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西安交通大学大学物理ppt第七章 (1)

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西安交通大学邱关源电路PPT课件

西安交通大学邱关源电路PPT课件


a
Wab q
8V2V 4
各值。
u a bab (2 0 )V 2 V
u b cbc [0 ( 3 )]V 3 V
cW qcbW qbc14V 23V
.
返 回 上 页 1下8 页
解 (2) c 0
a
b
c
a
Wac812V5V q4
b
Wbc q
12V3V 4
u a bab (5 3 )V 2V
u b cbc (3 0 )V 3 V
结论 电路中电位参考点可任意选择；参考点
一经选定，电路中各点的电位值就唯一确定；当 选择不同的电位参考点时，电路中各点电位值将 改变，但任意两点间电压保持不变。
.
返 回 上 页 1下9 页
问题 在复杂电路或交变电路中，两点间电压的
实际方向往往不易判别，给实际电路问题 的分析、计算带来困难。
电压(降)的参考方向
参考方向
+
u
–
假设高电位指向低电
位的方向。
参考方向
+
u
–
+ 实际方向 – – 实际方向 +
u >0
u <0
.
返 回 上 页 2下0 页
电压参考方向的三种表示方式： (1) 用箭头表示：
u
(2)用正、负极性表示：
+u
(3)用双下标表示：
A
uAB
.
B
返 回 上 页 2下1 页
3.关联参考方向
祝同学们 身体好 学习好 工作好
.
1
电路
教材:《电路》 罗先觉修订 邱关源主编
主讲: 范敏
.
2
绪论
西安交通大学传热学课件

西安交通大学传热学课件

（3）主要热阻
（4）凝结传热设备的设计依据：膜状凝结
9/76
传热学 Heat Transfer
四、膜状凝结传热的应用
1、蒸汽压缩制冷循环 2、电厂的凝汽器 3、电子元器件冷却
10/76
传热学 Heat Transfer 11/76
传热学 Heat Transfer
§7-2 层流膜状凝结传热
凝结传热是一个非常复杂的现象
§7-1 凝结传热的模式
一、凝结的定义
蒸汽与低于其饱和温度的壁面接触时形成 液体的过程。
二、两种存在形态
浸润性液体；非浸润性液体。
5/76
传热学 Heat Transfer
三、凝结传热的两种模式
tw ts
1、膜状凝结(film condensation)
沿整个壁面形成一层薄膜，并且在
g
重力的作用下流动。
传热学 Heat Transfer 38/76
传热学 Heat Transfer
§7-4 沸腾传热简介
一、液体汽化的两种方式
1、蒸发（evaporation） 2、沸腾（boiling） （1）定义
工质内部形成大量气泡并由液态转 换到气态的一种剧烈的汽化过程
39/76
（2）分类
传热学 Heat Transfer
一、不凝结气体
增加了传递过程的阻力 减小了凝结的驱动力 二、蒸气流速 使液膜变厚 使液膜变薄
31/76
三、过热蒸汽
传热学 Heat Transfer
四、液膜过冷度及温度分布的非线性
五、管子排数 前面推导的横管凝结换热的公式只适用于单根横管
六、管内冷凝
32/76
传热学 Heat Transfer
固体物理导论西安交大白煜(PPT)1

固体物理导论西安交大白煜(PPT)1


T = 0K
Valence band model of Si
T > 0K
Band gap of semiconductors
Electron energy Intrinsic semiconduct or 0 Eg 0 Hole energy Eo Ec Ef = Ei Ev
Eg Ec Ev
• Covalent bonding for Si atoms Z = 14: 1s22s22p63s23p2 4 valence electrons
Sharing of 1 pair of valence electrons between adjacent atoms
Valence band model of solids (cont.)
p-type with acceptor
p-type semiconductor
Free hole (+)
Extrinsic or doped semiconductors (cont.)
• Degenerate semiconductor • Non-degenerate semiconductor (i.e. Boltzmann approximations)
Carrier concentration in doped semiconductors
Charge neutrality
n Na p Nd
Assuming complete ionization of dopants at elevated temperatures
n Na p Nd
Ef
E
Equilibrium carrier concentration
西安交通大学大学物理ppt第四章 (1)

西安交通大学大学物理ppt第四章 (1)


