大学物理演示动画--焦耳热功当量-[福州大学...李培官]
大学物理演示动画---热力学第二定律-[福州大学...李培官]
动画:热传递
功热转换[演示动画]
热力学第二定律的实质在于指出,一切与热 现象有关的实际宏观过程都是不可逆过程。
水总是 从高处 往低处 流
只有无摩擦的准静态过程才是 可逆的。 (理想过程)
如果1摩尔气体的自由膨胀 N 6.02 1023
宏观态 右边分子数 0 1 2 3
可逆过程和不可逆过程
一个系统由某一状态出发,经过某一过程达到另一状态, 如果存在另一过程,它能使系统和外界完全复原(即系统回 到原来的状态,同时消除了系统对外界引起的一切影响), 则原来的过程称为可逆过程; 反之,如果用任何方法都不可能使系统和外界完全复原, 则原来的过程称为不可逆过程。 注意 1、一切与热现象有关的宏观过 程都是不可逆过程。 热传递 功热转换 理想气体的膨胀
生命赖负熵为生。
E.
薛 定 谔
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今天是2013年8月9日星期五
N 1 2 3 CN CN CN CN
N 2 平衡态
N CN /2
左边分子数 3 2 1 0
1 3 2 N CN CN CN CN
可能的微观态数 2 等概率原理:对于孤立系统,各种微观态出现的可能性(或概率) 6.021023 是相等的。每一微观态出现的概率 1 / 2 。 6.021023 全部分子都集中在左边或右边的概率为: / 2 1 均匀分布和接近均匀分布的概率最大。存在气体自动收缩 的可能性,但概率非常小,近乎为零。
今天是2013年8月9日星期五
大学物理演示动画
---热力学第二定律
福州大学至诚学院
大学物理教研室从低温物体传 到高温物体而 不引起外界的 变化 或:热量不可 能自动地从低 温物体传向高 温物体。
大学物理演示动画---光的偏振-[福州大学...李培官]
大学物理演示动画 ---光的偏振
福州大学至诚学院
大学物理教研室 李培官
1.光的偏振状态
自然光
线偏振光
部分偏振光
偏振片
波动光学
检 偏
起偏器
检偏器
思 • 一束光线通过一偏振片,若I 不变化,是什么光?
考 •I 变化且有消光, 是什么光? • I 变化但无消光, 是什么光?
原理:把自然光分成寻 常光和非寻常光,然后 利用全反射把寻常光反 射到棱镜侧壁上,,只 让非寻常光通过,从而 获得一束振动方向固定 的线偏振光。 加工后将两块方解石用 加拿大胶粘合起来, 对于o光 对于e光
光轴
90 48 68
e光 o光
加拿大胶
no n 产生全反射
n 1.55 no 1.658
波动光学
偏振光的干涉 人为双折射现象 旋光现象 偏振光的干涉1 实验装置 屏
偏振片P1
波晶片
偏振片P2
2. 实验现象
单色光入射, 波片厚度均匀, 屏上光强均匀分布.
白光入射, 屏上出现彩色, 转动偏振片或波片, 色彩变化. 波片厚度不均匀时, 出现干涉条纹.
