清华大学大学物理 ppt课件
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2024版(推荐)《大学物理》ppt课件
(推荐)《大学物理》ppt课件
2024/1/27
1
目
CONTENCT
录
2024/1/27
• 课程介绍与教学目标 • 力学基础 • 热学基础 • 电磁学基础 • 近代物理初步 • 实验方法与技能培养 • 课程总结与展望
2
01
课程介绍与教学目标
2024/1/27
3
《大学物理》课程简介
课程性质
大学物理是理工科学生必修的一门基础课程，旨在培 养学生掌握物理学基本概念、原理和方法。
实验操作
熟练掌握实验仪器的使用方法和操作技巧，保证 实验的顺利进行。
数据处理和分析
对实验数据进行处理和分析，提取有用信息，得 出结论。
2024/1/27
36
典型实验案例分析与讨论
01
02
03
04
案例一
牛顿第二定律的验证。通过气 垫导轨上滑块的运动，验证牛 顿第二定律，加深对力和运动 关系的理解。
案例二
角动量守恒定律 内容、条件及应用
10
功和能
功的定义和计算
恒力做功、变力做功的计算方法
动能定理
内容、表达式、意义及应用
势能的概念和计算
重力势能、弹性势能等势能的计算方法
机械能守恒定律
内容、条件及应用
2024/1/27
11
03
热学基础
2024/1/27
12
温度与热量
温度的定义和单位
温度是表示物体冷热程度的物 理量，其单位是摄氏度（°C） 或华氏度（°F）。
加深对物理概念和规律的理解
通过实验现象的观察和分析，帮助学生加深对物理概念和规律的理解，提高物理素养。
2024/1/27
2024/1/27
1
目
CONTENCT
录
2024/1/27
• 课程介绍与教学目标 • 力学基础 • 热学基础 • 电磁学基础 • 近代物理初步 • 实验方法与技能培养 • 课程总结与展望
2
01
课程介绍与教学目标
2024/1/27
3
《大学物理》课程简介
课程性质
大学物理是理工科学生必修的一门基础课程，旨在培 养学生掌握物理学基本概念、原理和方法。
实验操作
熟练掌握实验仪器的使用方法和操作技巧，保证 实验的顺利进行。
数据处理和分析
对实验数据进行处理和分析，提取有用信息，得 出结论。
2024/1/27
36
典型实验案例分析与讨论
01
02
03
04
案例一
牛顿第二定律的验证。通过气 垫导轨上滑块的运动，验证牛 顿第二定律，加深对力和运动 关系的理解。
案例二
角动量守恒定律 内容、条件及应用
10
功和能
功的定义和计算
恒力做功、变力做功的计算方法
动能定理
内容、表达式、意义及应用
势能的概念和计算
重力势能、弹性势能等势能的计算方法
机械能守恒定律
内容、条件及应用
2024/1/27
11
03
热学基础
2024/1/27
12
温度与热量
温度的定义和单位
温度是表示物体冷热程度的物 理量，其单位是摄氏度（°C） 或华氏度（°F）。
加深对物理概念和规律的理解
通过实验现象的观察和分析，帮助学生加深对物理概念和规律的理解，提高物理素养。
2024/1/27
清华大学大物PPT课件
(1) 2kπ
讨 (k 0,1,2,)
论 (2) N 2k' π
(k' kN, k' 1,2,)
i A4 A5
O A6
A0
A3
A2
A1
x
第38页/共46页
x A cost
1
0
x A cos(t )
2
0
x 3 A0 cos(t 2)
xN A0 cos[t (N 1)]
π
3
v0 0
π
3
A
π 3
x/m
0.08 0.04 o 0.04 0.08
第26页/共46页
π
x
3 0.08
cos(π
t
π)
23
可求（1）t 1.0 s, x, F
t 1.0 s 代入上式得 x 0.069 m
F kx m 2x 1.70 103 N
m 0.01 kg
0.08 0.04
讨论 ➢ 相位差：表示两个相位之差
（1）对同一简谐运动，相位差可以给出 两运动状态间变化所需的时间．
x1 Acos(t1 ) x2 Acos(t2 )
(t2 ) (t1 )
t
t2
t1
第20页/共46页
x
Aa
A2
b
o A v
t A
tb
x o A ta A
2
π 3
t π 3T 1 T 2π 6
2k π
2
1
第34页/共46页
（2）相位差 2 1 (2k 1) π(k 0，1,)
x
x
A A1 A2
A1
2 o
o
2 Tt
讨 (k 0,1,2,)
论 (2) N 2k' π
(k' kN, k' 1,2,)
i A4 A5
O A6
A0
A3
A2
A1
x
第38页/共46页
x A cost
1
0
x A cos(t )
2
0
x 3 A0 cos(t 2)
xN A0 cos[t (N 1)]
π
3
v0 0
π
3
A
π 3
x/m
0.08 0.04 o 0.04 0.08
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π
x
3 0.08
cos(π
t
π)
23
可求（1）t 1.0 s, x, F
t 1.0 s 代入上式得 x 0.069 m
F kx m 2x 1.70 103 N
m 0.01 kg
0.08 0.04
