大学物理A基本知识点

大学物理A （2）基本知识点一、试题题型、试卷结构和试题分数分布 1、试题题型：选择题（10小题，每小题3分，计30分） 填空题（10小题，每小题3分，计30分） 计算题或证明题（4小题，每小题10分，计40分） 二、大学物理A （2）基本知识点气 体 分 子 动 理 论1． 理想气体状态方程在平衡态下 RT MPV μ=， n k T p =， 普适气体常数 K mol /J 31.8R ⋅= 玻耳兹曼常数 K /J 1038.1N Rk 23A-⨯== 2． 理想气体的压强公式t 2E n 32v nm 31p ==3． 温度的统计概念kT 23E t =4． 能量均分定理每一个自由度的平均动能为1/(2KT)。

一个分子的总平均动能为自由度）:i (kT 2iE =。

ν摩尔理想气体的内能RT 2iE ⋅ν=。

5． 速率分布函数NdvdN)v (f =麦克斯韦速率分布函数 2v kT 2m23v e )kT2m (4)v (f 2-ππ= 三种速率最概然速率 μ==RT2m kT2v p 平均速率 πμ=π=RT8m kT 8v 方均根速率μ==RT3mkT3v 2 热 力 学 基 础1． 准静态过程：在过程进行中的每一时刻，系统的状态都无限接近于平衡态。

2． 体积功：准静态过程中系统对外做的功为 pdV dA =， ⎰=21v v pdV A3． 热量：系统与外界或两个物体之间由于温度不同而交换的热运动能量。

4． 热力学第一定律A )E E (Q 12+-=， A d E d Q +=5． 热容量 dTdQ C =定压摩尔热容量 dTdQ C p p =定容摩尔热容量 dTdQ C VV =迈耶公式 R C C V p += 比热容比 i2i C C Vp +==γ 6． 循环过程热循环（正循环）：系统从高温热源吸热，对外做功，同时向低温热源放热。

效率 121Q Q 1Q A-==η 致冷循环（逆循环）：系统从低温热源吸热，接受外界做功，向高温热源放热。

致冷系数：2122Q Q Q A Q -==ε 7． 卡诺循环：系统只和两个恒温热源进行热交换的准静态循环过程。

卡诺正循环效率 12T T 1-=η卡诺逆循环致冷系数 212T T T -=ε8． 不可逆过程：各种实际宏观过程都是不可逆的，且它们的不可逆性又是相互沟通的。

如功热转换、热传导、气体自由膨胀等都是不可逆过程。

9． 热力学第二定律克劳修斯表述：热量不可能自动地从低温物体传向高温物体。

开尔文表述：任何循环动作的热机只从单一热源吸收热量，使之完全变成有用功，而不产生其它影响是不可能的。

微观意义：自然过程总是沿着使分子运动向更加无序的方向进行。

机 械 振 动1． 简谐振动方程)t cos(A x φ+ω=振幅A ：取决于振动的能量（初始条件）。

角频率ω：取决于振动系统本身的性质。

初相位φ：取决于初始时刻的选择。

2． 振动相位ωt+φ：表示振动物体在t 时刻的运动状态。

φ：初相位，即t=0时刻的相位。

3． 简谐振动的运动微分方程0x dtx d 222=ω+ 弹性力或准弹性力 kx K -= 角频率：m k =ω， km 2T π= A 与φ由初始条件决定：222v x A ω+=， )x v (tg 001ω-=φ-4． 简谐振动能量)t (sin A m 21mv 21E 2222K φ+ωω==， 2K kA 41E = )t (cos kA 21kx 21E 222P φ+ω==， 2P kA 41E =2P K kA 21E E E =+=5． 同一直线上两个同频率简谐振动的合成合振幅： )c o s (A A 2A A A 12212221φ-φ++=221122111cos A cos A sin A sin A tgφ+φφ+φ=φ-同相： π=φk 2∆， 21A A A +=反相： π+=φ)1k 2(∆，21A A A -=， ,2,1,0k ±±=机 械 波1． 机械波产生的条件：波源和媒质。

通过各质元的弹性联系形成波。

2． 波的传播是振动相位的传播，沿波的传播方向，各质元振动的相位依次落后。

3． 波速u ，波的周期T 及波长λ的关系ν=1T ， Tu λ= 4． 平面简谐波的表达式（设座标原点O 的振动初相位为φ）)2cos(),(φλπω+=xt A t x y5． 波的传播是能量的传播平均能量密度 22A 21ρω=ω 平均能流密度即波的强度 22A u 21u I ωρ=ω= 6． 波的干涉干涉现象：几列波叠加时合成强度在空间有一稳定分布的现象。

