大学物理课件【阅读材料】---马吕斯简介---[福州大学...李培官]

大学物理课件麦克斯韦方程组福州大学 李培官.
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
60、人民的幸福是至高无个的法。— —西塞 罗
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
Thank you
Hale Waihona Puke

• 2.测定光速：1879年开始光速的测定工作。他是 继菲佐、傅科、科纽之后，第四个在地面测定光 速的。他得到了岳父的赠款和政府的资助，使他 能够有条件改进实验装置。他用正八角钢质棱镜 代替傅科实验中的旋转镜，由此使光路延长600 米。返回光的位移达133毫米，提高了精度，改 进了傅科的方法。他多次并持续进行光速的测定 工作，其中最精确的测定值是在1924～1926年 ，在南加利福尼亚山间22英里长的光路上进行的 ，其值为（299796±4）km／s。迈克尔逊从不 满足已达到的精度，总是不断改进，反复实验， 孜孜不倦，精益求精，整整花了半个世纪的时间 ，最后在一次精心设计的光速测定过程中，不幸 因中风而去世，后来由他的同事发表了这次测量 结果。他确实是用毕生的精力献身于光速的测定 工作。
• 6.迈克尔逊还运用自己发明的“可见度曲线 法”对谱线形状与压力的关系、谱线展宽 与分子自身运动的关系作了详细研究， 其成果对现代分子物理学、 原子光谱和激光光谱学等 新兴学科都发生了重大影响。 • 7.1898年，他发明了一种 阶梯光栅来研究塞曼效应， 其分辨本领远远高于普通的 衍射光栅。
四.迈克尔逊干涉仪
一.生平简介
• 迈克尔逊 (Albert Abraban Michelson,1852-1931)，波 兰裔美国藉物理学家， 1852 年12月19日出生于普 鲁士斯特雷诺（现属波 兰），后随父母移居美国， 1873年毕业于美国海军学 院，曾任芝加哥大学教授， 美国科学促进协会主席,美 国科学院院长；还被选为 法国科学院院士和伦敦皇 家学会会员，1931年5月9 日在帕萨迪纳逝世。
二.迈克尔逊年表
• 迈克尔逊于1852 年12月19日出生于普鲁士斯 特雷诺（现属波兰）。 1869年被选拔到美国安 纳波利斯海军学院学习。毕业后曾任该校物理 和化学讲师。 1880～1882年被批准到欧洲攻 读研究生，先后到柏林大学、海德堡大学、法 兰西学院学习。 1883年任俄亥俄州克利夫兰市 开斯应用科学学院物理学教授。 1887年，他和 爱德华·莫雷共同进行了著名的迈克耳逊－莫雷 实验，这个试验排除了以太的存在。后来，他 又转向利用天文光学干涉测量法测量恒星的直 径和双星分光片的测量。 1889年成为麻省伍斯 特的克拉克大学的物理学教授，在这里着手进 行计量学的一项宏伟计划。

电极
+q
-q
导电气体

B

电极
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4.磁聚焦
差磁不聚大焦的概带念电粒在子均, 匀它磁们场的中v某0 点与 AB发之射间一的束夹初角速相
不尽相同 , 但都较小, 这些粒子沿半径不同的螺旋 线运动, 因螺距近似相等, 都相交于屏上同一点, 此 现象称之为磁聚焦 .
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磁聚焦
v 与 B不垂直•源自1895年，他发表了长度收缩的准确公式，即
在运动方向上，长度收缩因子为（1－v2/c2）
1/2。1899年，他在发表的论文里，计论了惯性
系之间坐标和时间的变换问题，并得出电子与速
度有关的结论。
• 1904年，他发表了著名的变换公式（J．H． 庞加莱 首先称之为洛伦兹变换）和质量与速 度的关系式，并指出光速是物体相对于以太 运动 速 度的极限。
1904年，他发表了著名 的洛仑兹变换公式。随后 他又根据电子论，确立了 电子在磁场中所受的力即 “洛伦兹力”的概念。
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亨得里克·安顿.洛伦兹
•
（ Hendrik Antoon Lorentz)
洛仑兹是荷兰物理学家、数学家．1853年7月18日生
于阿纳姆，1928年2月4日卒于哈勒姆．洛伦兹在物理学上
• 1904年他发表了著名的洛伦兹变换公式和质量与速度的关 系式，并指出光速是物体相对于以太运动速度的极限．
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一.【洛仑兹生平简介】
亨德利克· 洛伦兹 ，H．A．(Hendrik Antoon Lorentz,1853～1928)， 荷兰 物理学家 、数学家、 教育家。1853年7月18日生于 阿纳姆 ，并在该地上小 学和中学，成绩优异，少年时就对物理学感兴趣，同时 还广泛地阅读历史和小说，并且熟练地掌握多门外语。 他虽然生长在 基督教 的环境里，但却是一个自由思想 家。