讨论 ➢ 相位差：表示两个相位之差
（1）对同一简谐运动，相位差可以给出 两运动状态间变化所需的时间．
x1 Acos(t1 ) x2 Acos(t2 )
(t2 ) (t1 )
t
t2
t1
第20页/共46页
x
Aa
A2
b
o A v
t A
tb
x o A ta A
2
π 3
t π 3T 1 T 2π 6
2k π
2
1
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（2）相位差 2 1 (2k 1) π(k 0，1,)
x
x
A A1 A2
A1
2 o
o
2 Tt
大学物理ppt课件完整版
03
计算机模拟和仿真
利用计算机进行数值模拟和仿真 实验，验证理论预测和实验结果 。
2024/1/25
5
物理学的发展历史
01
02
03
古代物理学
以自然哲学为主要形式， 探讨自然现象的本质和规 律，如古希腊的自然哲学 。
2024/1/25
经典物理学
以牛顿力学、电磁学等为 代表，建立了完整的经典 物理理论体系。
固体的电子论
介绍了能带理论、金属电子论、半导体电子 论等。
30
核物理和粒子物理基础
原子核的基本性质
包括核力、核子、同位素等基本概念。
放射性衰变
阐述了α衰变、β衰变、γ衰变等放射性衰变过程及 其规律。
粒子物理简介
介绍了基本粒子、相互作用、粒子加速器等基本 概念。
2024/1/25
31
THANKS
感谢观看
19
恒定电流的电场和磁场
恒定电流：电流大小和方 向均不随时间变化的电流 。
2024/1/25
毕奥-萨伐尔定律：计算 电流元在空间任一点产生 的磁场。
奥斯特-马可尼定律：描 述电流产生磁场的规律。
磁场的高斯定理和安培环 路定理：揭示磁场的基本 性质。
20
电磁感应
法拉第电磁感应定律
描述变化的磁场产生感应电动势的规律。
01
又称惯性定律，表明物体在不受外力作用时，将保持静止状态
或匀速直线运动状态。
牛顿第二定律
02
又称动量定律，表明物体加速度与作用力成正比，与物体质量
成反比。
牛顿第三定律
03
又称作用与反作用定律，表明两个物体间的作用力和反作用力
总是大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
大学物理PPT完整全套教学课件pptx(2024)
2
匀速圆周运动的实例分析
3
2024/1/29
13
圆周运动
2024/1/29
01
变速圆周运动
02
变速圆周运动的特点和性质
03
变速圆周运动的实例分析
14
相对运动
2024/1/29
01 02 03
参考系与坐标系 参考系的选择和建立 坐标系的种类和应用
15
相对运动
2024/1/29
相对速度与牵连速度 相对速度的定义和计算
2024/1/29
简谐振动的动力学特征
分析简谐振动的动力学特征，包括回复力、加速度 、速度、位移等物理量的变化规律。
简谐振动的能量特征
讨论简谐振动的能量特征，包括动能、势能 、总能量等的变化规律，以及能量转换的过 程。
32
振动的合成与分解
2024/1/29
同方向同频率简谐振动的合成
分析两个同方向同频率简谐振动的合成规律，介绍合振动振幅、合 振动相位等概念。
5
大学物理的研究方法
03
观察和实验
建立理想模型
数学方法
物理学是一门以实验为基础的自然科学， 观察和实验是物理学的基本研究方法，通 过实验可以验证物理假说和理论，发现新 的物理现象和规律。
理想模型是物理学中经常采用的一种研究 方法，它忽略了次要因素，突出了主要因 素，使物理问题得到简化。
数学是物理学的重要工具，通过数学方法 可以精确地描述物理现象和规律，推导物 理公式和定理。
2024/1/29
适用范围
适用于一切自然现象，包括力学、热学、电磁学 、光学等各个领域。
应用举例
热力学第一定律、机械能守恒定律、爱因斯坦的 质能方程等。
匀速圆周运动的实例分析
3
2024/1/29
13
圆周运动
2024/1/29
01
变速圆周运动
02
变速圆周运动的特点和性质
03
变速圆周运动的实例分析
14
相对运动
2024/1/29
01 02 03
参考系与坐标系 参考系的选择和建立 坐标系的种类和应用
15
相对运动
2024/1/29
相对速度与牵连速度 相对速度的定义和计算
2024/1/29
简谐振动的动力学特征
分析简谐振动的动力学特征，包括回复力、加速度 、速度、位移等物理量的变化规律。
简谐振动的能量特征
讨论简谐振动的能量特征，包括动能、势能 、总能量等的变化规律，以及能量转换的过 程。
32
振动的合成与分解
2024/1/29
同方向同频率简谐振动的合成
分析两个同方向同频率简谐振动的合成规律，介绍合振动振幅、合 振动相位等概念。
5
大学物理的研究方法
03
观察和实验
建立理想模型
数学方法
物理学是一门以实验为基础的自然科学， 观察和实验是物理学的基本研究方法，通 过实验可以验证物理假说和理论，发现新 的物理现象和规律。
理想模型是物理学中经常采用的一种研究 方法，它忽略了次要因素，突出了主要因 素，使物理问题得到简化。
数学是物理学的重要工具，通过数学方法 可以精确地描述物理现象和规律，推导物 理公式和定理。
2024/1/29
适用范围
适用于一切自然现象，包括力学、热学、电磁学 、光学等各个领域。
应用举例