Epa = ∫
b(势能零点）
a
F ⋅ dr 保
重力势能： 重力势能：
Ep = mgy
万有引力势能： 万有引力势能： 弹簧弹性力势能： 弹簧弹性力势能：
（以 y = 0 的平面为势能零点） 的平面为势能零点）
m m2 Ep = −G 1 r 1 2 Ep = kx 2
（以无穷远处为势能零点) 以无穷远处为势能零点)
如果系统中只有保守内力作功，而其它内力和外力都不作 如果系统中只有保守内力作功， 或作功的总和始终为零，则系统总机械能保持不变。 功，或作功的总和始终为零，则系统总机械能保持不变。 注意： 注意： （1）守恒条件
A外 + A非内 = 0
（2）守恒定律是对一个系统而言的 （3）守恒是对整个过程而言的，不能只考虑始末两状态 守恒是对整个过程而言的， （4）机械能守恒定律是普遍的能量守恒定律在机械运动范 围内的体现。 围内的体现。
m
P = mv
d(mv) =F dt
力F 的 元冲量
d(mv) = dP = Fdt = dI
动量定理的微分形式） （动量定理的微分形式）
质点动量的增量微元等于合外力乘以作用时间微元 质点动量的增量微元等于合外一段有限时间， 对一段有限时间， 有
mv1
mv2
作用于质点系内各质点上的所有外力和非保守内力在某 一过程中作功的总和，等于质点系机械能的增量。 一过程中作功的总和，等于质点系机械能的增量。
2. 机械能守恒定律 系统的功能原理 当 则
A = A外 + A非保内 = Eb − Ea A= A + A 外 非保内 = 0
E = Ek + Ep = 恒量(质点系的机械能守恒定律) 质点系的机械能守恒定律)
西安交大大学物理课件

西安交大大学物理课件


r (t ) x (t )i y (t ) j
r x 2 (t ) y 2 (t ) R
质点做平面 圆周运动
该质点的运动轨迹为一半径为R 的圆周
例三 2014年诺贝尔物理学奖
三位获奖者在发现新型高 效、环境友好型光源，即蓝色 发光二极管（LED）方面做出 巨大贡献。使用LED灯，我们 可以拥有更加持久和更加高效 的灯光代替原来的光源。
特点：体积小（非常轻）；
耗电量低，相同照明效果比 传统光源节能近80%；使用
寿命长，可达6万到10万小
时，比传统光源寿命长10倍 以上；高亮度、低热量；环
二十世纪以来，物理学被公认为全球技术与经济发展的主要驱动力 Quantum Mechanics
能带理论
Computer
信息科学与技术
VLSI、ASIC
Transistor
生物信息与生命科学
例一 2000年诺贝尔物理学奖
授予美国德州仪器公司的J ·S ·基尔比 等三位科学家，表彰他们在移动电话及半
导体研究中获得突破性进展，他们的工作
研究物体的高速运动效应以及动力 学规律
●
Quantum mechanics（近代）
研究微观物质运动现象以及基本运动规律
三. 物理学——研究自然科学的重要基础
●
派生的物理学分支：
等 离 子 体 物 理 学 原 子 核 物 理 学 原 子 分 子 物 理 学 固 体 物 理 学 凝 聚 态 物 理 学 激 光 物 理 学 地 球 物 理 学 生 物 物 理 学 天 体 物 理 学 电 子 物 理 学
二. 物理学理论（五大基本理论）
●
Newtonian mechanics（经典）
西安交通大学大学物理仿真实验 受迫振动

西安交通大学大学物理仿真实验 受迫振动

实验名称受迫振动一、实验简介在本实验中，我们将研究弹簧重物振动系统的运动。

在这里，振动中系统除受弹性力和阻尼力作用外，另外还受到一个作正弦变化的力的作用。

这种运动是一类广泛的实际运动，即一个振动着的力学体系还受到一个作周期变化的力的作用时的运动的一种简化模型。

如我们将会看到的，可以使这个体系按照与施加力相同的频率振动，共振幅既取决于力的大小也取决于力的频率。

当力的频率接近体系的固有振动频率时，“受迫振动”的振幅可以变得非常大，这种现象称为共振。

共振现象是重要的，它普遍地存在于自然界，工程技术和物理学各领域中．共振概念具有广泛的应用，根据具体问题中共振是“利”还是“害”，再相应地进行趋利避害的处理。

二、实验原理1.受迫振动图1 受迫振动质量M的重物按图1放置在两个弹簧中间。

静止平衡时，重物收到的合外力为0。

当重物被偏离平衡位置时，系统开始振动。

由于阻尼衰减(例如摩擦力)，最终系统会停止振动。

振动频率较低时，可以近似认为阻力与振动频率成线性关系。

作用在重物上的合力：其中 k1, k2是弹簧的倔强系数。

K = k+ k2是系统的等效倔强系数。

1x是重物偏离平衡位置的距离,β是阻尼系数。

因此重物的运动方程可表示为：其中and 。

在欠阻尼状态时() ,方程解为：A,φ由系统初始态决定。

方程的解是一幅度衰减的谐振动，如图2所示。

图2 衰减振动振动频率是：（1）如果重物下面的弹簧由一个幅度为a的振荡器驱动，那么这个弹簧作用于重物的力是。

此时重物的运动方程为：方程的稳态解为：(2)其中。

图3显示振动的幅度与频率的关系。

图3 衰减振动幅度与振动频率关系弱阻尼情况下，当，振动的幅度会很大，最大值出现在：（3）幅度衰减一半的区域：（4）2.耦合振动图4 耦合振动系统图4是一个耦合振动系统，由3个倔强系数k和2个质量m的重物组成。

