大学物理下总复习.ppt

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1、静止电荷的电场静止电荷的电场恒定电流的磁场恒定电流的磁场电磁场理论电磁场理论光的干涉光的干涉光的衍射光的衍射光的偏振光的偏振稳恒磁场的性质稳恒磁场的性质高斯定理：高斯定理：无源场无源场环路定理：环路定理： iIl dB0有旋场有旋场0sB dS静电场的性质静电场的性质s01iE dSq有源场有源场 0l dE保守力场保守力场无旋场无旋场非保守力场非保守力场 静电场和稳恒磁场静电场和稳恒磁场类比总结类比总结 1.产生产生静止电荷静止电荷0v运动电荷运动电荷0v2. .被作被作用电荷用电荷与电荷运动与电荷运动状态无关状态无关只对运动电荷作用只对运动电荷作用3.表观表观性质性质力力作功作功力力作功作

2、功4.基本物基本物理量理量UEB5.基本基本定理定理00iisLqE dSE dls00iiLB dSB dlI基本基本性质性质表一表一 场的产生与性质场的产生与性质静电场静电场稳恒磁场稳恒磁场1.1.点电荷点电荷( (电流电流元元) )场的叠加场的叠加rerdqEd204 QdqlId204 relIdBdr Irr方法方法典型题目典型题目QIQxxboaxboaxi2.某些对称性某些对称性高斯定理高斯定理球球柱柱面面(体、面、点体、面、点)(体、面、线体、面、线)(板、面板、面)安环定理安环定理(体、面、线体、面、线)柱柱面面 (板、面板、面)3.典型场叠加典型场叠加21IIJirdE02

3、 rdIdB 20 长直螺线管长直螺线管表二表二 场量计算场量计算BE类比总结类比总结 表三表三 作用力作用力 静电场静电场 稳恒磁场稳恒磁场1.点点(元元)受力受力Eqf Bvqf 2.电荷电荷(电流电流)受力受力 )(QEdqf )(IBlIdf3.应用应用电偶极子电偶极子ep磁偶极子磁偶极子mp0 iif0 iifeMpEmMpB类比总结类比总结 类比总结类比总结 表四表四 介质介质 电介质电介质 磁介质磁介质1.模型模型电偶极子电偶极子ep磁偶极子磁偶极子mp2.介质对场的影响介质对场的影响极化极化极化极化强度强度VpPieiVlim0磁化磁化磁化磁化强度强度VmMiiV lim03.

4、极化极化(磁化磁化)电荷电荷(电流电流)nPnMj4.各向同性线性各向同性线性介质介质EEPer 00) 1( HHMmr )1(5.理论上处理理论上处理绕开极绕开极(磁磁)化电化电荷荷(电流电流)的计算的计算PED 0 MBH 0 isiD dsq内0 iiLIl dH0内内epqlnmeISp类比总结类比总结 表四表四 介质介质 电介质电介质 磁介质磁介质6.思路思路原则原则寻找极化电荷寻找极化电荷Q，与自，与自由电荷由电荷Q的场叠加的场叠加寻找磁化电流寻找磁化电流 I ，与传，与传导电流导电流 I 的场叠加的场叠加对称性对称性rDED 0 qP HBHr 0 IjM 类比总结类比总结 表

5、五表五 能量能量 电能电能 磁能磁能1.器件中器件中电容电容电感电感221CVWe221LIWm2.场中场中场能密度场能密度EDwe 21HBwm 21场能场能dVwWVee VmmdVwW麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组SVD dSqdV lSBE dldSt 0SB dSclSdDH dljdSdt各向同性介质中，介质方程各向同性介质中，介质方程00 rrDEEBHH 28-电场电场-磁场磁场-变化电场和磁场的联系变化电场和磁场的联系-变化磁场和电场的联系变化磁场和电场的联系ii电动势：电动势：是一个表征电源特征的物理量。定义电源的是一个表征电源特征的物理量。定义电源的电动势是电源将其它形式的

6、能转化为电能的本领，在数值电动势是电源将其它形式的能转化为电能的本领，在数值上，等于非静电力将单位正电荷从电源的负极通过电源内上，等于非静电力将单位正电荷从电源的负极通过电源内部移送到正极时所做的功。部移送到正极时所做的功。注意点：注意点：用电场表示用电场表示导体内部任一点的电场强度为零；导体内部任一点的电场强度为零；导体表面处的电场强度，与导体的表导体表面处的电场强度，与导体的表面垂直。面垂直。用电势表示：用电势表示：导体是个等势体；导体是个等势体；导体表面是等势面。导体表面是等势面。静电平衡条件静电平衡条件静电屏蔽静电屏蔽第二类空腔第二类空腔第一类空腔第一类空腔电势概念电势概念两平行导线相

7、互吸引（志同道合）两平行导线相互吸引（志同道合）霍尔效应霍尔效应螺线管的自感系数螺线管的自感系数2= nLVdBIRUHHnqRH1带电粒子在磁场中的运动带电粒子在磁场中的运动qBmvR0 2 mTqB)cos(cos122 nIBo载流长直导线的磁场载流长直导线的磁场021sinsin4IBd载流圆线圈轴线上的磁场载流圆线圈轴线上的磁场320222()ISBRx载流直螺线管内部的磁场载流直螺线管内部的磁场无限长无限长dIB20半无限长半无限长dIB40导线延长线上导线延长线上圆心处圆心处RIB20B=0远离线圈处远离线圈处303022rISxISB无限长无限长nIB0半无限长半无限长2/0n