热力学第一定律、机械能守恒定律、爱因斯坦的 质能方程等。
清华大学大学物理课程讲义51页PPT
清华大学大学物理课程讲义
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和Байду номын сангаас用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和Байду номын сангаас用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
清华大学_大学物理课件.第21章.麦克斯韦方程组和电磁辐射
32
【演示】
电磁波的辐射和接收
【TV】
电磁波
33
中英文名称对照表
位移电流 — displacement current 麦克斯韦方程组 — Maxwell equations 电磁波 — electromagnetic wave 能量密度 — energy density 能流密度 — energy flow density 坡印廷矢量 — Poynting vector 动量密度 — momentum density 电磁辐射 — electromagnetic radiation 同步辐射 — synchrotron radiation
彗星的彗尾总是向背离 阳光的方向伸展。
27
§21.4 电磁辐射
q(t)
C
I(t)
C
L
L
H
-q(t) E
电磁场封闭在 LC 振荡电路中
电磁场较开放
电偶极振子天线 电磁场完全开放
偶极振子 E线 H线
28
在开放的空间，电磁场的变化和相互激发 可以传播出去，形成脱离场源的电磁辐射。
电磁场在辐射区（r >> l, ）特点：
第二十一章结束
34
L
Id内
S
D
d
s
t
πr 2 d E
dt
HP
r
2
dE dt
BP
HP
r
2
dE dt
11
§21.2 麦克斯韦方程组
设空间既有自由电荷和传导电流，又有变化 的电场和磁场，同时还有电介质和磁介质。
一. 麦克斯韦方程组的积分形式
由
L
E静
d和l
E
L
【演示】
电磁波的辐射和接收
【TV】
电磁波
33
中英文名称对照表
位移电流 — displacement current 麦克斯韦方程组 — Maxwell equations 电磁波 — electromagnetic wave 能量密度 — energy density 能流密度 — energy flow density 坡印廷矢量 — Poynting vector 动量密度 — momentum density 电磁辐射 — electromagnetic radiation 同步辐射 — synchrotron radiation
彗星的彗尾总是向背离 阳光的方向伸展。
27
§21.4 电磁辐射
q(t)
C
I(t)
C
L
L
H
-q(t) E
电磁场封闭在 LC 振荡电路中
电磁场较开放
电偶极振子天线 电磁场完全开放
偶极振子 E线 H线
28
在开放的空间，电磁场的变化和相互激发 可以传播出去，形成脱离场源的电磁辐射。
电磁场在辐射区（r >> l, ）特点：
第二十一章结束
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L
Id内
S
D
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s
t
πr 2 d E
dt
HP
r
2
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BP
HP
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§21.2 麦克斯韦方程组
设空间既有自由电荷和传导电流，又有变化 的电场和磁场，同时还有电介质和磁介质。
一. 麦克斯韦方程组的积分形式
由
L
E静
d和l
E
L
2024版年度《大学物理》全套教学课件(共11章完整版)
01课程介绍与教学目标Chapter《大学物理》课程简介0102教学目标与要求教学目标教学要求教材及参考书目教材参考书目《普通物理学教程》（力学、热学、电磁学、光学、近代物理学），高等教育出版社；《费曼物理学讲义》，上海科学技术出版社等。
02力学基础Chapter质点运动学位置矢量与位移运动学方程位置矢量的定义、位移的计算、标量与矢量一维运动学方程、二维运动学方程、三维运动学方程质点的基本概念速度与加速度圆周运动定义、特点、适用条件速度的定义、加速度的定义、速度与加速度的关系圆周运动的描述、角速度、线速度、向心加速度01020304惯性定律、惯性系与非惯性系牛顿第一定律动量定理的推导、质点系的牛顿第二定律牛顿第二定律作用力和反作用力、牛顿第三定律的应用牛顿第三定律万有引力定律的表述、引力常量的测定万有引力定律牛顿运动定律动量定理角动量定理碰撞030201动量定理与角动量定理功和能功的定义及计算动能定理势能机械能守恒定律03热学基础Chapter1 2 3温度的定义和单位热量与内能热力学第零定律温度与热量热力学第一定律的表述功与热量的关系热力学第一定律的应用热力学第二定律的表述01熵的概念02热力学第二定律的应用03熵与熵增原理熵增原理的表述熵与热力学第二定律的关系熵增原理的应用04电磁学基础Chapter静电场电荷与库仑定律电场与电场强度电势与电势差静电场中的导体与电介质01020304电流与电流密度磁场对电流的作用力磁场与磁感应强度磁介质与磁化强度稳恒电流与磁场阐述法拉第电磁感应定律的表达式和应用，分析感应电动势的产生条件和计算方法。