系统有两个共振频率点，一种频率为，此时两个重物运动方向一致。

另外一种运动状态频率为，此时两个重物运动方向相反。

2024版公开课西安交通大学大学物理机械振动、波和波动[1]

2024版公开课西安交通大学大学物理机械振动、波和波动[1]


2024/1/29
13
03
波动现象与波动方程
2024/1/29
14
波动现象产生原因及传播方式
产生原因
波动现象是由振源产生的振动经过介质传播而形成的。振源的 振动使得周围的介质粒子产生周期性的振动，并将振动能量向 四周传播开去。
2024/1/29
传播方式
波动现象的传播方式主要有横波和纵波两种。横波中，介质粒 子的振动方向与波的传播方向垂直；而纵波中，介质粒子的振 动方向与波的传播方向平行。
2024/1/29
12
振幅、频率和相位概念
03
振幅
振幅是简谐振动中物体离开平衡位置的最 大距离，它反映了振动的强弱程度。
频率
频率是单位时间内物体完成振动的次数， 它反映了振动的快慢程度。在国际单位制 中，频率的单位是赫兹（Hz）。
相位
相位是描述简谐振动状态的物理量，它反 映了物体在振动周期中所处的位置。相位 差则反映了两个同频率振动的相对位置关 系。
15
波动方程推导与理解
推导过程
波动方程是描述波动现象的数学模型，可以 通过对介质粒子的振动进行受力分析，结合 牛顿第二定律和振动方程推导得出。具体推 导过程涉及复杂的数学运算和物理概念，这 里不再赘述。
理解方法
波动方程描述了波在传播过程中的振幅、频 率、波长等物理量的变化规律。通过对方程 的解析，可以深入理解波的传播特性，如传 播速度、传播方向、波的叠加等。
公开课西安交通大学大学物理 机械振动、波和波动
2024/1/29
1
目录
• 机械振动基本概念与分类 • 简谐振动及其性质 • 波动现象与波动方程 • 介质中机械波传播特性
2024/1/29
西安交通大学大学物理PPT20171128

西安交通大学大学物理PPT20171128


5. 正晶体、负晶体
o 光: no
o光沿不同方 v o t 向的传播速 率相同，其 波面是球面
·
o光
·
o 光的 主平面
光轴
e光
e 光的 主平面
(e 光振动在 e 光主平面内)
c ( o 光主折射率) vo
光轴


e
e光沿不同方向 的传播速率不 相同，其波面 是以光轴为轴 的旋转椭球面
c 光: ne ( e 光主折射率) ve
光轴 v o t
v e t
12
正晶体
vo ve
no ne
光轴
负晶体
光轴
vo ve
no ne
v o t

v e t

( 平行光轴截面 )
( 平行光轴截面 )
ve
vo
( 垂直光轴截面 )
ve
vo
( 垂直光轴截面 )
13
二. 单轴晶体中的波面 ( 惠更斯作图法[ve>vo] )

ib ib



线偏振光


3
§14.13 晶体的双折射现象
一. 双折射现象
1. 双折射 双折射现象 一束光入射到 各向异性的介质后出现两束 线偏振折射光线的现象。 2. 寻常光和非寻常光 两折射光线中有一条始终在入 射面内，并遵从折射定律，称 为寻常光，简称 o 光
n1
n2
方解石
R2 R1
s
i
o
e
e
o光 e光
o光
e光
另一条光一般不遵从折射定律，称非常光，简称 e 光
4
双折射会映射出双像：
第7章 导体与电介质(13年)1

