大学物理定律归纳(全面易懂)

所缺级次
a k 1,2,3,...
光栅光谱 d sin k k 0,1,2,3,...
-3级
3级
-2级 -1级 0级 1级 2级
(白)
气体动理论和热学总结
一.理想气体状态方程：
PV M RT nkT
二．理想气体的压强公式
p
2 3
n k
三.理想气体的温度公式
k
3 2
kT
四.能量按自由度均分定理。
振幅A
振动圆频率
M
A
A 旋转的方向 A与x 轴的夹角
逆时针方向 振动相位
O
t 0
x
P x
M 点在 x 轴上投影(P点)的运动规律： x Acos(t 0 )
同方向同频率谐振动合成
x1 A1 cos(t 1) 合 成 x Acos(t ) x2 A2 cos(t 2 )
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A A12 A22 2A1A2 cos(2 1) tg A1 sin 1 A2 sin 2 A1 cos1 A2 cos2
机械振动总结
简谐振动的基本规律
1、动力学特征：
F
kx
2、运动学特征：
x Acos(t )
v A sin(t )
a A 2 cos(t )
3.能量特征：
Ek
1 2
kA2 sin2 (t
)
Ep
1 2
k A2
cos2 (t
)
E 1 kA2 2
简谐振动与旋转矢量的对应关系
A 的长度 A 旋转的角速度
E i M RT 2 M mol
当气体从温度 T T T
E i M RT 2 M mol
单原子分子： i 3 双原子分子： i 5 多原子分子： i 6
E 3 M RT 2 M mol
E 5 M RT 2 M mol
E 6 M RT 2 M mol
六.理想气体的等值过程
Q E A
n1 1 n 1.38 n2 1.5
等厚干涉
当 i 0 时 光程差
劈尖 2en
2
明纹
k
k 1,2,... (2k 1) 暗纹
2
2en2
l 2
2
2
e
n
e k ek 1
k 0,1,2,...
任何两个相邻的明条纹或暗条纹之间 所对应的空气层厚度之差为：
ek1 ek
2
l ek1 ek sin 2sin
r1 *P r2
2
1
2π
r2 r1
2k π k 0,1,2,
A A1 A2 振动始终加强
(2k 1) π k 0,1,2,
A A1 A2 振动始终减弱
其他 A1 A2 A A1 A2
驻波方程
正向
y1
A cos2π
(t
x
)
负向
y2
Acos2π (t
x)
y y1 y2
2 1 2k 2 1 (2k 1)
A A1 A2 A | A1 A2 |
波动总结
求波动方程的方法
y
u
O
x
P
x
若 yo Acosωt
y
A co st
2
x
规律
相位落后：减 相位超前：加
注意波的传播方向
波的干涉
波源振动 y1 A1 cos(t 1) s1
y2 A2 cos(t 2 ) s2
牛顿环 2d
2
k
明纹
k 1,2,...
(2k 1) 暗纹
2 k 0,1,2,...
第k个明环半径
rk
(k 1)R
2
o R
r
d
r2 R2 (R d)2
r 2 2R d
第k个暗环半径
rk kR
光的衍射现象
1.单缝的夫琅禾费衍射
E
a sin 2k
2 k 1,2,3.....
明纹中心
f
xk a (2k 1) 2 k 1,2,3.....
暗纹中心
f
xk a 2k 2 k 1,2,3.....
暗纹中心
f
xk a 2k 2
中央明条纹线宽度
正负一级暗纹中心间的距离
x x1 x1 2 f
a
光栅衍射
主极大 d sin k
光栅从上到下， 相邻两缝发出的光到达点时的光 程差都是相等的
B
a
C
A
f
●P
x
暗条纹衍射角条件
2
a sin
(2k
1)
2
k 1,2,3.....
明条纹衍射角条件
a sin 2k
2
E
L
k 1,2,3.....
B
暗条纹衍射角条件
a
a sin (2k 1)
2 k 1,2,3.....
A
●Px
●o
f
明条纹衍射角条件 当衍射角很小θ<5o
x ftg tg sin
过 程 特 征 过程方程
Q
△E
A
等体 V C
P C T
i 2
ν R(T2
T1)
i 2
ν R(T2
T1 )
0
等压 等温
PC T C
nd
两相邻明纹（或暗纹）间距
x D
如果在真空或空气中, 取n=1
nd
p
· x o
增透膜和增反膜
增透膜
光程差 2ne
当 2ne (2k 1)
2
k 0,1,2... 干涉相消
镀膜的最小厚度应为: k 0 e
4n
高反膜
2ne k k 1,2...时
2 反射光增强,透射光减弱。
单原子分子： 3——平动自由度
分子自由度
双原子分子： 5—— 3 个平动自由度 2 个转动自由度
多原子分子： 6—— 3 个平动自由度
3 个转动自由度
按能量均分定理，若分子具有 t 个平动自由度， r 个转动自由度,
则分子的平均动能等于：
(t r) 1 kT i kT
2
2
五.理想气体的内能:所有分子的动能的总和。
2
相位差和光程差的关系： 2
光的干涉
一. 杨氏双缝实验
r 1
nr2
nr1
nd sin
nd
tg
d
d
nx
D
r 2
D
d nx k
干涉相长，明纹
D
d nx (2k 1) 干涉相消，暗纹
D
暗纹中心
2
x (2k 1)
D
, k 1,2,3...
2nd
明纹中心
x k D , k 0， 1，2， 3…
2 A cos2π x cos2π t
驻波的振幅与 位置有关
各质点都在作同 频率的简谐运动
小结 本 章 思 路
杨氏双缝干涉
光的波动性
光的干涉 光的衍射
薄膜干涉
单缝衍射 光栅衍射
等倾 干 涉
劈 尖干 涉 牛 顿环干 涉
光是横波 光的偏振(马吕斯定律)
k, k 1,2, 明条纹
光程差 Δ (2k 1) , k 0,1, 暗条纹
k 0,1,2,3,... d
●P
次极大 在相邻两主极大之间有N－2 次极大
缺级现象 在光栅衍射中如果衍射光满足光栅方程
d sin k k 0,1,2,3,...
同时又满足单缝衍射暗纹条件，
a sin k k 1,2,3,...
这样的主极大是不存在的把这一现象称作缺级
两式相除 k d k