• 讨论：①v=0时，m = m0,即m0 是物体相对于它静止的参
• • • • •
考系测得的质量； ②v<<c时，m≈m0，即牛顿力学的情况； ③v~c时，m 随v 的变化明显，m 是m0 的几十、几百倍。 如当v=0.98c 时，m=5.03m0； ④v>c 时，m 为虚数，无实际意义。说明c 是一切物体运 动速度的极限； ⑤对光子，v = c,相对论质量公式要有意义， 必须m0=0,否则无意义，所以光子的静止质量为零（m0 =0)
若作用时间足够长， 物体的运动速度，可以超过真空中的光速。
这一结论，与伽利略的速度合成法则可能导致超光速的 结论一样，都没有任何实验依据。并且，被越来越多的实验事实 所否定。 经典力学在高速领域遇到了不可克服的困难。
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2.质速关系式
相对论认为，物体的质量 与物体的运动速度大小 有关，
质 速 关系式
当v<<c 时，m≈m0 为恒量，故认为牛顿定律是狭义相对论 动力学方程在 v<<c 时的一种特殊情况。
速到接近光速。 全长约三公里多的斯坦福直线加速器曾将电子加速到
0.999999999 问：此时电子的质量是其静止质量的几倍？ 7
真 空
由
0.9999999997 0.9999999994
6
3.质-速关系式的推导
设两全同小球，静止质量 A球静止于 S ，
S
mA 0 mB0 m0
B球静止于 S
S
A
v
S
B
完全非弹性碰撞
A
B
u
S系动量守恒：
mv m0 0 (m m0 )u
7
m m0 v u m
S 系动量守恒： m0 0 mv (m m0 )u

欢迎指导 for 2013
谢谢
今天是2013年11月24日星期日
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克劳修斯
Clausius
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一.【克劳修斯生平简介】
• 鲁道夫〃尤里乌斯〃艾曼努尔〃克劳修斯 （Rudolf Julius Enmanvel Clausius，18221888）德国物理学家，是气体动理论和热力学的 主要奠基人之一。1822年1月2日生于普鲁士的克 斯林（今波兰科沙林）的一个知识分子家庭。他 的母亲是一位女教师，家中有多个兄弟姐妹。他 中学毕业后，先考入了哈雷大学，后转入柏林大 学学习。为了抚养弟妹，在上学期间他不得不去 做家庭补习教师。1847年在哈雷大学主修数学和 物理学的哲学博士学位。1850年，克劳修斯被聘 为柏林大学副教授并兼任柏林帝国炮兵工程学校 的讲师。同年，他对热机过程，特别是卡诺循环 进行了精心的研究。得出了热力学第二定律的克 劳修斯陈述。它是热力学的重要理论基础。
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四. 【热力学第二定律的表述和熵】
1、热二的克劳修 斯 表述 ( 1850年 ) ： 不可能把热量 从低温物体传到高 温物体而不引起外 界的变化。
克劳修斯
或：热量不可能自 动地从低温物体传 向高温物体。
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理想气体的自由膨胀-动画演示
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2.克劳修斯熵(宏观熵)的引入(1854年)
dQ 根据热温比的积分 与可逆过程(路径) 1 T 无关,也可以引入一个状态函数---熵。
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• 在克劳修斯的晚年，他不恰当地把热力学第二定 律引用到整个宇宙，首先提出“热寂说”。热寂 说否定了物质不灭性在质上的意义。
• • • • • • •
克劳修斯于1888年逝世，终年 六十六岁。克劳修斯虽然在晚 年错误地提出了“热寂说”，但 在他的一生的大部分时间里， 在科学、教育上做了大量有益 克劳修斯 的工作。特别是他奠定了热力 学理论基础，他的大量学术论文和专著是人类宝 贵的财富，他在科学史上的功绩不容否定。他诚 挚、勤奋的精神同样值得后人学习。