法拉第电磁感应定律楞次定律与自感现象互感与变压器电磁感应的能量守恒与转化解释楞次定律的含义和应用，分析自感现象的产生原因和影响因素。
介绍互感的概念、计算方法以及变压器的工作原理和应用。
分析电磁感应过程中的能量守恒与转化关系，以及焦耳热的计算方法。
电磁感应现象电磁波的产生与传播麦克斯韦方程组电磁波的辐射与散射电磁波谱与光子概念麦克斯韦电磁场理论05光学基础Chapter01光线、光束和波面的概念020304光的直线传播定律光的反射定律和折射定律透镜成像原理及作图方法几何光学基本原理波动光学基础概念01020304干涉现象及其应用薄膜干涉及其应用（如牛顿环、劈尖干涉等）01020304惠更斯-菲涅尔原理单缝衍射和圆孔衍射光栅衍射及其应用X射线衍射及晶体结构分析衍射现象及其应用06量子物理基础Chapter02030401黑体辐射与普朗克量子假设黑体辐射实验与经典物理的矛盾普朗克量子假设的提普朗克公式及其物理意义量子化概念在解决黑体辐射问题中的应用010204光电效应与爱因斯坦光子理论光电效应实验现象与经典理论的矛盾爱因斯坦光子理论的提光电效应方程及其物理意义光子概念在解释光电效应中的应用03康普顿效应及德布罗意波概念康普顿散射实验现象与经德布罗意波概念的提典理论的矛盾测不准关系及量子力学简介测不准关系的提出及其物理量子力学的基本概念与原理意义07相对论基础Chapter狭义相对论基本原理相对性原理光速不变原理质能关系广义相对论简介等效原理在局部区域内，无法区分均匀引力场和加速参照系。
清华大学物理课件---------力学.第6章.振动_ppt课件
A cos( t ) 合成仍是同频率简谐振动： x n sin n1 2 Aa , 2 sin 2 17
重要特例： n 个分振动同相： 2 k π ( k 0 , 1 , 2 )
A na
π 2 k ( k ຫໍສະໝຸດ k ) n 个分振动初相依次差： n
9
2. 振动曲线
mm m
o A x x 0< A (伸长量) 00 <= xA
0
x A o -A -
= /2
=0
t >0 T=2
10
3. 旋转矢量法 用旋转矢量法定初相 很方便。
x 0 A2
v0 0
t+
0 A
t
例：已知
3
v0< 0
0 x0 A/2 x
x = A cos( t + )
一. 简谐振动定义 物理量随时间按正弦或余弦变化的过程：
x A cos( t ) — 简谐振动
x 可以是位移、电流、场强、温度…
▲ 简谐振动是最简单、最基本的振动，可用 来研究复杂振动。 ▲ 简谐振动是理想化模型，许多实际的小幅 振动都可以看成简谐振动。
4
二. 简谐振动的判据（针对机械振动） 1. 受力特征
上面1、2、3中任何一条成立即可判定为是
简谐振动。
6
三. 简谐振动的特征量 1. 角频率
k m
只由系统本身决定，也称为固有频率 频率
2
1 2π T
周期
7
2. 振幅
2 v 2 E 2 0 A x 0 2 k
由初始条件和系统本身情况决定 3. 初相（位）
清华大学 大学物理 普通物理 课件3光偏振
不相干
没有优势方向
自然光的分解
一束自然光可分解为两束振动方向相互
垂直的、等幅的、不相干的线偏振光。
Ex Ey
自然光的表示法：
IIxIy2Ix
·
·
·
5
三、部分偏振光
自然光和完全偏振光的混合，就构成了部分
偏振光。
部分偏振光可看成是自然光和线偏振
光的混合，
天空中的散射光和水面的反射光
就是这种部分偏振光，
d
光轴
光轴
Ae
1、四分之一波(晶)片（quarter-wave plate）
厚度满足
neno d 4
π 2
可从线偏振光获得椭圆或圆偏振光（或相反）
偏光分束棱镜：
可由自然光获得分开的两束线偏振光
沃拉斯顿棱镜
·
2 方解石 1o
o
· ·· ·
··
光轴
e
e·
·
方解石
光进入到第1块方解石后，o光和e光在方向上 光轴 没有分开。
由于方解石2和方解石1二者光轴垂直，当光进入到方解石2时，o 光变成e光（no>ne）：光密光疏；而e 光变成o 光：光疏光密
16
二、玻璃片堆起偏和检偏
1、起偏：
i i 当 时反射光是线偏振的，可用来起偏。 0
但单次反射的反射光强太低（只占15％），而且方向发生变化，使用不方便。因此更多利用 起偏，并采用玻璃片堆增大透射光的偏振度。
i i0
时的折射光
·
··
·
· ·
i0
线偏振光
·
· · ·· · ·
·
·
·
·
· ·
·
·
清华大学大学物理课程讲义PPT课件
31
“ 怒 发 冲. 冠 ”
32
二. 电通量e
定义：
Φe
Eds
S
1.Фe是对面而言，不是点函数。
S
2.Фe 是代数量，有正、负。
ds
Φ e 的几何 意义：
d Φ e E d s E co d s s
EdsdN
cos ds=ds E 线 对Φ 闭e合曲N （ 面，Φe穿 S的 E E线 过 ds 条
.
24
几种电荷的 E线分布
带正电的 点电荷
电偶极子
.