双折射[演示动画]
• 尼克尔棱镜
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今天是2013年8月4日星期日
波动光学
3. 马吕斯定律 I0
P1
I1
P2
I2
P1 A1
E2 E1 cos
P2 A2
A2 A1 cos
马吕斯定律
I 2 I1 cos 2
I2:检偏器射出光强
I1:入射检偏器光强
2024年大学物理课件卡诺循环福州大学李培官
大学物理课件卡诺循环福州大学李培官大学物理课件——卡诺循环1.引言卡诺循环是热力学领域中最基本的理想热机循环,由法国物理学家尼古拉·卡诺于1824年提出。
卡诺循环具有高效、简洁、普适的特点,被广泛应用于各种实际热机的设计与分析。
本文以福州大学李培官教授的大学物理课件为蓝本,对卡诺循环进行详细阐述。
2.卡诺循环的基本原理卡诺循环包括四个基本过程:等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩和绝热压缩。
在一个卡诺循环中,工作物质从高温热源吸收热量,在等温膨胀过程中做功,然后通过绝热膨胀过程降低温度,接着在等温压缩过程中向低温热源放热,通过绝热压缩过程回到初始状态。
3.卡诺循环的热效率卡诺循环的热效率η表示为:η=1T2/T1其中,T1和T2分别为高温热源和低温热源的绝对温度。
根据卡诺定理,任何工作在相同高温热源和低温热源之间的热机,其热效率都不可能高于卡诺循环。
因此,卡诺循环的热效率为最大效率,也称为卡诺效率。
4.卡诺循环的实际应用虽然卡诺循环是一个理想化的热机循环,但在实际工程中,许多热机的设计与分析都借鉴了卡诺循环的原理。
例如,汽车发动机、蒸汽轮机、制冷空调等设备的工作原理都与卡诺循环有着密切的关系。
通过优化热机的工作过程,使其接近卡诺循环,可以提高热机的效率,降低能源消耗。
5.结论卡诺循环作为热力学领域的基础理论,对于理解和分析实际热机的工作原理具有重要意义。
本文以福州大学李培官教授的大学物理课件为参考,对卡诺循环进行了详细的阐述。
通过对卡诺循环的研究,可以为我国能源领域的科技创新和节能减排提供理论支持。
参考文献:[1]李培官.大学物理[M].福州:福州大学出版社,2010.[2]丰.热力学与统计物理[M].北京:科学出版社,2008.[3].能源与环保[M].上海:上海交通大学出版社,2015.需要重点关注的细节是卡诺循环的热效率。
卡诺循环的热效率是热力学领域中的一个重要概念,它为理解和分析实际热机的工作原理提供了理论依据。
大学物理课件---物质波的统计解释---[福州大学...李培官]
14
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今天是2020年1月6日星期一
15
10
机械波: -位移量在空间传播 y Acos(t- x )
电磁波: -电场强度在空间传播
E
E0
cos(tu- x
u
)
实物波: ---粒子在空间出现的几率的分布
以电子单缝衍射为例:
光强
亮
暗
x波动观点: I A2 A大 A小
φ
电子束
粒子观点: I N光子数N密大度 N小
统计观点: I 几率 几率大 几率小
今天是2020年1月6日星期一
大学物理课件
--物质波的统计解释
福州大学至诚学院
大学物理教研室 李培官
1
第六篇
第十二章. ---波和粒子
2
§12--2.物质波.不确定关系
§12-2--2.
物质波的统计解释
3
一.电子双缝衍射实验
机械波是机械振动在介质中的传播,电磁波是变化 的电磁场在空间的传播,那么实物粒子波是什么形式 呢?
这种看法与实验不符。我们知道,衍射现象是由波的干涉而 产生的,如果波真是由它所描写的粒子所组成,则粒子流的衍 射现象应当是由于组成波的这些粒子相互作用而形成的。但事 实证明,在粒子流衍射实验中,照象片上所显示出来的衍射图 样和入射粒子流强度无关,也就是说和单位体积中粒子的数目 无关。如果减小入射粒子流强度,同时延长实验的时间,使投 射到照象片上粒子的总数保持不变,则得到的衍射图样将完全 相同。即使把粒子流强度减小到使得粒子一个一个地被衍射, 照片上一次出现一个孤立的点,体现了电子的粒子性。只要经 过足够长的时间,所得到的衍射图样也还是一样。这说明每一 个粒子被衍射的现象和其他粒子无关,衍射图样不是由粒于之 间的相互作用而产生的。
大学物理演示动画--双折射-[福州大学...李培官]
加工后将两块方解石用 n 1.55
加拿大胶粘合起来,
no 1.658 ne 1.468
对于o光 no n 产生全反射
对于e光 ne n 可以透过,则获得偏振光。
尼克尔棱镜比较贵。多用于高级光学实验。 3
• 尼克尔棱镜---演示动画
4
人为双折射现象
1. 光弹效应(应力双折射效应)
FF
白光
屏
偏振片1 FF
d 偏振片2
no ne cp ( c 是与材料有关的常数, p 为样品材料中的应力)
o 光和e光的相位差:
2πd
no
ne
cpd 2π
Байду номын сангаас
5
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6
今天是2020年1月5日星期日
大学物理演示动画
--双折射
福州大学至诚学院
大学物理教研室 李培官
1
双折射[演示动画]
2
尼克尔棱镜
原理:把自然光分成寻
常光和非寻常光,然后
90
利用全反射把寻常光反
48
e光
射到棱镜侧壁上,,只 让非寻常光通过,从而
68
o光
获得一束振动方向固定
加拿大胶
的线偏振光。
大学物理演示动画--双缝干涉-[福州大学...李培官]
第十一章.