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• 1832年他发表了〈不同来源的电的同一性〉论文， 用大量实验论证了“不管电的来源如何，它的本性 都相同”的结论，从而扫除了人们在电的本性问题 认识上的种种迷雾。 • 为了说明电的本质，法拉第进行了电流通过酸、碱、 盐的溶液的一系列实验，从而导致1833----1834年连 续发现电解第一和第二定律，为现代电化学工业奠 定了基础，第二定律还指明了存在基本电荷，电荷 具有最小单位，成为支持电的离散性质的重要结论， 对于导致基本电荷e的发现以及建立物质电结构的 理论具有重大意义。为了正确描述实验事实，法拉 第制定了迁移率、阴极、阳极、阴离子、阳离子、 电解、电解质等许多概念、术语。
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认会 的 年 的的 学 时 领会 徒 代 铁 袖员 ， 的 匠 。， 临 早 的 是死期儿 那时，子 时是作法 斯 物所过拉 托 理有装第 列 学科订， 托 家学工在 夫 公学人青
6
——
【法拉第生平简介】
1791年9月22日, 英国闻 名物理学家和化学家 — 迈 克尔.法拉第出生在(英格兰) 萨里郡的纽温敦。 生长在穷铁匠的家里, 法 拉第没有受过正式教育, 自 小便作供差遣的童仆, 在伦 敦一间装订店里打工. 1804年(13岁), 他升为学 徒, 并阅读每一本他所装订 的书籍和报刊. 他立志有朝 一日要自己写作出书.
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他面对很大考验, 因 所分配给他的工作, 竟 是看门人. 负责人起初 以为他会拒绝, 因这份 工作的薪水, 比他装订 书籍所赚的还少. 但法拉第看清此乃 亲近戴维的良机, 便欣 然接受此工. 不久, 戴 维看出法拉第的才华, 便请他当助手, 开始从 事研究的工作.
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1813年, 戴维带着法 拉第旅游欧洲, 参观欧 洲各地的主要科学成 就. 回国后, 法拉第先 是与戴维一同研究, 过 后独自研究, 结果在电 与磁的研究上有重大 的成就. 法拉第被选 1824年, 为伦敦皇家学会会员, 并 于1825年成为皇家学院 的实验室主任. 1833年, 他接续戴维成为皇家学 院的化学教授.