均匀带电 的直线段
25
几种电荷的 E线分布的实验现象
单个点. 电 极
26
正 负 点. 电 极
27
两 个 同 号 的. 点 电 极
28
单 个 带 电. 平 板 电 极
29
正 负 带 电 平. 行 平 板 电 极
30
正 点 电 极 和 .负 平 板 电 极
.
6
二. 点电荷的场强（intensity of point charge）
·
E p ×场点
r
q “源”点电荷 （相对观测者静止）
由库仑定律和电场 强度定义给出：
E
q
4
er
or2
点电E荷 分布 . 特E点 r1： 2 7
三.
······ q1
点q2 电rEi 荷× p系Ei的场电由强荷叠q加i E的原 场理强，i：总4E场qi i强eor：ri4i2qieorri i2
已知：均匀带电环面， ，R1，R2
R2
求：轴线上的场强 E
P
解：─
0 R1
x x（1）划分电荷元
dqds
清华大学大学物理经典课件——电势-PPT课件
q q 2 2 4 r 4 0 R x
0
【例】两同心带电球 面，求 A，B，C 点的 电势。
q2
A B rA
q1
R2
单独在该点的电势的和!
rB rC C
R1
q q q q 1 2 1 2 U ＝ U ＋ U A 1 A 2 A 4 r r r 0 A 4 0 A 4 0 A q q 1 2 U ＝ U ＋ U ＝ B 1 B 2 B 4 r R 0 B4 0 2 q q 1 2 U ＝ U ＋ U ＝ C 1 C 2 C 4 R R 0 1 4 0 2
电磁学（第三册）
第3章 电势
陈信义编
1
目
录
§3.1 静电场的保守性 §3.2 电势差和电势 §3.3 电势叠加原理 §3.4 电势梯度 §3.5 电荷在外场中的静电势能 §3.6 电荷系的静电能 §3.7 静电场的能量 补充：静电场环路定理的微分形式
【演示实验】高压带电操作、电容器储能
2
§3.1 静电场的保守性 一、静电场是保守场
18
§3.4 电势梯度 一、等势面 电势相等的点组成的曲面。 等势面特征： 1、电场线与等势面处处正交，并指向电势 降低的方向。 2 、 两等势面相距较近处的场强大，相距 较远处场强较小。
0 R
r0
电势零点不能选在无限远！
14
§3.3 电势叠加原理 在电荷体系的电场中，某点电势等于各电 荷单独在该点产生的电势的代数和
U Ui
i
注意：各电荷的电势零点必须相同。
应用电场叠加原理证明 ： E Ei
i
p U ( p ) d r d r U p ) i i( E E
清华大学物理课件-------力学.第7章.波动
29
―质元”的形变势能 Wp
S F y
切变模量 G
F/S
横波波速 u G
F x
Δy
F u S
2
dy Δx d ,
2
ΔV SΔx ,
Δy Δx
1 2 2 ΔWp F d y u S Δx d u ΔV 2 0 0
G F S
G
F
S F
切变
26
— 切变模量
F/S — 切应力
— 切应变
固体中的纵波 ul
E
F S E — 杨氏模量 l l
F/S — 应力 l/l — 线应变
F l 线变 l
F
震中
因为 G < E，所以固体中 u横波 u纵波 举例：地震波传播（P 波颠，S 波晃） 沙漠蝎子捕食
1 球面波 Ar const .，A r
.
r
1 r
柱面波 A r const .，A
* 波源
36
*三. 波的吸收
由于内摩擦、热传导、分子碰撞不可逆因素， 波通过媒质时，一部分能量要被媒质吸收。
d A 定义吸收系数 Ad x
设 = const. ， 对平面波：
A A0 e
传播时媒质质元的运动函数。
x ( x , t ) f ( t ) 是行波波函数。 u
11
二. 简谐波 如果波传播的扰动是简谐振动，这样的波称 为简谐波（余弦波，单色波）。 1. 一维平面简谐波的波函数 以在均匀、无限大、无吸收的（振幅不变）
媒质中的机械横波为例，设： 波沿 +x 方向传播 波速为 u
―质元”的形变势能 Wp
S F y
切变模量 G
F/S
横波波速 u G
F x
Δy
F u S
2
dy Δx d ,
2
ΔV SΔx ,
Δy Δx
1 2 2 ΔWp F d y u S Δx d u ΔV 2 0 0
G F S
G
F
S F
切变
26
— 切变模量
F/S — 切应力
— 切应变
固体中的纵波 ul
E
F S E — 杨氏模量 l l
F/S — 应力 l/l — 线应变
F l 线变 l
F
震中
因为 G < E，所以固体中 u横波 u纵波 举例：地震波传播（P 波颠，S 波晃） 沙漠蝎子捕食
1 球面波 Ar const .，A r
.