第7章 导体与电介质(13年)1

68
[ (1) q2=－q，q3=q；V3=
q ；(2) q2'=－q，q3'=0，V3'=0； 4 0 R3
(3) q1"=
R1 R2 q q ( R2 R1 ) ，V3"= ] R1 R2 R2 R3 R1R3 4 0 ( R1 R2 R2 R3 R1R3 )
分；南京理工 09 年普通物理 A，12 分；中南大学 07 年普通物理，10 分； 武汉大学 06 年电磁学，30 分；华南理工 04 年普通物理，10 分)
(暨南大学 2010 年普通物理，12 分；西南大学 2011、2010 年普通物理，15 分； 山东师范大学 2010 年普通物理 B，20 分)
V3
例 7－ 3
一内外半径分别为 r 和 R 的球形空腔导体带电量为 Q，距球心 b(>R)有一点电荷 q，(1) 求
空腔导体的电位；(2) 如果将空腔导体接地，则导体的净电荷是多少? (3) 如果将接地的空腔导体和 点电荷放入介电常数为 εr 的非导体液体中(设空腔导体和点电荷的相对位置不变)，简要说明导体上 的净电荷以及导体表面附近的电场强度如何改变? [ (1) V V0
位于球壳内距球心 1cm 处。(1) 说明球壳内、 外表面上的电荷分布情况（电量大小，分布是否均匀） ； (2) 设无限远处为电势零点，计算球壳的电势。 [ (1) 内表面感应电荷为-q，非均匀分布；外表面感应电荷为 q，均匀分布；(2) V =
q =120V ] 4 0 R2
(浙江大学 09 年普通物理，10 分；南京理工大学 05 年普通物理 B，15 分) 例 7－ 8 如图所示，一内半径为 a、外半径为 b 的金属球壳，带有电荷 Q，在球壳空腔内距离球心 r (r<a)处有一点电荷 q。设无限远处为电势零点，试求：(1) 球壳内外表面上的电荷；(2) 球心 O 点 处，由球壳内表面上电荷产生的电势；(3) 球心 O 点处的总电势。 [ (1) qa=－q，非均匀分布；qb=Q+ q，均匀分布；(2) Va
西安交通大学大学物理ppt第七章 (3)

西安交通大学大学物理ppt第七章 (3)


例 两个静质量都为 m0 的粒子，其中一个静止，另一个以 v0 = 0.8 c 的速度运动，它们对心碰撞以后粘在一起。
求 碰撞后合成粒子的静止质量。 解 取两粒子作为一个系统，碰撞前后动量、能量均守恒，设碰 撞后合成粒子的静止质量为 M0 ，运动质量为 M ，运动速度 为 V ，则 2 2 2
mc m c Mc m v 0 MV 0 0
火箭质量可近视为不变。
解题思路 实际问题中当物体作趋近于光速的高速运动时，一定要用相 对论动力学的公式，求解相对论动力学问题的关键在于理解 和掌握下列几个最重要的结论： m0 m 相对论质量 v2 1 2 c
相对论动量
mv p v2 1 2 c
2 Emc
相对论能量 相对论动能
故
v v 1 1 2 u c
2
2u v vA u2 1 2 c 2 v v u 或 2 20 u cv
取正号代入
m (v )
m0 v2 1 2 c
m m 0u m (v) 0 v u v 1 u
—— 相对论的质速关系
m(v): 相对论质量;
m0 : 静止质量
v x u vx u 1 2 v x c
质量应与物体运动有关
m m v
相对论质量 m m v 经典力学中：物体质量恒定.
恒力下：v∝t
没有上限.
v c
实验证明,电子在恒力作用下被 加速到接近光速时,速度不再线 性增加,且不能超越光速. 狭义相对论从理论上可以证明
t v
相对论的质速关系
2 2 m m / 1 v / c 0
讨论 (1) 当v << c 时， 0, m = m0 —— 退化到牛顿力学 (2) 质速曲线 当v =0.1 c 当v =0.866 c m 增加 0.5%
西安交通大学医用物理学ch7-1-5静电场

西安交通大学医用物理学ch7-1-5静电场


1）高斯面上的电场强度为所有内外电荷的总电场强度. 2）高斯面为封闭曲面. 3）穿进高斯面的电场强度通量为正，穿出为负. 4）仅高斯面内的电荷对高斯面的电场强度通量有贡献. 5）静电场是有源场.
讨论
将q2从 A移到 B
点P 电场强度是否变化？
穿过高斯面s 的Φe有否变化？
q2 A P*
s
q1
q2 B
r
1
l 2
2
r
1
l 2
2
v i
2qrl
v
i
4 0 r
4
1
l 2r
2
1
l 2r
2
因为 lr,且P
ql
qli, 所以得
EA
1
4 0
2ql r3
i
1
4 0
2P r3
2求EB
:
q和
q在B点产生的场强E和E
分别为
E
y
EB • B
E
r
θl
l
r
E
EA
•
E
Ax
侧
侧
根据高斯定理 E 2πrl l / 0
E
2π 0r
r dS
r E
l
E r
例6 求无限大均匀带电薄板的场强分布，设电荷面密度为σ。
解：由对称性分析，平板两侧离
该板等距离处场强大小相等，方
向均垂直平板。
S
取一轴垂直带电平面，高为 2 r
的圆柱面为高斯面，通过它的电 E
通量为
r
r
S
S
P
E
求 电场强度分布 解 电场分布具有轴对称性
例5 “无限长” 均匀带电直线，电荷线密度为+

