無限大平面電流2/jB0 nIB0 內(nèi)0外BnIB0 內(nèi)0外B磁介質(zhì)概要磁介質(zhì)概要231BH0B=0HHB 1、 、 關(guān)系關(guān)系:BH對各向同性磁介質(zhì)：對各向同性磁介質(zhì)：2r 略略1，順磁質(zhì)，順磁質(zhì)3r 略略1，抗磁質(zhì)，抗磁質(zhì)1r 大大,為變量為變量,鐵磁質(zhì)鐵磁質(zhì)m00r

11、1BB 2、磁介質(zhì)的分類：、磁介質(zhì)的分類： dLcIIldH LcIldH3、 的環(huán)路定理：的環(huán)路定理：H(全電流定律全電流定律)非穩(wěn)恒非穩(wěn)恒4、鐵磁質(zhì)的特性：、鐵磁質(zhì)的特性： r;磁化飽和磁化飽和;剩磁剩磁;磁滯磁滯;居里點居里點5、磁滯回線：、磁滯回線：0BSBS 飽和磁感應強度飽和磁感應強度Br 剩余磁感應強度剩余磁感應強度Hc矯頑力矯頑力磁滯損耗磁滯損耗回線包圍的面積回線包圍的面積6、鐵磁質(zhì)的分類：、鐵磁質(zhì)的分類：軟磁材料軟磁材料硬磁材料硬磁材料Hc小，回線小，回線“瘦瘦”；易磁化；易磁化；“鐵損鐵損”小小鐵芯鐵芯Hc大，回線大，回線“胖胖”; ;難退磁難退磁永久磁鐵永久磁鐵類別類別特

12、點特點用途用途電磁感應概要電磁感應概要1、基本定律：、基本定律：（1）楞次定律楞次定律效果反抗原因效果反抗原因(判斷判斷方向方向)（2）法拉第電磁感應定律：）法拉第電磁感應定律： dtd (多匝多匝: )的方向為結(jié)果取正值的回路繞向的方向為結(jié)果取正值的回路繞向。2、動生電動勢：、動生電動勢：（1）一段導體平動：）一段導體平動： Ll d)Bv( 右手定則右手定則判斷判斷 方向：方向：的方向為結(jié)果取正值的積分方向。的方向為結(jié)果取正值的積分方向。均勻均勻 中，中，起、止點一樣起、止點一樣的任意導線平動，的任意導線平動，一樣。一樣。B（轉(zhuǎn)軸（轉(zhuǎn)軸 均勻均勻 ）B2LB21 （軸位于端點且（軸位于端點

13、且導體）導體）若導體與軸不若導體與軸不，可將其等效為在，可將其等效為在軸方向軸方向的投影的轉(zhuǎn)動。的投影的轉(zhuǎn)動。（3）線圈轉(zhuǎn)動）線圈轉(zhuǎn)動（轉(zhuǎn)軸（轉(zhuǎn)軸均勻均勻 ，位置隨意），位置隨意）B（2）一段導體轉(zhuǎn)動）一段導體轉(zhuǎn)動( t=0時時 、 夾角夾角)nB)tsin(NBS 3、感生電動勢：、感生電動勢：（1）導體回路：）導體回路： SLiSdtBl dE 一段導體：一段導體：l dELi （2）圓柱形區(qū)域）圓柱形區(qū)域tB B( (均勻均勻 柱軸柱軸且且 空間分布均勻空間分布均勻)且繞向與且繞向與 成左螺關(guān)系。成左螺關(guān)系。tB tB tB iE沿半徑方向：沿半徑方向： =0 iE線是以區(qū)域中心為圓心的

14、一組同心圓，線是以區(qū)域中心為圓心的一組同心圓，4、互感與自感：、互感與自感：（1）互感：）互感：212121iiM dtdidtdiM212121 （2）自感：）自感：iL dtdiLL 。 。 。1234L1L2MII反接反接（3）自感、互感關(guān)系：）自感、互感關(guān)系：M=21LL（無漏磁）（無漏磁）0（全漏磁）（全漏磁）5、線圈串聯(lián)的順接與反接：、線圈串聯(lián)的順接與反接：L=M2LL21 （順接）（順接）M2LL21 （反接）（反接）6、磁能：、磁能：（1）自感磁能：）自感磁能：2mLI21W （2）磁能密度：）磁能密度：BH21H21B21w22m 磁能：磁能： VmmdVwW。 。 。123