r
1 r
柱面波 A r const .，A
* 波源
36
*三. 波的吸收
由于内摩擦、热传导、分子碰撞不可逆因素， 波通过媒质时，一部分能量要被媒质吸收。
d A 定义吸收系数 Ad x
设 = const. ， 对平面波：
A A0 e
传播时媒质质元的运动函数。
x ( x , t ) f ( t ) 是行波波函数。 u
11
二. 简谐波 如果波传播的扰动是简谐振动，这样的波称 为简谐波（余弦波，单色波）。 1. 一维平面简谐波的波函数 以在均匀、无限大、无吸收的（振幅不变）
媒质中的机械横波为例，设： 波沿 +x 方向传播 波速为 u
清华大学自用 大学物理一 教学课件第九章 静电场中的导体
带电导体尖端附 近的电场特别大，可 使尖端附近的空气发 生电离而成为导体产 生放电现象．
σE
第九章 静电场中的导体
物理学
第九章 静电场中的导体
物理学
< 电风实验 >
++ +++
+ +
++ +
第九章 静电场中的导体
物理学
第九章 静电场中的导体
物理学
避雷针的工作原理
+ +
+ +带+电云+ +
板间距远小于平板的线度。求平板各表面的电荷密度。
解：
1S 2S q1
电荷守恒： 3S 4S q2
q1
q2
由静电平衡条件，导体板内E = 0
EA
1 2 o
2 2 o
3 2 o
4 2 o
0
1 2 3 4
EB
1 2 O
2 2 O
物[理例学题12-2] 无限大的带电平面的场中
平行放置一无限大金属平板求：金属 板两面电荷面密度。
1 2
P 2 0
解： 设金属板面电荷密度 1， 2
2
1
2 0
2 0
由对称性和电量守恒
x
1 2
导体体内任一点P场强为零
1
1 2
1 2 0 20 20 20
S4 E4 dS ε0
E4
4
2q π ε0r2
(r R1)
S4
R1
2q
σE
第九章 静电场中的导体
物理学
第九章 静电场中的导体
物理学
< 电风实验 >
++ +++
+ +
++ +
第九章 静电场中的导体
物理学
第九章 静电场中的导体
物理学
避雷针的工作原理
+ +
+ +带+电云+ +
板间距远小于平板的线度。求平板各表面的电荷密度。
解：
1S 2S q1
电荷守恒： 3S 4S q2
q1
q2
由静电平衡条件，导体板内E = 0
EA
1 2 o
2 2 o
3 2 o
4 2 o
0
1 2 3 4
EB
1 2 O
2 2 O
物[理例学题12-2] 无限大的带电平面的场中
平行放置一无限大金属平板求：金属 板两面电荷面密度。
1 2
P 2 0
解： 设金属板面电荷密度 1， 2
2
1
2 0
2 0
由对称性和电量守恒
x
1 2
导体体内任一点P场强为零
1
1 2
1 2 0 20 20 20
S4 E4 dS ε0
E4
4
2q π ε0r2
(r R1)
S4
R1
2q
清华大学 大学物理ppt课件
11
解：（1）在飞船上看卫星的速度
设地面为 S 系，飞船为 S 系
S
S
飞船
u = 0.6c v = -0.8c
x
卫星
x
如图示 根据洛伦兹速度变换
v
v 1
u
u c2
v
0.8c 0.6c 0.6c
1 c2 0.8c
0.946c （沿 -x 方向）
小于光速 c。
12
（2）飞船上看 再经过多少时间相撞？
相对论习题讨论课
关键是弄清一些基本概念： 1.同时性的相对性 2.运动时钟变慢效应 3.运动尺子收缩效应 4.能量、动能及能量动量关系
1
1.(指导P.45,2)一火车以恒定速度通过隧道，火车和 隧道的静长相等。
从地面看，当火车的前端到达隧道的右端的同时， 有一道闪电击中隧道的左端。
试问此闪电能否在火车的后端留下痕迹？
事件1：地面发现飞船 事件3：地面发现卫星
S
S
飞船
u = 0.6c
x1
x
v = -0.8c
卫星
x3
x
17
S
S
飞船
u = 0.6c
x1
x
v = -0.8c
卫星
x3
x
事件1：地面发现飞船 事件3：地面发现卫星
在地面系中 事件1、3的距离是：
l x31 x3 x1 (0.6c 0.8c) 5s 7c s
解法1 常规的做法
1）建坐标 确定事件
事件1 飞船经地面P1处 事件2 两者相撞在地面的P2处 事件3 卫星经地面P3处
S
地 面
s飞船
u 0.6c
P1 P2 P3 13
解：（1）在飞船上看卫星的速度
设地面为 S 系，飞船为 S 系
S
S
飞船
u = 0.6c v = -0.8c
x
卫星
x
如图示 根据洛伦兹速度变换
v
v 1
u
u c2
v
0.8c 0.6c 0.6c
1 c2 0.8c
0.946c （沿 -x 方向）
小于光速 c。
12
（2）飞船上看 再经过多少时间相撞？
相对论习题讨论课
关键是弄清一些基本概念： 1.同时性的相对性 2.运动时钟变慢效应 3.运动尺子收缩效应 4.能量、动能及能量动量关系
1
1.(指导P.45,2)一火车以恒定速度通过隧道，火车和 隧道的静长相等。
从地面看，当火车的前端到达隧道的右端的同时， 有一道闪电击中隧道的左端。
试问此闪电能否在火车的后端留下痕迹？
事件1：地面发现飞船 事件3：地面发现卫星
S
S
飞船
u = 0.6c
x1
x
v = -0.8c
卫星
x3
x
17
S
S
飞船
u = 0.6c
x1
x
v = -0.8c
卫星
x3
x
事件1：地面发现飞船 事件3：地面发现卫星
在地面系中 事件1、3的距离是：
l x31 x3 x1 (0.6c 0.8c) 5s 7c s
解法1 常规的做法
1）建坐标 确定事件
事件1 飞船经地面P1处 事件2 两者相撞在地面的P2处 事件3 卫星经地面P3处
S
地 面
s飞船
u 0.6c
P1 P2 P3 13
清华大学自用 大学物理一 教学课件第十一章 恒定电流PPT精品文档22页
vvvv lE k d l i n E k d l
电源电动势大小等于将单位正电荷从负 极经电源内部移至正极时非静电力所作的功.