西安交通大学大学物理教学大纲(128)汇总

“大学物理（A）”课程教学大纲英文名称：University Physics课程编号：PHYS1009课程类型：必修学时：128 学分：8适用对象：理工科各专业学生先修课程：高等数学高中物理使用教材及参考书：教材：大学物理（吴百诗主编）科学出版社参考书：吴锡珑主编“大学物理教程”高教出版社程守洙主编“普通物理学”高教出版社张三慧主编“大学物理学”清华大学出版社一、课程的性质、目的及任务物理学是研究物质的基本结构﹑相互作用和物质最基础最普遍运动形式(机械运动,热运动,电磁运动,微观粒子运动等)及其相互转化规律的学科。

物理学的研究对象具有极大普遍性,它的基本理论渗透在自然科学的一切领域、应用于生产技术的各个部门,它是自然科学许多领域和工程技术发展的基础。

以物理学基础知识为内容的大学物理课程,它所包括的经典物理、近代物理和物理学在科学技术上应用的初步知识等都是一个高级工程技术人员必备的。

因此，大学物理课是我校理工科各专业学生的一门重要必修基础课。

开设大学物理课程的目的,一方面在于为学生较系统地打好必要的物理基础；另一方面使学生初步学习科学的思想方法和研究问题的方法，这对开阔思路、激发探索和创新精神、增强适应能力、提高人才素质等,都会起到重要作用。

学好物理课,不仅对学生在校的学习十分重要,而且对学生毕业后的工作和进一步学习新理论﹑新技术﹑不断更新知识等,都将发挥深远影响。

二、课程的基本要求1.使学生对物理学所研究的各种物质运动形式以及它们之间的联系有比较全面和系统的认识;对大学物理课中的基本理论、基本知识能够正确地理解,并且有初步应用的能力。

2.通过教学环节,培养学生严肃的科学态度和求实的科学作风。

根据本课程的特点,在传授知识的同时加强对学生进行能力培养,如通过对自然现象和演示实验的观察等途径,培养学生从复杂的现象中抽象出带有物理本质的内容和建立物理模型的能力、运用理想模型和适当的数学工具定性分析研究和定量计算问题的能力以及独立获取知识与进行知识更新的能力,联系工程实际应用的能力等。

西安交通大学传热学课件

1、f＝C 2、电磁波谱
16/95
传热学 Heat Transfer
• 理论上覆盖整个电磁波谱； • 可见光0.380.76m
红外线0.7625100m • 一般工业范围内（2000K以下）：
0.76100m
0.7620m ?
• 对于太阳辐射（约5800K）：0.22m
17/95
传热学 Heat Transfer
日常生活(1)
人体散热
人体与墙壁间的热交换
太阳能利用
7/95
传热学 Heat Transfer
日常生活(2)
保温瓶的散热
窗帘对太阳能 的阻隔作用
说明：不要以为辐射只有在高温 时才重要，其实在常温甚 至低温下有时也很重要，
辐射换热的推动力是温差。
பைடு நூலகம்8/95
传热学 Heat Transfer
太阳能利用(1)
27/95
2、Planck定律
传热学 Heat Transfer
Eb
c15
ec2 (T ) 1
式中： λ— 波长，m T — 黑体温度，K c1 — 第一辐射常数，3.742×10-16 Wm2 c2 — 第二辐射常数，1.4388×10-2 WK
28/95
传热学 Heat Transfer 29/95
光—热转换
太阳能热水器
9/95
传热学 Heat Transfer
太阳能利用(2)
太阳能灯
10/95
传热学 Heat Transfer
太阳能利用(3)
太阳能光伏发电站
11/95
传热学 Heat Transfer
太阳能利用(4)
德国新议会大厦
12/95

西安交通大学大学物理PPT课件


求 人走了t 时间后，转台转过的角度
ω
解 选(人和转台)为系统
人和转台组成的系统对竖直轴不受外力矩 因此，系统对竖直轴的角动量守恒
u m
M R
在时间 t 内人，走到距转台中心的距离为
r ut
(
1 2
MR2 )0

