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1、1 / 30第 9章 振動第10章 波動第11章 光學第12章 分子動理論第13章 熱力學基礎(chǔ)大學物理II 復習小結(jié)2 / 30cos()xAt運動方程：2220d xxdt微分方程：線形回復力：線形回復力：F= kx 一一.簡諧振動特征：簡諧振動特征：二二. 簡諧振動簡諧振動描述描述振動振動表達式表達式:)cos( tAx0022020 xvtgvxA 由自身性質(zhì)決定由自身性質(zhì)決定A, 由初始條件決定由初始條件決定.()km 彈簧振子第9章 振 動3 / 30三三. 旋轉(zhuǎn)矢量表示：旋轉(zhuǎn)矢量表示： )cos( tAxxtoA-AT振動振動曲線曲線:xOAx t t+ 1).1).t t=0=0
2、和和t t時刻的旋轉(zhuǎn)矢量圖時刻的旋轉(zhuǎn)矢量圖2).2).旋轉(zhuǎn)矢量圖求初相位旋轉(zhuǎn)矢量圖求初相位3).3).旋轉(zhuǎn)矢量圖求時間旋轉(zhuǎn)矢量圖求時間4 / 30四四. 幾種常見的簡諧振動幾種常見的簡諧振動 1）彈簧振子：）彈簧振子： 2mTk2）單擺：）單擺： 2lTg3）復擺：）復擺： 2JTmgh5 / 30五五.簡諧振動的能量簡諧振動的能量 六六.簡諧振動的合成簡諧振動的合成1.同頻率同方向的簡諧振動的合成同頻率同方向的簡諧振動的合成 兩個同頻率同方向的簡諧振動的合振動為與分振動同頻率的兩個同頻率同方向的簡諧振動的合振動為與分振動同頻率的簡諧振動。簡諧振動。 222221sin ()21cos ()2
3、12kpkpWkAtWkAtWEEkA6 / 302.同方向頻率頻率相差不大兩簡諧振動的合成同方向頻率頻率相差不大兩簡諧振動的合成-拍拍 12122,(21),時同相時反相kAAAkAAA221212212cos()AAAA A合振動的振幅合振動的振幅:拍頻：拍頻： = 2- 1振幅的大小取決于相位差振幅的大小取決于相位差 = 2- 1:7 / 30波：振動在介質(zhì)中的傳播，形成波。波：振動在介質(zhì)中的傳播，形成波。波產(chǎn)生的條件：波產(chǎn)生的條件：1）波源；）波源；2）彈性介質(zhì)。）彈性介質(zhì)。 1.波的產(chǎn)生波的產(chǎn)生質(zhì)點振動：彈性介質(zhì)中各質(zhì)點只在平衡附近作振動。質(zhì)點振動：彈性介質(zhì)中各質(zhì)點只在平衡附近作振動
4、。波的傳播：振動狀態(tài)（振動位相）向前傳播的過程。波的傳播：振動狀態(tài)（振動位相）向前傳播的過程。2.波中的兩種運動：波中的兩種運動：3.波的分類：波的分類：橫波橫波縱波縱波平面波平面波球面波球面波簡諧波簡諧波非簡諧波非簡諧波機械波機械波電磁波電磁波一機械波的基本概念一機械波的基本概念第10章 波 動8 / 30二描述波的特征量二描述波的特征量 波速波速u 波長波長 圓頻率圓頻率 頻率頻率 周期周期T三三. 平面簡諧波的波函數(shù)平面簡諧波的波函數(shù)求波函數(shù)求波函數(shù)-相相位超前和落后位超前和落后9 / 30四波的能量四波的能量 介質(zhì)中各質(zhì)元做簡諧振動的機械能不守恒介質(zhì)中各質(zhì)元做簡諧振動的機械能不守恒 其
5、動能和勢能同時達到最大同時達到最小其動能和勢能同時達到最大同時達到最小2212wA 平均能量密度平均能量密度:2212Pwu SAu S能流：能流： 平均能流密度（波的強度）平均能流密度（波的強度）: 2212IwuAu10 / 30四波的干涉四波的干涉 駐波駐波1. 波的迭加原理波的迭加原理1）兩列波在傳播過程中相遇，在相遇區(qū)域內(nèi)一質(zhì)元的位）兩列波在傳播過程中相遇，在相遇區(qū)域內(nèi)一質(zhì)元的位移等于各列波單獨傳播時引起該質(zhì)元位移的和。移等于各列波單獨傳播時引起該質(zhì)元位移的和。2）兩列波相遇時仍保持各自原有的特性繼續(xù)向前傳播。）兩列波相遇時仍保持各自原有的特性繼續(xù)向前傳播。相干條件：相干條件：2.