8、IBB 的方向，随磁介质的不同而不同。的方向，随磁介质的不同而不同。磁场中的磁介质磁场中的磁介质BBB0总磁感总磁感应强度应强度附加磁感应强度附加磁感应强度外加磁感应强外加磁感应强度度oBBII顺磁质顺磁质B与与B0同向，同向，BB0 抗磁质抗磁质B 与与B0反向，反向，BB0，BB0 顺磁质和抗磁质又称为弱磁质。顺磁质和抗磁质又称为弱磁质。iddt aibvBdlEdl感生感法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律回路感生电动势回路感生电动势感应电动势感应电动势感生电动势感生电动势 ddsLBElSt 感感 电磁感应电磁感应 电磁场理论电磁场理论动生电动势动生电动势一切磁现象来源于电荷的运动一切

9、磁现象来源于电荷的运动磁现象的电本质：磁现象的电本质：感生电场与静电场相比感生电场与静电场相比涡旋电场不是由电荷激发，是由变化磁场激发。涡旋电场不是由电荷激发，是由变化磁场激发。不是保守场不是保守场涡旋电场电场线不是有头有尾，是闭合曲线。涡旋电场电场线不是有头有尾，是闭合曲线。楞次定律与楞次定律与能量守恒定律能量守恒定律 注意点：注意点：B练习：练习：如图所示，导体棒如图所示，导体棒AB在均匀磁场在均匀磁场中绕过中绕过C点的轴点的轴OO转动，转动，AC的长度为棒长的的长度为棒长的1/3。则（）。则（）A）A点比点比B点电位高点电位高B）A点与点与B点等电位点等电位C）A点比点比B点电位低点电位

10、低A 光的干涉光的干涉1、杨氏双缝干涉（分波面法）、杨氏双缝干涉（分波面法）r2r1OPxdS2S1D光程差为光程差为 =r2-r1=xd/D明条纹明条纹=xd/D=kk 中心位置：中心位置： x=kD/dkD/d k=0,1,2,暗条纹：暗条纹： =xd/D=(2k-1)(2k-1)/2/2 中心位置：中心位置： x=(2k-1)D/(2d)(2k-1)D/(2d) k=1,2,3,获得相干光的两种基本方法获得相干光的两种基本方法1kkDxxxd (1)明暗相间的条纹对称分布于中心明暗相间的条纹对称分布于中心O点两侧点两侧。 dxDxx1 干涉条纹特点干涉条纹特点：(2)相邻明条纹和相邻暗条

11、纹等间距，与干涉级相邻明条纹和相邻暗条纹等间距，与干涉级k无关无关。杨氏双缝干涉杨氏双缝干涉条纹间距条纹间距： (3) D,d一定时，由条纹间距可算出单色光的波长。一定时，由条纹间距可算出单色光的波长。)/(kDxd 方法一：方法一：D/xd 方法二：方法二：14使用透镜不会引起各相干光之间的附加光程差。使用透镜不会引起各相干光之间的附加光程差。22221 1 2 3 2sin221 0,1,2,2k k, , , e nnikk明纹暗纹n1n2n1BACeDri252、薄膜干涉（分振幅法）、薄膜干涉（分振幅法）等厚干涉等厚干涉等倾干涉等倾干涉1,2,322(21)20,1,2kkkekk明条

12、纹暗条纹1、单缝夫琅和费衍射单缝夫琅和费衍射2/2sinka2/) 12(sinka暗纹中心暗纹中心明纹中心明纹中心2,1 kafx/2 2、圆孔夫琅和费衍射、圆孔夫琅和费衍射D/f.fr 22100 3、衍射光栅、衍射光栅 (a+b)sin =k k=0, 1, 2, 光的衍射光的衍射惠更斯惠更斯-菲涅耳原理菲涅耳原理惠更斯惠更斯-菲涅耳原理：菲涅耳原理：从同一波阵面上各点发出的子波都从同一波阵面上各点发出的子波都是相干波，它们在空间某点相遇时，将进行相干叠加而是相干波，它们在空间某点相遇时，将进行相干叠加而产生干涉现象。产生干涉现象。1 1、偏振态的分类、偏振态的分类自然光自然光线偏振光线

13、偏振光部分偏振光部分偏振光椭圆偏振光和圆偏振光椭圆偏振光和圆偏振光2 2、偏振片起偏和检偏、偏振片起偏和检偏 光的偏振光的偏振将光通过偏振片，光强无变化的为自然光；光强有变化但将光通过偏振片，光强无变化的为自然光；光强有变化但不会出现完全消光的为部分偏振光；光强有变化且在某个不会出现完全消光的为部分偏振光；光强有变化且在某个方向为零的为线偏振光。方向为零的为线偏振光。光程表示在相同的时间内光在真空中通过的路程光程表示在相同的时间内光在真空中通过的路程ctrucnr 即：即：光程这个概念可将光在介质中走过的路程，折算光程这个概念可将光在介质中走过的路程，折算为光在真空中的路程为光在真空中的路程18 注意点：注意点：I=I0 cos2马吕斯定律马吕斯定律若是自然光若是自然光I0，通过偏振片后，通过偏振片后，II0/2，偏振片在这里实际上起着起偏器的作用。偏振片在这里实际上起着起偏器的作用。