波的相干条件：频率相同，振动方向相同，相位差恒定。

干涉加强条件：π=-λπ-φ-φ=φk 2)r r (21212∆ 干涉减弱条件：π+=φ)1k 2(∆7． 驻波：两列振幅相同的相干波，在同一直线上沿相反方向传播时形成驻波。

波节：振幅恒为零的各点。

波腹：振幅最大的各点。

相邻两波节之间各点振动相位相同，同一波节两侧半波长范围内，相位相差π，即反相。

驻波的波形不前进，能量也不向前传播。

只是动能与势能交替地在波腹与波节附近不断地转换。

8． 半波损失：波从波疏媒质（ρu 较小）传向波密媒质（ρu 较大），而在波密媒质面上反射时，反射波的相位有π的突变，称为半波损失，计算波程时要附加+λ/2。

光 的 干 涉 和 衍 射1. 获得相干光的基本原理：把一个光源的一点发出的光束分为两束。

具体方法有分波阵面法和分振幅法。

2. 杨氏双峰干涉：是分波阵面法，其干涉条纹是等间距的直条纹。

条纹中心位置：明纹：,...,2,1,02=±=k aD kx λ暗纹：,...,2,1,022)12(=+±=k a D k x λ条纹间距：λaD x 2=∆ 3. 光程差δ 4. 位相差 δλπφ2=∆有半波损失时，相当于光程增或减2λ，相位发生π的突变。

5. 薄膜干涉（1）等厚干涉：光线垂直入射，薄膜等厚处为同一条纹。

劈尖干涉：干涉条纹是等间距直条纹. 对空气劈尖：明纹：,...2,122==+k k ne λλ暗纹：,...,2,1,02)12(22=+=+k k ne λλ牛顿环干涉：干涉条纹是以接触点为中心的同心圆环.明环半径：,...2,1)21-(==k n R k r λ明暗环半径：,...,2,1,0==k nkRr λ暗（2）等倾干涉：薄膜厚度均匀，采用面广元，以相同倾角入射的光，其干涉情况一样，干涉条纹是环状条纹。

明环：,...2,12sin 222122==+-k k i n n e λλ暗环：,...,2,1,02)12(2sin 222122=+=+-k k i n n e λλ6. 迈克尔逊干涉仪7. 单缝夫朗和费衍射用半波带法处理衍射问题,可以避免复杂的计算.单色光垂直入射时,衍射暗纹中心位置: ,...2,122sin =±=k k a λφ亮纹中心位置: ,...,2,1,2)12(sin =+±=k k a λφ8. 光栅衍射光 的 偏 振1. 光波是横波,自然光、线偏振光、部分偏振光等的定义和描述。

2. 偏振片的起偏和检偏3. 马吕斯定律4. 反射和折射时光的偏振5. 双折射现象狭 义 相 对 论 基 础1. 爱因斯坦狭义相对论的基本假设。

2. 洛仑兹坐标变换式中3. 长度收缩221cuL L -= （注意同时性条件）4. 时间膨胀5. 相对论速度变换222'222'2'11,11,1cuv c u v v c uv c u v v c uv uv v xzzxyyxxx--=--=--=6. 狭义相对论中的质量和能量（1）相对论质量与速度关系2201cvmm -=()()⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎭⎫ ⎝⎛+===+=⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎭⎫ ⎝⎛-===-=2''''''2''''c ux t t z z yy ut x x c ux t t z z yy ut x x γγγγ 2211cu-=γ 22'1cu t t -∆=∆（注意同地性条件） (m 0为静质量)（2）相对论动量 2201c vv m mv p -==（3）相对论能量总能 E=mc 2 静能 E 0=m 0c 2动能 E K =mc 2-m 0c 2能量动量关系 E 2=(cP)2 + (m 0c 2)2量 子 光 学 基 础1. 黑体辐射2. 光电效应 方程A h v m m e -=ν221 3. 康普顿散射 4. 玻尔氢原子理论量 子 力 学 基 础1. 实物粒子的二象性粒子的能量：νh mc E ==2粒子的动量：λhmv P ==2. 不确定关系：由于二象性，在任意时刻粒子的位置和动量都有一个不确定量，它们之间有一个简单关系： ≥∆⋅∆x P x3. 物质波的振幅是波函数的振幅；物质波振幅绝对值平方表示粒子在t 时刻，在（x,y,z ）处单位体积内出现的概率,称为概率密度.4. 一维势阱中的概率密度等计算5. 量子力学对氢原子的处理：能量量子化，轨道量子化和四个量子数: 描述原子中电子运动状态的四个参数. 主量子数n ,...2,1=n角量子数l )1(,...,2,1,0-=n l 磁量子数m ll m l ±±±=,...,2,1,0自旋磁量子数m s21±=s m6. 原子的壳层结构。