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1、质点运动学与动力学,运动三个物理量、三个坐标系（直角坐标、极坐标、自然坐标）,速度、加速度的瞬时性、矢量性、相对性,二类问题（局部与整体、微分与积分、过程与状态）,一次求导,二次求导,一次积分,二次积分,三种典型运动形态,1、直线运动,2、抛体运动,水平方向的匀速直线运动竖直方向的匀变速直线运动,v0方向的匀速直线运动竖直方向的自由落体运动,3、圆周运动,一般平面曲线运动,方向：指向轨道内侧,其中：,一般关系式：,相对运动,质点动力学（牛顿定律的应用）,基本要求：,1、掌握的力的分析方法。,2、运用牛顿定律求解质点动力学问题。,3、了解惯性力的意义，用其解决简单的力学问题。,动力学六个物理量：
2、力、动量、冲量、功、动能、势能；二个参考系（惯性系、非惯性系）,守恒定律,三个基本物理量：,三个定理：,三条守恒定理的条件：,刚体定轴转动,三个转动运动学物理量：角位移、角速度、角加速度,六个转动动力学物理量：刚体定轴转动的转动惯量、力矩、冲量矩、力矩作功、角动量、转动动能,平动与转动的能量守恒、角动量守恒,一、证明简谐振动,动力学方程,数学方程,质点简谐振动的四个物理量：振幅、圆频率、周期、初相位。,A，由初始条件确定,简谐振动及其三个标准（特征）,其中：x相对于平衡位置（坐标原点）的位移。,三、用旋转矢量表示谐振动的,四、谐振动的能量,五、同方向同频率谐振动的合成,其中:,波动是振动的传播
3、过程。,波动的特征：,(1)各质元只是在各自平衡位置附近振动.,(2)同一时刻,沿波线各质元振动状态不同,各质元相位依次落后.,波动,波动是能量的传播过程。,波动能量的特征:,总能量,介质波动的七个重要物理量：振幅、圆频率、周期、频率、波长、波速、初相位。,波的反射与半波损失,反射端为波节存在半波损失,反射端为波腹无半波损失,波的干涉两相干波的迭加,干涉加强的条件：,干涉减弱的条件：,驻波与行波的区别,行波,驻波,（有振动状态的传播）,2.各质元的振幅均为A,一个波段中各质元振动位相均不同.,4.能量随波传播,（无振动状态的传播）,各质元的振幅(x),范围:02A,相邻波节间各质元振动位相相同
4、,一波节两边各点振动位相相反.,能量仅在相邻二波节间转换.,振动、行波、驻波能量的比较,研究对象：,振动,行波,驻波,一个质点,一体元,二波节间的波段,动能：,势能：,总能量：,集中在波腹附近,集中在波节附近,二相邻波节间总能量守恒。,（守恒）,每个质元不断吸收、释放能量能量传播。,无能量的空间传播,多普勒效应,电磁波的多普勒效应,其中v为波源和接收器之间的相对运动速度,彼此靠近时，v取正值,彼此远离时，v 取负值,气体动理论（分子特点：小、多、快、乱决定了统计方法）,一、理想气体状态方程:,或,二、宏观量与微观量的统计平均值,三、理想气体的内能：,四、麦克斯韦分子速率分布律,T,三种速率:,
5、重力场中粒子按高度的分布,五、平均碰撞次数和平均自由程,说明下列表达式的物理意义：,宏观热力学规律（第一、第二定律）,一、热力学第一定律:,过程量,二、理想气体准静态过程:,1、正循环（热机）,2、负循环（制冷机）,三、循环过程:,卡诺热机,卡诺制冷机,四、热力学第二定律：,宏观意义：一切与热相联系的现象中，自发实现的过程 都是不可逆的。,微观意义：一切自然过程总是沿着无序性增大的方向进行。,指名热力学过程进行的方向和限度。,二种等价的表述,开尔文表述。,克劳修斯表述。,第八章 静电场,基本性质：有源场,保守场,导体静电感应,电介质（有极分子、无极分子）极化,静电场三个主要物理量：,基础运算：
6、矢量运算、叠加法,点电荷、电荷基本性质、电荷守恒定律、库仑定律；,一、主要物理量的求法：,1、,叠加法：,高斯定理：,（条件：电荷呈球、轴、面对称分布）,电势剃度法：,2、,U,叠加法:,定义法:,两点间的电势差：,电场力的功：,3、,W,电容器：,均匀电场:,非均匀电场:,二、导体静电平衡：,1、q内0,3、整个导体：U=恒量,三、电介质极化：,条件:自由电荷 极化电荷,具有相同的球/轴/面对称分布,结论:,条件:平行板电容器：,四、典型带电体周围电场和电势的分布,有限长带电直导线：,无限长带电直导线：,均匀带电细圆环轴线.,轴线上一点：,环心：,均匀带电球面(q、R）,电容器的电容：,平行