(
1 2
MR2

mr2 )
d
dt


1

0
2mu 2t
MR2
2

t
d dt
dt
dL L sind


L sin
d


L sin
Ω
dt
dt
所以 Ω M M 1
Ω
L sin Jsin
高速自转的陀螺在陀螺重力对支点O
陀螺的动量矩近似为

L

J
动量矩定理

dL Mdt
dL // M
由于 M L
的力矩作Ω用 下发生进L 动


dL
M
因而 L
只改变方向，
mg
不改变大小(进动)
O

进动角速度Ω 动量矩定理
M

dL
而且 M
dL
角动量守恒定律在工程技术上的应用
陀螺仪与导航
陀螺仪：能够绕其对称轴高速 旋转的厚重的对称刚体。
支架S
外环 陀螺G 内环
陀螺仪的特点：具有轴对称性和 绕对称轴有较大的转动惯量。
陀螺仪的定向特性：由于不受外 力矩作用，陀螺角动量的大小和 方向都保持不变；无论怎样改变 框架的方向，都不能使陀螺仪转 轴在空间的取向发生变化。

西安交通大学大学物理实验绪论答案

西安交通大学大学物理实验绪论答案1、15．学习科学知识的价值之一，是主动将所学知识创造性地服务于社会。

如“声音的传播需要介质”就有许多实际应用。

下列发明成果应用了这一知识的是（）[单选题] *A．验钞机B．望远镜C．真空玻璃(正确答案)D．体温计2、下列关于声音的说法正确的是（）[单选题]A．调节电视机音量改变了声音的音调B．房间的窗户安装双层中空玻璃是在传播过程中减弱噪声(正确答案)C．能从不同乐器中分辨出小提琴的声音主要是因为响度不同D．用大小不同的力先后敲击同一音叉，音叉发声的音色不同3、45．关于电冰箱，下列说法正确的是（）[单选题] *A．将水放入冷冻室，水会液化B．打开冷冻室的门会看到“白气”，这是汽化现象C．冷冻室侧壁有时会有霜，这是水蒸气凝固形成的D．食品在冷藏室里能保鲜，利用了制冷剂汽化吸热(正确答案)4、加速度方向与速度变化的方向相同,大小成正比. [判断题] *对错(正确答案)5、磁场的基本性质是对放入其中的导体有力的作用[判断题] *对错(正确答案)答案解析：磁场的基本性质是对放入其中的磁体有力的作用6、87．把一个实心铁块放入盛满水的容器中，溢出水的质量是5g，若把铁块放入盛满酒精的容器中，则溢出酒精的质量是（）（ρ酒精＝8×103kg/m3，ρ水＝0×103kg/m3）[单选题] *A．5gB．5gC．4g(正确答案)D．36g7、做匀速直线运动的物体，速度越大，受到的合力也就越大[判断题] *对错(正确答案)答案解析：匀速直线运动的物体合力为零8、14．自习课上，老师能根据声音辨别出哪位同学在说话，依据的是声音的（）[单选题] *A．音调B．音色(正确答案)C．响度D．频率9、26．下列现象中，属于升华的现象是（）[单选题] *A．夏天，冰棍周围冒“白气”B．冬天，玻璃窗上结冰花C．衣箱中的樟脑丸逐渐变小(正确答案)D．夏天，水缸外壁“出汗”10、4．月球上的重力加速度也是8 m/s [判断题] *对错(正确答案)11、小明在蹦床上做游戏，从接触床面到运动至最低点的过程中，他的重力势能减小，蹦床的弹性势能增大[判断题] *对(正确答案)错答案解析：小明的动能先增大后减小12、估测在实际生活中的应用十分广泛，下列所估测的数据中最接近实际的是（）[单选题]A．健康的成年人脉搏跳动一次的时间约为10sB．一般教室的高度约为6mC．我国10元纸币的票面长度约为14cm(正确答案)D．去年北京夏天的最高气温为26℃13、12．沪上知名品牌﹣﹣南汇8424西瓜即将上市。

7. 数学物理方法与位场理论

中国海洋大学本科生课程大纲课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修一、课程介绍1.课程描述（中英文）：数学物理方法与位场理论是地球信息科学与技术专业的学科基础必修课。

主要内容分为三大部分，第一部分是数学物理基础内容，主要讲述复数与复变函数、解析函数等及偏微分方程概念、分类，引出几种典型偏微分方程和定解问题，为后续电磁场论及弹性波动力学内容的学习储备知识。

第二部分是电磁场论内容，主要讲述矢量分析与场论、静电场、恒定电流场、磁场及时变电磁场等，推导得出麦克斯韦方程组，介绍求解静态场的几种方法。

第三部分为弹性波动力学内容，主要讲述位移与应力、应变与位移及应力与应变间基本关系，推导建立弹性波位移运动微分方程（拉梅方程），并介绍利用克希霍夫积分、格林函数求解波动方程的积分方法。

