大学物理ppt下册 47页

1.简谐运动的特征及其表达式力与位移成正比且反向。动力学特征:微分方程：运动学方程：运动学特征:上述四式用以判断质点是否作简谐运动第九章振动\n2.能够有初始条件或振动曲线得到运动方程根据初始条件：时，,，得由曲线得到运动方程，结合旋转矢量。\n位移速度加速度3.简谐振动的位移、速度、加速度称为速度幅,速度相位比位移相位超前/2。称为加速度幅,加速度与位移反相位。\n动能势能以水平弹簧振子为例讨论简谐振动系统的能量。系统总的机械能：二简谐运动的能量\n相位逆时针方向M点在x轴上投影(P点)的运动规律：的长度旋转的角速度旋转的方向与参考方向x的夹角振动振幅A振动圆频率1.旋转矢量与简谐运动对应关系三旋转矢量\n例：简谐振动的表达式及确定方法：然后确定三个特征量：、A、旋转矢量法确定：先在X轴上找到相应x0，有两个旋转矢量，由v的正负来确定其中的一个\nP8例；P15例P37：1-5、7、14、15\n第十章波动1、四个物理量的联系及波函数的标准形式\n上式代表x1处质点的简谐运动方程。x一定。令x=x1，则质点位移y仅是时间t的函数。2、波函数的物理意义同一波线上任意两点的振动位相差:即t一定。令t=t1，则质点位移y仅是x的函数。为此时刻的波形。x、t都变化\n*能够由已知点的运动方程得到波函数。如已知x0点的运动方程为：则波函数为：*掌握由波形得到波函数方法。\n介质中波动传播到的各点都可以看作是发射子波的波源，而在其后的任意时刻，这些子波的包络就是新的波前.1惠更斯原理四惠更斯原理波的衍射、反射和折射波在传播过程中遇到障碍物，能绕过障碍物的边缘，在障碍物的阴影区内继续传播.2波的衍射频率相同、振动方向平行、相位相同或相位差恒定的两列波相遇时，使某些地方振动始终加强，而使另一些地方振动始终减弱的现象，称为波的干涉现象.3波的干涉\n波源振动干涉现象的定量讨论*传播到P点引起振动的振幅为：定值\n合振幅最大当合振幅最小当干涉的位相差条件讨论\n当时（半波长偶数倍）合振幅最大当时（半波长奇数倍）合振幅最小干涉的波程差条件（当初相位相同时）\n1驻波方程同一介质中，两列振幅相同的相干波在同一条直线上沿相反方向传播叠加后就形成驻波。驻波结论：1、相邻波节（波腹）的间距为半个波长。2、相邻两波节间各点振动相位相同，一波节两侧各点振动相位相反会分析波节波腹的位置。\n当波从波疏介质垂直入射到波密介质,被反射到波疏介质时形成波节.入射波与反射波在此处的相位时时相反,即反射波在分界处产生的相位跃变，相当于出现了半个波长的波程差，称半波损失.2相位跃变（半波损失）\n3驻波的能量ABC波节波腹势能动能势能\n观察者向波源运动+，远离-波源向观察者运动-，远离+波源和观察者接近时，波源和观察者背离时，六多普勒效应\nP53例1、例2；P63例；P69例；P88：1-5、7、8、10、11、12、13、14、20、21、24、29\n光的干涉杨氏双缝（分波振面）薄膜干涉（分振幅）等厚干涉劈尖牛顿环波动光学光的衍射（夫琅禾费）单缝衍射光栅衍射光的偏振三种偏振态自然光线偏振光部分偏振光起（检）偏方法偏振片(二向色性)利用反射与折射十一章内容结构（横波）圆孔衍射\n1相干光的产生1）原理：由普通光源获得相干光，必须将同一光源上同一点或极小区域（可视为点光源）发出的一束光分成两束，让它们经过不同的传播路径后，再使它们相遇，这时，这一对由同一光束分出来的光的频率和振动方向相同，在相遇点的相位差也是恒定的，因而是相干光。