第10章 稳恒电流和电动势
18
物理学 §10.3 有电动势的电路
从点A出发 , 顺时针 绕行一周各部分电势降
落总和为零 , 即 ld U lE d l 0
C* R D*
欧姆定律不成立，这种非欧姆导电特性有很大的 实际意义，在电子技术，电子计算机技术等现代 技术中有重要作用.
第10章 稳恒电流和电动势
13
物理学
§10.2 电源 电动势
第10章 稳恒电流和电动势
14
物理学
+
+
+
E
+
A B
+
+
+
E
+
A B
电源：提供非静电力的装置
第10章 稳恒电流和电动势
15
物理学
外电路：电源外部的电路， 电流从高电势向低电势运动。
内电路：电源内部正、负两极 I
之间的电路，电荷在非静电场 力的作用下克服静电场力作功，
R
+ E-
++-
从低电势向高电势运动。
非静电电场强度
Ek :
为单位正电荷所受的非静电力.
蜒 vvv vv
A lq ( E k E ) d l lq E k d l
r J
的大小，
方向Jr
该点正电荷运 动方向
大小：单位时间内过该 点且垂直于正电荷运动 方向的单位面积的电荷
r J
qnuv
第10章 稳恒电流和电动势
3
物理学
清华大学-大学物理力学课件 (2)
§4.3 一对力的功
系统内力总是成对出现
r 1
B1
f
1
r
B2
r
21
f
r
2
2
W f1 r1 f2 r2 f 2 (r2 r1 ) f 2 r21
一对力所做的功，等于
1
r 2
A1
A2
其中一个物体所受的力 沿两个物体相对移动的 路径所做的功。
O
m
R
M
上一例，内力与相对位移 总垂直，故内力所做的功 总和为零。
面密度 s M 4R2s
M环 2R sinq Rq s
EP
G
mM r
m
r1 r
q
q
R o
r1 r
r1 j90o
j
q q
R
E P环
G
m
s
2R2
r1
s i nqq
r r1
si nj si nq si nj r si nq
r1
r1 Rq sinj
r1 (r R r R)
E P环
G
m s 2Rr1
水平方向无外力，系统保持 水平方向动量守恒。
mv MV 0
W重力
W内力
1 2
MV 2
1 2
mv2
对M，内力所做的功 1 MV 2 m2v 2
2
2M
对m，内力所做的功 1 mv 2 mgR 2
* 本例中实际内力对两个物体分别所做功互相抵消。
质心系
E K
i
1 2 mi (vi
vc )2
2
ri
fi
A
B
w AB
B f dr
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B
事
件a
隧道
b
1
A 隧道 B
的这段时间内，隧道向火车
隧道
的后方运动了一段，
事
件a
b
火车的左端就进入了隧道
2
A 隧道 B
3
必须说明，火车进入隧道
l
注意几个数据
事
隧道
件a
b
2
A 隧道 B
ll0l0 1u c22 ut
l0
1
u2 c2
ut
t
t
u c2
x
证明 l > 0
客观事实
1
u c
2 2
4
或直接用洛伦兹变换计算
L
1
u2 c2
S
S u
S u
第1事件
第2事件
L
9
所以距离是： LL 1uc22 ut
故
t
L
1
u2 c2
ut
u
1
u c2
10
3.(指导P.48,4)
已知：在地面上同时发现一艘飞船和一颗卫星
它们相对地面分别以0.6c、0.8c 的速度相向而行
在地面上观察，再有 5 秒两者就要相撞。
飞船
0.6c
相对论习题讨论课
关键是弄清一些基本概念： 1.同时性的相对性 2.运动时钟变慢效应 3.运动尺子收缩效应 4.能量、动能及能量动量关系
1
1.(指导P.45,2)一火车以恒定速度通过隧道，火车和 隧道的静长相等。
从地面看，当火车的前端到达隧道的右端的同时， 有一道闪电击中隧道的左端。
试问此闪电能否在火车的后端留下痕迹？
4s
14
解法2 利用“原时”和”“两地时”的关系
事件1：飞船被地面上观察到 事件2：飞船与卫星相撞
S S
飞船
S
u = 0.6c
x
x1 S
v = -0.8c
卫星
x x3
x1 x x2
x x3
15
解法2 利用“原时”和”“两地时”的关系 事件1：飞船被地面上观察到 事件2：飞船与卫星相撞
这两事件在地面上的时间间隔是两地时 t，
故x31不应是x31的动长，
应由洛伦兹变换给出：
√
x 3 1 ( x 3 u 1 t 3 ) 1 x 3 1 7 c s 8 . 7 c s 5