通过本课程学习，要求学生掌握运用数学物理方法及矢量分析推导电磁场及弹性力学基本方程的思路和方法，为后续专业课程学习打好基础。

Mathematical physics and potential field theory are the compulsory courses for the major of Earth information science and technology. The main content is divided into three parts: The first one is the mathematical physics, mainly about complex numbers and complex- 1 -variable functions, analytic functions. The concept and classifications of partial differential equations (PDEs), as well as the concepts of definite solutions are included, which provides basic knowledge for studying potential field theory and elastic wave dynamics. The second part introduces the electromagnetic field theory, including vector analysis and field theory, electrostatic field, steady electric currents, magnetostatics and time-varying electromagnetic fields, and also solutions of the static fields. The third part mainly introduces the elastic wave dynamics, including basic relations between displacement and stress, strain and displacement, and stress and strain, and the establishment of elastic displacement equations (Lame equation). This part also introduces the solutions of the wave equation using Kirchhoff integral and Green functions. Students are required to understand the methods of using mathematical physics and vector analysis to derive the basic equations of conductive magnetic fields and elastic mechanics, which can establish a solid foundation for subsequent professional courses.2.设计思路：基于数学物理方法，结合场论知识，研究电磁波和地震波在地球介质中的产生和传播规律，是本课程的核心，可为解决地球信息科学领域中的复杂地球物理问题储备所需的数学、物理学基础。

倒易点阵与衍射(西安交通大学)