波动光学
大学物理演示动画
双缝干涉
1.1.杨氏双缝(分波面法)
1)d 、D 一定时,若 变化,则x 将怎样化?
x 、D 2)
d 一定时, 条纹间距 与 的关系何?
半波损失的条件
光从光疏介质到光密介质界面反射时,反射光 和入射光之间有相位π 的突变.
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今天是2021年4月15日星期四
D
杨氏双缝干涉的讨论
1.
影响条纹宽度的因素:
x
D
d
(1) 双缝间距
x 1 d
(2) 光波的波长
x
(3) 屏与缝间距
xD
1.2.菲涅耳双镜(分波面法)
P
s
M1
L
s1
d
s2
C
M2
d'
1.3. 劳埃德镜(分波面法)
P'
P
s1
d
s2
MB
d'
当屏幕P 移至B 处,从 S 1 和 S 2 到B 点的几 何距离差为零,但是观察到暗条纹,验证了反射 时有半波损失存在。
大学物理课件---静电场的能量-[福州大学...李培官]
能。
( 已知 L >> R2 -R1 )
L
解
0
E
20r
(r R1, r R2 ) (R1 r R2 )
R1 R2
We
R2 R1
1
2
0
E
2
L2 rdr
2L 4 0
ln
R2 R1
9
【例4】:平行板电容器带电量为 q,极板面积为 S
【例2】 如图,球形电容器的内、外半径分别为R1和
R2 ,所带电荷为Q.若在两球壳间充以电容率为 的电
介质,问此电容器贮存的电场能量为多少?
解
1Q E 4πε r2
we
1 2
εE 2
32
Q2 π2 εr 4
-Q
dr Q
r R1
Q2 dWe wedV 8 π εr 2 dr
R2
We
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今天是2019年12月26日星期四
18
q2 l q2 d
20S 20S
F ld
W0 A 外力作正功,电容器能量增加。 10
讨 论 上述计算结果说明了什么?
由上述的计算结果,在拉开极板时,电荷并没有增加 ,但电场能量增加了。增加的原因是极板拉开时,外 力对系统作了功,使有电场的空间增大了。这部分增 加的电场能量恰等于外力对系统作了功。
,将极板间距从 l 拉大到 l+d ,求外力作功 A,和
电场能量的增量。
解:拉力
F qE q 20
q
将极板拉开时外力作的功为
q q
大学物理演示动画安培力福州大学李培官
F I
ˆ d n
ˆ ' n
dA Id 当线圈从 1 2时,对应
的磁通由 1 2
则磁力的功:(I 不变)
F
B
A A
2 1
2
1
Id I
若电流变化:
Id
均匀磁场中,任意形状的闭合回路,不论是位置改 变还是形状改变,磁力或磁力矩作的功都等于电流与 磁通增量的乘积
今天是2019年4月14日星期日
大学物理演示动画
-----安培力
福州大学至诚学院
大学物理教研室 李培官
轨道炮演示动画【安培力的应用】
轨道炮:速度达2000米/秒
电磁轨道炮不同于当前的舰炮,它利用电流和生成的电磁力 替代化学能来发射弹丸。其弹丸射速远高于当前舰炮的弹丸 中学物理讲座 - zhpf@ustc 射速。
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今天是2019年4月14日星期日
A I
磁场对载流线圈作用的磁力矩
F1 l1
d
a
l2
B
d
l1
I
F2Βιβλιοθήκη cn F2 b
F1
a(b)
n
B d ( c )
F2
F2
Pm
F2 F2 BIl 2
d l1 sin
Pm ISn
M Fd BIl 2 l1 sin B IS sin BPm sin 6
• 实验:电磁感应插磁铁
直流电动机的原理: 通电导线在磁场中 受安培力而运动.