6、波的干涉波的干涉干涉加強減弱條件：干涉加強減弱條件：122121122,2()(21) ,kAAArrkAAA頻率相同，振動方向相同，位相差恒定。頻率相同，振動方向相同，位相差恒定。11 / 303. 駐波駐波沿相反方向傳播的兩相干簡諧波的相互沿相反方向傳播的兩相干簡諧波的相互疊加形成駐波疊加形成駐波駐波的形成：駐波的形成：22 coscosxyAtxy o122cos()2cos()yAtxyAtx波腹波腹波節(jié)波節(jié)12 / 30駐波的位相駐波的位相:若相鄰波節(jié)之間為一段，則同一段中各點的振動若相鄰波節(jié)之間為一段，則同一段中各點的振動位相相同，而相鄰段振動的位相相反位相相同，而相鄰段振動的位相
7、相反相鄰波腹相鄰波腹(波節(jié)波節(jié))的距離的距離:2x 13 / 30第11章 光學一、楊氏雙縫干涉一、楊氏雙縫干涉pdx.Drsin xddDk明紋明紋(21)2k暗紋暗紋r1r2Dxd 條紋間距：條紋間距：0,1,2.k 14 / 30二、薄膜干涉二、薄膜干涉1n1n2nd21nn312i222 rn d 當光線垂直入射時當光線垂直入射時 半波損失半波損失 增透膜和增反膜增透膜和增反膜透射減弱透射減弱透射加強透射加強222212sin2 rd nnik反射加強反射加強(21)2k反射減弱反射減弱=(0,1,2,)k(1,2,)k15 / 30三、劈尖干涉三、劈尖干涉22rnd ,1,2,kk明
8、紋明紋(21),0,1,2,2kk暗紋暗紋 劈尖相接處劈尖相接處0d 12kkdddn 相鄰明紋相鄰明紋(暗紋暗紋)間的厚度差間的厚度差暗紋暗紋. 1 2 31n1nnddk+1 dk 暗暗紋紋明明紋紋16 / 302DnbL 條紋間距條紋間距b (明紋或暗紋明紋或暗紋)2LbnDLn1nDb/2n( (大小三角形大小三角形) )17 / 30四、單縫衍射四、單縫衍射1單縫衍射條件單縫衍射條件sin0b中央明紋中央明紋(1,2,3,)k sinbk 暗紋暗紋sin(21)2bk 明紋明紋 很小很小 fP0 xb18 / 30(21)2kfxkb kfxkb 暗紋暗紋明紋明紋(1,2,3,)k
9、sinxf很?。?1,2,3,)k kkb 暗紋暗紋(21)2kkb 明紋明紋1122112232fb32fbfbfb52fb52fbfbfb中央明紋中央明紋fPxbo2明暗條紋的衍射角明暗條紋的衍射角,位置位置19 / 303條紋寬度條紋寬度0122fxxb0122b1kkkfxxxb中央明紋的線寬度中央明紋的線寬度中央明紋的角寬度中央明紋的角寬度其它明紋的線寬度其它明紋的線寬度1kkkb其它明紋的角寬度其它明紋的角寬度20 / 30五、光柵衍射五、光柵衍射f1光柵方程光柵方程(多光束干涉明條紋的條件多光束干涉明條紋的條件)(b+b)sin = k k= 0, 1, 2, 21 / 303缺
10、級缺級(b+b)sin = k bsin = k , 3 , 2 , 1 kbbkkb 2最大級數(shù)最大級數(shù)max()bbk4單縫衍射中央明條紋內(nèi)有多少級主極大單縫衍射中央明條紋內(nèi)有多少級主極大bsin 1 = (b+b)sin 1= k k=?22 / 301. 偏振光與自然光偏振光與自然光線偏振光線偏振光自然光自然光部分偏振光部分偏振光六六. 偏振光偏振光23 / 302馬呂斯定律馬呂斯定律222101coscos2IIIIII1012II自然光自然光I0線偏振光線偏振光I1偏振化方向偏振化方向線偏振光線偏振光I2起偏器起偏器檢偏器檢偏器24 / 302. 布儒斯特定律布儒斯特定律120nn