d P a B θ 1 2θ A t Hhkl O b
图6.在倒易空间中反射的几何条件 a—入射线；b—反射球； C—反射线；d—反射线方向。
c θ θ
R t
磁学与磁性材料
Xi’an Jiaotong University
三、厄瓦尔（Ewald）图解
z
z
将倒易点阵置于反射球中， 就可将衍射和倒易点阵联系 起来。 如图6，以O点作为倒易点阵 原点，而入射线的方向BO与 倒易点阵的基本平移矢量一 致。在这种情况下，所有落 到球面上的结点均处于射线 束的反射位置。例如有一个 倒易结点落到球面的P点 处，则反射线的方向将与反 射球的中心A到P点的连线相 平行。
(hkl)
O
X
图1.晶体点阵中的晶面与倒易点 阵中倒易矢量的关系
磁学与磁性材料
Xi’an Jiaotong University
一、倒易点阵基础
z
从原点到Phkl点的 矢量称为倒易矢 量，其大小为： Hhkl=k/dhkl
式中k位比例系数，在多 数场合下取作1，但很多 时候亦可令之等于X射线 的波长。
d P Hhk θ t 2 θ l A θ O t b
图6.在倒易空间中反射的几何条件 a—入射线；b—反射球； C—反射线；d—反射线方向。
c
R
a B
θ 1
磁学与磁性材料
Xi’an Jiaotong University
几点讨论
（1）反射球是立体 的，所以真实图像 时不同的倒易点阵 与不同的球面相 交，空间衍射点分 布在不同半径的圆 上。但实际记录往 往是二维的。 如图反射球与 倒易点阵结点相交 的投影。
4埃
0.25埃-1
b
(010)
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B
事件1先与 事件 先与 事件2发生 事件 发生
两事件不 同时发生
结论 沿两个惯性系相对运动方向上发生的两个事件， 沿两个惯性系相对运动方向上发生的两个事件，在其中一个 惯性系中表现为同时的，在另一个惯性系中观察， 惯性系中表现为同时的，在另一个惯性系中观察，则总是在 前一个惯性系运动的后方的那一事件先发生
狭义相对论 狭义相对论
Special Relativity
第七章
2. 投球疑难
c
击前瞬间 光传到乙的时间： ∆t = l c 光传到乙的时间： 击后瞬间
甲
c +v
∆t' = l (c +v)
∆t' < ∆t
先出球，后击球 先出球， ---- 先后顺序颠倒
光速不服从经典力学的速度变换定理
乙
§15.2 狭义相对论的两个基本假设
讨论 (1) Einstein 相对性原理 是 Newton力学相对性原理的发展 力学相对性原理的发展 力学相对性原理
一切物理规律 力学规律
(2) 光速不变原理与伽利略的速度合成定理针锋相对 光速不变原理与伽利略的速度合成定理针锋相对 (3) 时间、长度、质量等的测量 时间、长度、质量等的测量 在牛顿力学中，与参考系无 在牛顿力学中，与参考系无关 在狭义相对论力学中，与参考系有 在狭义相对论力学中，与参考系有关
二. 时间延缓
研究的问题是：在某一惯性系中， 研究的问题是：在某一惯性系中，同 一地点先后发生的两个事件 事件的时间间 一地点先后发生的两个事件的时间间 与另一惯性系中这两个事件 事件的时 隔，与另一惯性系中这两个事件的时 之间的关系。 间间隔 之间的关系。 事件1 事件 事件2 事件 O' 处的闪光光源 发出一光信号 O' 处的接收器接 收到该光信号 O 两事件发生 的时间间隔 S
l1
(1)
M1
l1 l1 2l1 1 以太风 t1 = + = ( ) 2 2 c −v c +v c 1−v / c
P
光线： 对 (2) 光线：O → M2 → O
M2
vt2 2 2 2l2 1 4[( ) + l2 ] = (ct2 )2 t2 = ( ) 2 2 2 c 1−v / c vt2 设 l1 = l2 = l 和 v << c 2l v2 两束光线的时间差 t1 ≈ (1+ 2 ) c c ∆t = t2 − t1 = lv2 /c3 2l v2 t2 ≈ (1+ 2 ) c 2c 2l v2 ∆N = 当仪器转动 π / 2 后，引起干涉条纹移动 λ c2 ∆N = 0.04? ∆N = 0.4? ∆N = 0
c = 299 792 458 m/s
包括两个意思： 包括两个意思： 光速不随观察者的运动而变化 光速不随光源的运动而变化 2. 相对性原理（relativity principle） 相对性原理（ ） 一切物理规律在所有惯性系中具有相同的形式 所有惯性系都完全处于平等地位， 所有惯性系都完全处于平等地位，没有任何理由选 某一个参考系并把它置于特殊的与众不同的地位。 某一个参考系并把它置于特殊的与众不同的地位。
时间间隔测量是 否也具有相对性
S'
M
h'
O'
S : ∆t= ? S' : ∆t'= ?
t =t' = 0
S S'
S′ S
S S'
2h' ∆t' = c 2l ∆t = c
M S' M u
O'
M
S'
M
h'
OO' O' S'
S
M S'
M u
c M′ c
M
两事件同时发生
∵A′M′ = B′M′
A' 、B' 同时接收到光信号
S
S
M' 处闪光， 处闪光， 光速仍为 c ，A' 、B' 随 S' 运动
S'
A′
A
S
u
AM < A'M′
c M′ c
M
B′
39; 早接 收到光信号
S'
A′
A
u
M
c M′ c
B′
莫雷实验的零结果 说明了“以太”本身不存在 零结果， 不存在。 迈克耳逊 — 莫雷实验的零结果，说明了“以太”本身不存在。
二. 狭义相对论的两个基本假设
1905年，A.Einstein 首次提出了狭义相对论的两个假设 年 1. 光速不变原理 光速不变原理(principle of constancy of light velocity) 在所有的惯性系中， 在所有的惯性系中，光在真空中的传播速率具有相同的值
若两个事件在某一惯性系中为同时异地事件， 1. 若两个事件在某一惯性系中为同时异地事件，则在其他惯性 同时性的相对性. 系中必定不是同时发生的，这就是同时性的相对性 系中必定不是同时发生的，这就是同时性的相对性. 在一个惯性系中同时同地发生的事件, 2. 在一个惯性系中同时同地发生的事件,在其它惯性系也必同时同地 发生，因此同时性的相对性只是对两个同时事件发生在不同地点而言， 发生，因此同时性的相对性只是对两个同时事件发生在不同地点而言， 当两个同时事件发生于同一地点时，同时性是绝对的. 当两个同时事件发生于同一地点时，同时性是绝对的.
讨论 (1) 同时性是相对的。如果用经典理论对此如何判断？ 同时性是相对的。如果用经典理论对此如何判断？ (2) 同时性的相对性是光速不变原理的直接结果。 同时性的相对性是光速不变原理的直接结果。 (3) 同时性的相对性否定了各个惯性系具有统一时间的可能性， 同时性的相对性否定了各个惯性系具有统一时间的可能性， 否定了牛顿的绝对时空观。 否定了牛顿的绝对时空观。
§15.3 狭义相对论的时空观
一. 同时性的相对性
以一个假想火车为例
火车 ( train) 在火车上
S S′
地面参考系
S
S'
t =t′ = 0 时，
u
A′
M′发出一光信号
B′
A' 、B' 分别放置信号接收器 中点M 中点 ' 放置一光信号发生器 接收到信号（事件1） S′ A′ 接收到信号（事件 ） 接收到信号（事件2） B′ 接收到信号（事件 ）
一. 伽利略变换的困难
Maxwell 电磁场方程组不服从伽利略变换
c =1/ ε0µ0 = 2.998×108 m s
迈克耳逊-莫雷实验的 0 结果 迈克耳逊 莫雷实验的 “以太”的假说 以太” 以太 迈克耳逊— 迈克耳逊 莫雷实验 光线： 对 (1) 光线：O → M1 → O
M2
l2
(2)
S
O
v