• 实验探究2:感应电动势3
大学物理演示动画--迈克尔逊干涉仪-[福州大学...李培官]
今天是2014年4月24日星期四
大学物理演示动画
--迈克尔逊干涉仪
福州大学至诚学院
大学物理教研室 李培官Leabharlann 第十一章.波动光学
大学物理演示动画
迈克尔逊干涉仪
2
1.迈克尔逊干涉仪的结构
2
)
单 色 光 源
1 2
E
反 射 镜 M2
4
(2) M1 和M2不垂直,M1 和M2 不平行;等厚干涉。
M2的像M 2 反射镜M1
2e (
2
)
M1与M2不垂直
单 色 光 源
1
反 射 镜 M2
2 E
5
6
M1
M1
M2
M1
M1
M2
b
a
b2
b
a
b2
b1
a1
a2
b1
a2
a1
相干长度:两个分光束产生干涉效应的最大光程差δm为波 列长度Lc,δm称为相干长度。 相干时间:与相干长度对应的时间 Δt=δm/c
相干长度
7
8
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今天是2014年4月24日星期四
9
反射镜M1
M1 M 2
G 1 //G 2 , 与M 1、M 2 成450 角。
单 色 光 源 分光板G1
反 射 镜 M2
1
2 E
补偿板 G2
3
(1)M1 和M2垂直, M1 和M2 平行;等倾干涉。 反射镜M1 M2的像M 2
大学物理课件---其它循环的计算-[福州大学...李培官]
p(105 Pa )
b
2
1
c
d
a
o
2
3 V (10 3 m3 )
bc为等压过程:
Qab
5 5 C P ,m T RT P2 V 500 ( J ) 2 2
p
a( p1 , V1 , T1 ) b( p1 , V 2 , T2 )
c( p 2 , V2 , T1 )
p1 4.15 10 5 Pa V1 2.0 10 2 m 3 V2 3.0 10 2 m 3
双原子气体 解: a b : 等压过程
O
V
5 CV R 2
4
2
P2 P1
1
V3 8V1
V1 V2
3
V3
V
V1 W31 Q31 vRT1 ln 3RT1 ln 2 V3
1
Q2 Q1
1
Q31 Q12
3RT1 ln 2 1 30.1% 3RT1
10
【例3】有1mol的双原子理想气体,做如图的循环 (ac为等温过程)。求:各过程中的热量、内能改 变和所做的功以及循环的效率。已知:
P
P2
P1
2 1
V1 V2
解: 1 2, p V 1 W12 ( p1 p2 )(V2 V1 ) 2 1 1 ( p2V2 p1V1 ) R (T2 T1 ) 3 2 2 V V 1 RT1 2
3
8
5 U12 vCV ,m (T2 T1 ) RT1 2 Q12 U12 W12 3RT1 P
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大学物理演示动画
--焦耳热功当量
福州大学至诚学院
大学物理教研室 李培官
热力学第一定律
大学物理演示动画
---焦耳热功当量
功(过程量)
宏观运动能量 热运动能量
功是能量传递和转换的量度,它引起系 统热运动 状态的变化 .
准静态过程功的计算
dW Fdl pSdl
dW pdV
W
V2
V1
pdV
注意:作功与过程有关 .
3
不同过程的功
4
宏观运动能量 作机械功改变系统 状态的焦耳实验
热运动能量 作电功改变系统 状态的实验
A
V
焦耳热功当量实验装置—机械功
Hale Waihona Puke 功热转换[演示动画]欢迎指导
谢
谢
8