11、itg 02ii0 - 布儒斯特角布儒斯特角1）反射光為偏振光，折射光為部分偏振光；）反射光為偏振光，折射光為部分偏振光；2）反射光振動方向垂直于入射面；）反射光振動方向垂直于入射面；3）反射光和折射光垂直）反射光和折射光垂直當入射角為布儒斯特角時，當入射角為布儒斯特角時， 有：有：線偏振光線偏振光 2n1n 0i0i25 / 30第12章 氣體動理論23tpnpVRT12kT1. 理想氣體狀態(tài)方程理想氣體狀態(tài)方程2. 理想氣體壓強公式理想氣體壓強公式3. 溫度公式溫度公式(分子平均平動動能公式分子平均平動動能公式)5. 能量均分定理能量均分定理 22132vmnp6. 理想氣體的內(nèi)能理想氣體
12、的內(nèi)能32tkT每個自由度上的平均動能都是每個自由度上的平均動能都是2iERT4.自由度自由度:單原子單原子i=3 雙原子雙原子i=5 多原子多原子i=626 / 307. 麥克斯韋速率分布函數(shù)麥克斯韋速率分布函數(shù) 8. 下列各式的物理意義下列各式的物理意義:27 / 30(1) 最概然速率最概然速率 9. 三種特征速率三種特征速率 (2) 平均速率平均速率(3) 方均根速率方均根速率10. 氣體分子平均碰撞頻率及平均自由程氣體分子平均碰撞頻率及平均自由程pdkT22nd221vz 28 / 301. 功、熱量、內(nèi)能功、熱量、內(nèi)能2. 熱力學第一定律熱力學第一定律(1) 準靜態(tài)過程的功準靜態(tài)過
13、程的功(2) 內(nèi)能變化內(nèi)能變化(3) 功和熱量是過程量，內(nèi)能是狀態(tài)量。功和熱量是過程量，內(nèi)能是狀態(tài)量。對微小的變化過程對微小的變化過程2121()2iEER TT p-V圖幾何意義圖幾何意義第13章 熱力學基礎(chǔ)21VVWpdVQEW dQdEdW29 / 303. 摩爾熱容摩爾熱容定體摩爾熱容量定體摩爾熱容量定壓摩爾熱容量定壓摩爾熱容量熱容比熱容比RiCV2m,RiCp22m,RCCVpm,m,iiCCV2m,mp,自由度自由度i30 / 303. 等值過程等值過程判別吸熱放熱判別吸熱放熱過過程程 特征特征 過程過程方程方程 能量轉(zhuǎn)換能量轉(zhuǎn)換方式方式 內(nèi)能增量內(nèi)能增量E 對外作功對外作功W 吸收熱量吸收熱量Q 摩爾熱容摩爾熱容 C等等體體 V不變不變p/T = CQ=E0等等壓壓 等等溫溫 絕絕熱熱 21()2iR TT21()2iR TT2iR31 / 304. 循環(huán)過程循環(huán)過程 熱機效率熱機效率卡諾熱機效率卡諾熱機效率致冷系數(shù)致冷系數(shù)卡諾致冷系數(shù)卡諾致冷系數(shù)121TT2212QQeWQQ212TeTT2111QWQQ ( Q1, Q2 均為正均為正 )
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