大学物理光学期末总结ppt课件

mv2
(2).质点系动能:
Ek
1 2
Mvc
2
i
1 2
mivi
2
(3).定轴转动刚体动能:
Ek
1 2
J 2
3.功
dA
f
dr
dA Md
dA
功率:
P dt
P
f
v
P=M
4.势能:任意点A的势能大小为从A点沿任意路径到势能零点 Q过程中保守力 f 所作的功.
保守力:
f
dr
0
L
Ep
Q
f
dr
A
Ndv
2kT
0 f (v)dv 1
f (v) f (vp)
o f (v)
vp v1
v2
v~v+dv
1.麦克斯韦速率分布的物理意义：
2.三种速率： (1).最概然速率：
2RT
RT
vp
1.41
v (2).平均速率：
v 8RT 1.60 RT
(3).方均根速率：
o
vp v v2
v
v2 3RT 1.73 RT
u c2
x
1 u2 c2
x x ut (x ct)
1 u2 c2
y y'
z z'
t
t
u c2
x
(t' x')
1 u2 c2
c
二、狭义相对论的时空观
1 . 同时性的相对性
u
t '
t
' 2
t1'
c2 ( x2 x1 ) 1 (u c )2
2 . 长度收缩 （运动的尺收缩）
(2).利用牛顿三定律来解决问题.
(3).利用动量守恒定律,动量定理求解问题.
二.角动量和角动量守恒能量和能量守恒
一.概念
1.角动量(动量矩) (1).质点角动量:
L
r
P
r
mv
(2).定轴转动刚体角动量:
其中: J miri2 或: J r 2dm
2.动能 (1).质点动能:
Ek
1 2
1
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rv
2.位移:描写质点在一段时间内位置移动情况的矢量.
rv2(t t) rv1(t)
直角坐标系:
r
(x2
x1)i
(
y2
y1)
j
(
z2
z1)k
自然坐标系: s
3.速度:描写运动快慢程度和方向的物理量.
{ v dr dt
直角坐标系:v
dx
i
dy
j
dz
k
自然坐标系:
vv
dt
vdt vt
dt
4.加速度：描写速度的大小和方向变化的物理量．
a
d2 dt
r2
dv dt
直角坐标系:
a
d2 dt
x
2
i
d2y dt 2
j
d2z dt 2
k
dvx dt
i
dvy dt
j
dvz dt
k
自然坐标系: av dv v v2 nv dt
（二.）量度机械运动的物理量
三.能量均分定理
1.内容：在温度 T 的平衡态下，粒子的每一个可能的自由度 都有相同的平均动能 kT/2。
2.内能： E M i RT
2
四.分子碰撞的统计规律
1.平均碰撞频率： z 2nd 2v
2.平均自由程： v
1
z 2nd 2
五.热力学基础
一.热力学基本概念
1.热力学系统：
2.准静态过程：
E2 P2c2 m02c4
四.统计物理学基础
一.统计方法的基本概念
1.统计规律：特点：(1).大量事件的表现。
(2).与单个粒子所遵循的规律有本质区别。
(3).涨落现象。
(4).与宏观状态有关。
2.宏观量与微观量的联系：
p
1 3
nmv2
2 3
n t
二.麦克斯韦分子速率分布
t
3 2
kT
f (v) dN 4 ( m ) e 3/ 2 mv2 / 2kT v2
t2 t1
M 轴dt
2 Jd L
1
2.动能定理
(1).质点的动能定理:合力对质点所做的功等于动能的增量.
A
r2 r1
f
dr
Ek
1 2
mv2
2
1 2
mv12
(2).质点系的动能定理:质点系所受外力和内力做功的代数 和等于系统动能的增量.
A外 A内 i
Fi
dri
fi
动量:质点的质量m与其速度v的乘积称为动量.
p mv
三.定律 定理
1.牛顿三定律
(1).惯性定律:不受任何相互作用的“自由粒子”永远保持 静止或匀速直线运动状态不变.
(2).物体的动量对时间的变化率与所加的外力成正比,并
且发生在所加外力d的p方向d上(m. v) f dt dt
(3).两物体相互作用时,作用力与反作用力大小相等,方向
3.过程量：
功：
A V2 PdV V1
热量： dQ CV，mdT
dQ CP，mdT
4.状态量： 内能：
M
E CVT
dE
M
CV dT
5.热容量：
定压摩尔热容量：CP
1
dQ dT
P
定容摩尔热容量：CV
1
相反,作用在同一条直线上.
2.动量守恒定律:
f12
当F合=0时:
f2p1i
pj
pi
pj
如果系统所受合外力为零,系统的总动量守恒 .
3.动量定理:质点系所受外力的矢量和在t1到t2时间内 的冲
量等于质点系的总动量在同一时间内的增量.
I
F t
p2
p1
四.习题类型
(1).利用已知求位移,速度,加速度等描述运动状态的物理量.
u2 L L0 1 c2
3 . 时间延缓 (运动的时钟变慢)
t2 t1
0
1
u2 c2
三、动量 能量 质能关系
1. 动量：
P
mv
m0
v
1
v2 c2
2. 动能： EK E E0 mc2 m0c2
3. 能量：静能: E 0 m0c 2
总能： E mc2
m0 c2
1
u2 c2
4. 能量和动量的关系
2.机械能守恒定律:只有保守力做功时,系统的机械能保持 不变. E=恒量
三. 相对论
一 . 洛伦兹变换
1.满足条件：1）满足相对性原理和光速不变原理
2）当质点速率远小于真空光速 c 时，该变
2.坐标变换:
换应能使伽利略变换重新成立。
x x ut
1 u2 c2
y' y z' z
t
t
dri
1 2
miv2i 2
1 2
miv1i 2
(3).刚体定轴转动的动能定理:转轴合外力矩对刚体作的 功等于刚体转动动能的增量.
A外
2
1
M 轴d
1 2
J
2 21 2J12源自三.守恒定律1.角动量守恒定律:当质点系所受外力对某参考点的力矩 的矢量和为零时,质点系对参考点的总角动量保持不变.
L 0
二.定理
1.角动量定理
(1).质点的角动量定理:质点所受的力矩的角冲量等于质点
的角动量的增量.
t2
Mdt
L2
dL
L
t1
L1
(2).质点系角动量定理:质点系所受的合外力矩的角冲量等 于质点系的角动量的增量.
t2 t1
M 外dt
L2
dL
L
L1
(3).定轴转动刚体角动量定理:对转动刚体的轴的合外力矩 在时间上积累等于该刚体对同一轴的角动量的增量.