15、4L1L2MII順接順接Maxwell方程組和電磁輻射概要方程組和電磁輻射概要1、Maxwell方程組：方程組： i0SqSdDSdtBl dESL 0SdBS Sd)tDJ(ldHScL 2、坡印亭矢量：、坡印亭矢量：HES 電磁波是橫波。電磁波是橫波。波動光學波動光學概要概要一、光的干涉一、光的干涉1、相干光的疊加：、相干光的疊加： cos 2 2121 IIIII 2、光程差與相位差的關(guān)系：、光程差與相位差的關(guān)系： 2 減弱減弱（加強加強2)12 kk（k=0,1,2)從從同相點同相點到到相遇點相遇點的光程之差的光程之差 真空真空中波長（介質(zhì)中波長：中波長（介質(zhì)中波長： ）n 3、半波損

16、失的條件：、半波損失的條件：4 4、楊氏、楊氏雙縫干涉雙縫干涉相鄰明（暗）相鄰明（暗）紋間距紋間距： dDx 條紋分布特點：條紋分布特點：5 5、薄膜干涉、薄膜干涉 的一般公式（的一般公式（入射入射）：）： 222 en明明2 , 1, kk 暗暗1 , 0,2)12( kk （ ）加不加，看條件加不加，看條件等傾干涉與等厚干涉：等傾干涉與等厚干涉：反射光干涉與透射光干涉（反射光干涉與透射光干涉（互補互補）：）：6、等厚干涉、等厚干涉（入射入射）：可采用）：可采用（ ）式。）式。（1）劈尖：）劈尖：212sinneeLLkk 條紋分布特點：條紋分布特點：劈尖的應用：劈尖的應用：（2）牛頓環(huán)：）

17、牛頓環(huán)：采用采用（ ）式和）式和 推出：推出：Re2 r明明1,2k ,/)21(2 nRk 暗暗1 , 0k ,/2 nkR r條紋分布特點：條紋分布特點：7 7、邁克耳孫干涉儀邁克耳孫干涉儀（入射入射） ：d2 Nd 2 移動可動反射鏡：移動可動反射鏡：插入透明薄介質(zhì)：插入透明薄介質(zhì)：二、二、光的衍射光的衍射1 1、惠更斯、惠更斯- -菲涅耳原理菲涅耳原理: :明、暗環(huán)半徑：明、暗環(huán)半徑：（此式適用于有半（此式適用于有半波損失的情形！）波損失的情形?。?、單縫、單縫夫瑯禾費衍射夫瑯禾費衍射（ 很小很?。┨幚矸椒ǎ禾幚矸椒ǎ喊氩◣Хò氩◣ХńY(jié)論：條紋的明暗取決于結(jié)論：條紋的明暗取決于兩條邊緣

18、光線的光程差。兩條邊緣光線的光程差。（1）對）對入射：入射： sina 暗暗紋紋中中心心)1,2(k k明明紋紋中中心心)1,2(k 2)12( k)sin 0 a紋紋范范圍圍：中中央央明明紋紋中中心心（中中央央明明 sina對對斜入射：斜入射：將將asin改為改為a(sin-sini)即可。即可。（2）中央明紋寬度：中央明紋寬度：af 2x 0 其它明紋寬度：其它明紋寬度：af x 明紋寬度變化和衍射圖樣移動的討論：明紋寬度變化和衍射圖樣移動的討論：（注：（注：i、 符號規(guī)定符號規(guī)定)3、光柵衍射、光柵衍射（ | /2/2）（1）對）對入射：入射：主極大位置由多光束干涉決定：主極大位置由多光束干涉決定：),( sin210 kkd 光柵方程：光柵方程：主極大強度受單縫衍射調(diào)制主極大強度受單縫衍射調(diào)制缺級：缺級：)3 ,2 , 1( kkadk注：注： dk max對對斜入射：斜入射：將將dsin改為改為d(sin-sini)即可。即可。（2）光柵光譜）光柵光譜 光譜的重疊：光譜的重疊： 12212211 kkkk三、光的偏振：三、光的偏振：1、線偏振光、自然光、部分偏振光：、線偏振光、自然光、部分偏振光：2、偏振片的起偏和檢偏、偏振片的起偏和檢偏0121II （1）自然光）自然光通過偏振片后光強減半：通過