t x 3 /v 1 9 .2 s 5 4 s
问题又出在何处？
20
问题是：x31不是题目要求的飞船系中
飞船要避免卫星与其相碰的那段距离
在飞船上看是原时 t
t t1 u 2 /c 2 51 (0 .6 c /c )2
50.84s
16
解法3 容易出错的做法 头脑得十分清醒 荆棘丛生 险途
事件1：地面发现飞船 事件3：地面发现卫星
S
S
飞船
u = 0.6c
x1
x
v = -0.8c
卫星
x3
x
17
S
S
飞船
u = 0.6c
x1
x
v = -0.8c
有人作如下之解：
1) t L
对否？
S S u
7
2) 用与1)相同的方法求地面测的时间 S S u
t L
对否？
两事件同时发生吗？
L L
1
u2 c2
当小球发出后，飞船相对
地面又运动了一段距离 ut
u
1
u c2
8
小球飞行的距离是：见图示
当小球发出后，飞船相对地面
又运动了一段距离 ut
uΔt
S S
飞船
S
u = 0.6c
x
x1 S
v = -0.8c
卫星
x x3
x1
x2
x x3
在飞船系中 事件1、3并非同时
解：设火车参考系是S'系，建立坐标系如图，
火车的尾部是坐标原点o’
S S
则，火车头坐标是 x l车0
o
设隧道参考系是S系，建立坐标系如图， o
隧道的入口处(左端)是坐标原点o
隧道出口处(右端)的坐标是 x l道0
事件1 火车头与隧道右端相遇
事件2 隧道左端遭电击
5
事件1 事件2
S
x1 l车 0,t1 x2 ,t2
卫星
x3
x
事件1：地面发现飞船 事件3：地面发现卫星
在地面系中 事件1、3的距离是：
l x 3 x 1 3 x 1 ( 0 . 6 c 0 . 8 c ) 5 s 7 c s
18
在地面系中 事件1、3的距离是：
l x 3 x 1 3 x 1 ( 0 . 6 c 0 . 8 c ) 5 s 7 c s √
0.8c0.6c 0.94c6 10c.62c0.8c（沿 -x 方向）
小于光速 c。
（2）飞船上看 再经过多少时间相撞？
解法1 常规的做法
1）建坐标 确定事件
事件1 飞船经地面P1处 事件2 两者相撞在地面的P2处 事件3 卫星经地面P3处
S
地 面
s飞船
u0.6c
P1 P2 P3 13
1）确定事件 2）相应的时空坐标
分析：
事件1 b与B相遇
a
事件2 A处遭雷击
隧道参考系：两事件同时发生
火车参考系：两事件不同时
隧道
b
A 隧道
B
事件1先发生 2
隧道参考系的结论：
火车的长度收缩 l l0
1
u2 c2
a端进入隧道
隧道
火车上无痕迹 火车参考系上的结论： 必须与上述结论相同 怎么解释？ 事件1先发生，到事件2发生
a
b
A 隧道
0.8c 卫星
求在飞船上看：（1）卫星的速度多大？ （2）设飞船一经被发现立即得到地面的警示 问此后再经过多少时间飞船将要和卫星相撞？
11
解：（1）在飞船上看卫星的速度
设地面为 S 系，飞船为 S 系
S
S
飞船
u = 0.6c v = -0.8c
x
卫星
x
如图示 根据洛伦兹速度变换
v
v 1
u
u c2
v
在飞船系中看 这段距离是x31 的动长：
l x 3 1 x 3 1 1 u 2 /c 2 7 0 .8 5 .6 c √？s
在飞船系中卫星的速度是：v 0.946c √
t l5 .6 cs/0 .9c 4 5 6 .9s 24 s
错在何处？
19
另有人认为在飞船系中 事件1、3并非同时
S
s飞船
u0.6c
地
面
3）根据题意确定已知和待求的量
已知： t2t15s (t3 t1) 求： t2 t1
P1 P2 P3 x1, t1 x2 ,t2 x3,t3
x 1 , t 1 x 2 , t 2 x 3 , t 3
解：
t2
t1
(t2
t1)
u c2
(x2
1uc22
x1)
Δt
u(t2t1)
1uc22
S
x1l道 0,t1 x20,t2t1
求
t 0 x 2 x 1 ( x 2 x 1 )
x2 x1 x2x1 x2 l车 0(l道 0)1l0
x2
0
说明：闪电发生在坐标原点（火车尾是坐标原点） 左方，即说明了闪电时，火车尾已进了隧道。6
2.指导P.47,3 一宇宙飞船的原长为L' ，以速度u 相对于地面作匀速直线运动。有个小球从飞船的尾 部运动到头部，宇航员测得小球的速度为 v' ， 试求： 1)宇航员测得小球由尾部至头部所需的时间； 2)地面观察者测得小球由尾部至头部所需的时间