7、板：,球形：,圆柱形：,一、一切磁现象都是起源于电流,磁学(I),二、电流或运动电荷产生磁场,1、电流产生磁场,有限长直载流导线：,无限长载流长直导线,I,载流圆线圈轴线上的磁场,圆心处,p,I,当,磁偶极矩,载流长直密绕螺线管:,安培环路定理：,载流螺绕环内的磁场:,无限长载流圆柱体的磁场:,无限大载流平板的磁场:,2、运动电荷产生磁场,磁 学(II),磁场对,运动电荷作用：,载流导线作用：,载流线圈作用：,磁力（磁力矩）的功：,磁 学(III)介质中的磁场,顺磁质:,抗磁质:,动生电动势,电 磁 感 应,感生电动势,自感电动势,互感电动势,涡旋电场（由变化的磁场产生）,无限长圆柱空间：E感
8、,磁场能量,=,全电流定律:,麦克斯韦方程组(积分形式),光的干涉,一、双缝干涉,（1）条纹特征,等间距:,明纹等强度:,（2）明、暗条件,x=,二、反射光的干 涉,1.平行薄膜,条纹特征:内疏外密的同心圆；级数内高外低（等倾干涉）,2.劈型薄膜(垂直入射),(1).劈尖:(等间距的直线条纹),(2).牛顿环：内疏外密的同心圆；级数内低外高,反射光波有 位相的突变,半波损失,光密,光疏,光的衍射,一、单缝衍射,1.条纹特征:,明纹强度随级数k增大而下降,实质:无数子波相干叠加的结果。,产生的条件:当障碍物（或小孔）的线度与波长可比拟。,现象：光线偏离直线传播且光能量重新分布。,2.明暗条纹的位
9、置,二、圆孔衍射,三、光栅衍射:单缝衍射+多缝干涉,a:决定中央包线的宽度(衍射的程度),(a+b):决定主极大的位置和相邻主极大的间距,N:决定主极大的细锐程度(相邻主极大间有N-1条暗纹),1.光栅三参数的作用,2.缺极现象：,光栅方程：,单缝衍射极小：,光的偏振,一、获得偏振光的方法：,偏振片(具有二色性的晶体),反射和折射(各向同性的二界面)0,双折射(各向异性介质),三、布儒斯特定律：,四、双折射,o光（寻常光）：遵守折射定律偏振光，振动方向垂直于o光的主平面,e光（非常光）：不遵守折射定律偏振光，振动方向平行于e光的主平面,方解石单轴负晶体：,狭义相对论的两条基本原理,1.相对性原
10、理,洛仑兹坐标变换,时空均匀性：,洛仑兹速度变换,不同事件发生的时间间隔、空间间隔坐标变换：,狭义相对论的时空观,1.运动物体的长度缩短固有长度最长,2.运动的时间延长固有时间最短,前提：,3.“同时”的相对性,4.无因果率联系的两事件的时序是相对的。有因果率联系的两事件的时序是绝对的。,相对论动力学,三个表达式,二个关系式,相对论动力学定律在洛仑兹变换下是不变式，经典力学定律是相对论力学定律在低速下的特例，相对论力学中继续保留质量守恒、能量守恒、动量守恒等基本定律。,热辐射 普郎克能量子假说,1.热辐射实验定律：,2.普朗克公式：,3.普朗克量子假设:,物体发射或吸收电磁辐射只能以“量子”方
11、式进行，每个量子的能量为hv。,4.普朗克量子假设的科学意义:,第一次冲击了经典物理学的传统观念。,第一次揭示了微观运动规律的基本特征。,光电效应爱因斯坦光子论,1）入射光频率 确定时，饱和电流,2）,1.光电效应实验规律：,2.爱因斯坦光子论,2).爱因斯坦方程,3).科学意义:揭示了光具有粒子性,康普顿效应,（1）证明光子假说的正确,光具有波粒二象性:,氢原子光谱玻尔氢原子理论,1)稳定态 假设:电子在原子中运动,1.玻尔的基本假设：,2)跃迁假设：,3)轨道角动量量子化假设:,2.科学意义:（1）成功地解释了氢原子光谱（2）对量子力学的建立提供了必要的基础,粒子的波动性德布罗意假设,E,P粒子性描述,2.德布罗意关系式:,3.德布罗意波长：,4.科学意义:波粒二象性是自然界物体（实物、光）性质的完整体现。,1.德布罗意假设：质量m、速度u 的实物粒子也具有波动性,
