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1、1.简谐运动的特征及其表达式,力与位移成正比且反向。,动力学特征:,微分方程：,运动学方程：,运动学特征:,上述四式用以判断质点是否作简谐运动,第九章 振动,2.能够有初始条件或振动曲线得到运动方程,根据初始条件：时，,，得,由曲线得到运动方程，结合旋转矢量。,位移,速度,加速度,3.简谐振动的位移、速度、加速度,称为速度幅,速度相位比位移相位超前/2。,称为加速度幅,加速度与位移反相位。,动能,势能,以水平弹簧振子为例讨论简谐振动系统的能量。,系统总的机械能：,二 简谐运动的能量,相位,逆时针方向,M 点在 x 轴上投影(P点)的运动规律：,的长度,旋转的角速度,旋转的方向,与参考方向x 的
2、夹角,振动振幅A,振动圆频率,1.旋转矢量与简谐运动对应关系,三旋转矢量,例：简谐振动的表达式及确定方法：,然后确定三个特征量：、A、,旋转矢量法确定：先在X轴上找到相应x0，有两个旋转矢量，由v的正负来确定其中的一个,P8例；P15例P37：1-5、7、14、15,第十章 波动,1、四个物理量的联系及波函数的标准形式,上式代表x1 处质点的简谐运动方程。,x 一定。令x=x1，则质点位移y 仅是时间t 的函数。,2、波函数的物理意义,同一波线上任意两点的振动位相差:,即,t 一定。令t=t1，则质点位移y 仅是x 的函数。为此时刻的波形。,x、t 都变化,*能够由已知点的运动方程得到波函数。
3、,如已知x0点的运动方程为：,则波函数为：,*掌握由波形得到波函数方法。,介质中波动传播到的各点都可以看作是发射子波的波源，而在其后的任意时刻，这些子波的包络就是新的波前.,1 惠更斯原理,四惠更斯原理 波的衍射、反射和折射,波在传播过程中遇到障碍物，能绕过障碍物的边缘，在障碍物的阴影区内继续传播.,2 波的衍射,频率相同、振动方向平行、相位相同或相位差恒定的两列波相遇时，使某些地方振动始终加强，而使另一些地方振动始终减弱的现象，称为波的干涉现象.,3 波的干涉,波源振动,干涉现象的定量讨论,传播到 P 点引起振动的振幅为：,定值,讨 论,1驻波方程,同一介质中，两列振幅相同的相干波在同一条直
4、线上沿相反方向传播叠加后就形成驻波。,驻波,结论：1、相邻波节（波腹）的间距为半个波长。2、相邻两波节间各点振动相位相同，一波节两侧各点振动相位相反,会分析波节波腹的位置。,当波从波疏介质垂直入射到波密介质,被反射到波疏介质时形成波节.入射波与反射波在此处的相位时时相反,即反射波在分界处产生 的相位跃变，相当于出现了半个波长的波程差，称半波损失.,2 相位跃变（半波损失）,3驻波的能量,A,B,C,波节,波腹,势能,动能,势能,观察者向波源运动+，远离-,波源向观察者运动-，远离+,波源和观察者接近时，,波源和观察者背离时，,六多普勒效应,P53例1、例2；P63例；P69例；P88：1-5、
5、7、8、10、11、12、13、14、20、21、24、29,波动光学,光的衍射（夫琅禾费）,单缝衍射,光栅衍射,光的偏振,起（检）偏方法,偏振片(二向色性),利用反射与折射,十一章内容结构,（横波）,圆孔衍射,1相干光的产生,1）原理：由普通光源获得相干光，必须将同一光源上同一点或极小区域（可视为点光源）发出的一束光分成两束，让它们经过不同的传播路径后，再使它们相遇，这时，这一对由同一光束分出来的光的频率和振动方向相同，在相遇点的相位差也是恒定的，因而是相干光。,2）方法：振幅分割法；波阵面分割法,一 相干光,二 杨氏双缝干涉实验,波程差,减弱,暗纹,屏上相邻明条纹中心或相邻暗条纹中心间距为
6、,条纹间距,物理意义：光在介质中通过的几何路程折算到同一时间内在真空中的路程.,(1)光程,光在媒质中传播的几何路程（波程）与媒质折射率的乘积,由于均匀介质有：,相位差和光程差的关系：,光程差：,(2)光程差(两光程之差),上式中的波长为真空中波长。,反射光的光程差,加 强,减 弱,1.均匀薄膜干涉(等倾干涉),四薄膜干涉,2.非均匀薄膜干涉（等厚干涉）,明纹,暗纹,干涉条件,=,明暗条纹对应的厚度d,明纹,暗纹,(1)棱边处,为暗纹有“半波损失”,(2)相邻明纹（暗纹）间的厚度差,(3)条纹间距,光程差,明纹,暗纹,1,两相邻半波带上对应点发的光在P 处干涉相消形成暗纹,五 单缝的夫琅禾费衍
7、射,菲涅耳半波带法：作若干垂直于束光、间距为入射光波长一半的平行平面如图所示，这些平行平面把缝处的波阵面AB 分成面积相等的若干个带，称为菲涅耳半波带。,上式在衍射角较小时成立，中央明纹是其他明纹宽度的2倍。,六 圆孔的夫琅禾费衍射,两艾里斑中心的角距离等于每个艾里斑的半角宽度,七光栅,(b+b)sin=k,k=0,1,2,3,-光栅方程。,八 自然光、偏振光、部分偏振光,线偏振光,光振动垂直板面,光振动平行板面,自然光,平行板面的光振动较强,垂直板面的光振动较强,部分偏振光,九 马吕斯定理,非布儒斯特角入射,反、折射光均为部分偏振光,布儒斯特角入射 反射光为线偏振光,起偏振角布儒斯特角,十
8、布儒斯特定律,P99：例1、2；P105：例1；P110：例；P124：例1；P127：例1；P140：例；P142：例P166：1-7、8、9、12、13、14、15、21、23、24、25、26、27、29、31、34、35、36,一 斯特藩 玻尔兹曼定律 维恩位移定律,（1）斯特藩玻尔兹曼定律,（2）维恩位移定律,十五章量子物理,二 光子 爱因斯坦方程,逸出功,1920年，美国物理学家康普顿在观察X射线被物质散射时，发现散射线中含有波长发生变化了的成分.,三康普顿效应,康普顿波长,康普顿公式,（1）1890 年瑞典物理学家里德伯给出氢原子光谱公式,四 氢原子的玻尔理论,（2）玻尔的三个假
9、设,假设一 电子在原子中，可以在一些特定的轨道上运动而不辐射电磁波，这时原子处于稳定状态（定态），并具有一定的能量.,假设二 电子以速度 在半径为 的圆周上绕核运动时，只有电子的角动量 等于 的整数倍的那些轨道是稳定的.,由假设 2 量子化条件,由牛顿定律,（3）氢原子能级公式,第 轨道电子总能量,五德布罗意波 实物粒子的二象性,德布罗意假设：实物粒子具有波粒二象性.,德布罗意公式,2）宏观物体的德布罗意波长小到实验难以测量的程度，因此宏观物体仅表现出粒子性.,这就是著名的海森伯测不准关系式。,同理：,六 不确定关系,1）微观粒子同一方向上的坐标与动量不可同时准确测量,它们的精度存在一个终极的不可逾越的限制.,2）不确定的根源是“波粒二象性”这是自然界的根本属性.,3）对宏观粒子，因 很小，所以 可视为位置和动量能同时准确测量.,P304：例1；P309：例2；P319：例P338：例1P388：1-5、8、11、13、18、21,