2）方法：振幅分割法；波阵面分割法一相干光\n实验装置p二杨氏双缝干涉实验波程差加强减弱\n暗纹明纹屏上相邻明条纹中心或相邻暗条纹中心间距为条纹间距\n物理意义：光在介质中通过的几何路程折算到同一时间内在真空中的路程.(1)光程光在媒质中传播的几何路程（波程）与媒质折射率的乘积由于均匀介质有：\n相位差和光程差的关系：光程差：(2)光程差(两光程之差)上式中的波长为真空中波长。\n反射光的光程差加强减弱PLDC34E5A1B21.均匀薄膜干涉(等倾干涉)四薄膜干涉\n2.非均匀薄膜干涉（等厚干涉）明纹暗纹★干涉条件=明暗条纹对应的厚度d明纹暗纹\n讨论(1)棱边处为暗纹有“半波损失”(2)相邻明纹（暗纹）间的厚度差(3)条纹间距\n光程差明纹暗纹暗环半径明环半径\n1′两相邻半波带上对应点发的光在P处干涉相消形成暗纹2′bθ2AB半波带半波带1λ/2C五单缝的夫琅禾费衍射*Sffb·pBA0δ菲涅耳半波带法：作若干垂直于束光、间距为入射光波长一半的平行平面如图所示，这些平行平面把缝处的波阵面AB分成面积相等的若干个带，称为菲涅耳半波带。\n上式在衍射角较小时成立，中央明纹是其他明纹宽度的2倍。\n六圆孔的夫琅禾费衍射**光学仪器的通光孔径两艾里斑中心的角距离等于每个艾里斑的半角宽度\n七光栅(b+b’)sin=±kk=0,1,2,3···----光栅方程。xf0屏ab()bb’sin+\n八自然光、偏振光、部分偏振光①线偏振光·····光振动垂直板面光振动平行板面···②自然光······平行板面的光振动较强垂直板面的光振动较强··③部分偏振光\nPPE0E=E0cosI0I九马吕斯定理\nn1·····n2iBiBr线偏振光··S··非布儒斯特角入射,反、折射光均为部分偏振光布儒斯特角入射反射光为线偏振光起偏振角布儒斯特角十布儒斯特定律\nP99：例1、2；P105：例1；P110：例；P124：例1；P127：例1；P140：例；P142：例P166：1-7、8、9、12、13、14、15、21、23、24、25、26、27、29、31、34、35、36\n一斯特藩—玻尔兹曼定律维恩位移定律（1）斯特藩—玻尔兹曼定律（2）维恩位移定律十五章量子物理二光子爱因斯坦方程爱因斯坦方程逸出功\n1920年，美国物理学家康普顿在观察X射线被物质散射时，发现散射线中含有波长发生变化了的成分.三康普顿效应康普顿波长康普顿公式光子电子电子光子\n（1）1890年瑞典物理学家里德伯给出氢原子光谱公式波数里德伯常数四氢原子的玻尔理论\n（2）玻尔的三个假设假设一电子在原子中，可以在一些特定的轨道上运动而不辐射电磁波，这时原子处于稳定状态（定态），并具有一定的能量.量子化条件频率条件假设二电子以速度在半径为的圆周上绕核运动时，只有电子的角动量等于的整数倍的那些轨道是稳定的.主量子数假设三当原子从高能量的定态跃迁到低能量的定态时，要发射频率为的光子.\n由假设2量子化条件由牛顿定律,玻尔半径（3）氢原子能级公式第轨道电子总能量\n（电离能）基态能量激发态能量氢原子能级图基态激发态自由态\n五德布罗意波实物粒子的二象性德布罗意假设：实物粒子具有波粒二象性.德布罗意公式2）宏观物体的德布罗意波长小到实验难以测量的程度，因此宏观物体仅表现出粒子性.注意1）若则若则\n这就是著名的海森伯测不准关系式。同理：六不确定关系\n1）微观粒子同一方向上的坐标与动量不可同时准确测量,它们的精度存在一个终极的不可逾越的限制.2）不确定的根源是“波粒二象性”这是自然界的根本属性.物理意义3）对宏观粒子，因很小，所以可视为位置和动量能同时准确测量.\nP304：例1；P309：例2；P319：例P338：例1P388：1-5、8、11、13、18、21