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麦克斯韦10岁进入爱丁堡中学， 14岁在中 学时期就发表了第一篇科学论文《论卵形曲线 的机械画法》，反映了他在几何和代数方面的 丰富知识。16岁进入爱丁堡大学学习物理，三 年后，他转学到剑桥大学三一学院。1854年毕 业并留校任教，两年后到苏格兰的马里沙耳学 院任自然哲学教授，1860年到伦敦国王学院任 教，1871年受聘筹建剑桥大学卡文迪什实验室 ，并任第一任主任。 在剑桥学习时，麦克斯韦打下了扎实的数 学基础，为他以后把数学分析和实验研究紧密 结合创造了条件。
今天是2013年10月30日星期三
大学物理【阅读材料】
---麦克斯韦简介
福州大学至诚学院
大学物理教研室 李培官
麦克斯韦简介
【阅读材料】
麦克斯韦简介
麦克斯韦（1831-1879） 英国物理学家 . 经典电磁理 论的奠基人 , 气体动理论创 始人之一 . 他提出了有旋场
(感生电场)和位移电流的概
念 , 建立了经典电磁理论 , 并预言了以光速传播的电磁 波的存在 .在气体动理论方 面 , 他还提出了气体分子按
麦克斯韦还在 气体运动理论、光学、热力学、 弹性理论等方面有重要贡献。
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【麦克斯韦生平简介】
麦克斯韦是19世纪伟大的 英国物理学家、数学家。 经典电动力学的创始人， 统计物理学的奠基人之一。
麦克斯韦1831年6月13 日出生于英国爱丁堡，他 的父亲是一位律师，但对 研究科学问题有强烈爱好 ，这对麦克斯韦的一生有 深刻影响。
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他精心研究了法拉第的《电学的实验研究》 ，以法拉第的力线概念为指导，透过这些似乎杂 乱无章的实验记录，运用场论的观点，以演绎法 建立了系统的电磁场理论。于1873年出版的《电 学和磁学论》一书。这是一部可以同牛顿的《自 然哲学的数学原理》、达尔文的《物种起源》和 赖尔的《地质学原理》相媲美的里程碑式的著作 。 在他的一生中共写了100多篇有价值的论文。 1879年11月3日，麦克斯韦因病在剑桥逝世， 年仅48岁。那一年正好爱因斯坦诞生。科学史上 这种巧合还有一次是在1642年，那一年伽里略去 世，牛顿诞生。

über die mechanische
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• 在克劳修斯的晚年，他不恰当地把热力学第二定 律引用到整个宇宙，首先提出“热寂说”。热寂说 否定了物质不灭性在质上的意义。
• 克劳修斯于1888年逝世，终年
• 六十六岁。克劳修斯虽然在晚
• 年错误地提出了“热寂说”，但
• 在他的一生的大部分时间里，
• 在科学、教育上做了大量有益 • 的工作。特别是他奠定了热力
•
1857年，克劳修斯研究气体动力学理论取得
成就，他提出了气体分子绕本身转动的假说。
6
• 这一年，他发表了《论我们称之为热能的动力类 型》一文，确定了实际气体与理想气体的区别。 同年，他还研究了电解质和电介质。他建立了固 体的电介质理论。同时他还提出了电解液分解的 假说。这一假说，后来经过阿仑尼乌斯的进一步 发展成为电解液理论。
7
• 在后来的著作中，克劳修斯推导出克拉佩龙—克 Nhomakorabea修斯方程。
•
克劳修斯在科学研究方面的主要贡献是建立
热力学基础；同时，他在分子运动论以及电解质
和固体电介质理论方面也都做出了重大的贡献。
鉴于他在物理学各领域中所做出的贡献和取得的
成就，1865年，他被选为法国科学院院士。
• 1867年，克劳修斯受聘于维尔茨
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• 同时，他还推导了克劳修斯方程，修正了原来的 范德瓦尔斯方程。
• 1854年，克劳修斯最先提出了熵的概念，进一步 发展了热力学理论。由于他引进了熵的概念，因 而使热力学第二定律公式化，使它的应用更为广 泛了。
• 1855年，克劳修斯被聘为苏黎世大学正教授，在 这所大学他任教长达十二年。这期间，他除了给 大学生讲课外，还积极地进行科学探索。

10
•
因此，惠更斯在 1690 年出版的《光论》一书中 正式提出了光的波动说， 建立了著名的惠更斯原理。 在此原理基础上，他推导 出了光的反射和折射定律， 圆满的解释了光速在光密 介质中减小的原因，同时 还解释了光进入冰洲石所 产生的双折射现象，认为 这是由于冰洲石分子微粒 为椭圆形所致。
11
•
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• 1645～1647年在莱顿大学学习法律与数学;1647～ 1649年转入布雷达学院深造。 在阿基米德等人著 作及笛卡儿等人直接影响下，致力于:力学、光学、 天文学及数学的研究。1651年发表了第一篇论文， 内容为求解曲线所围区 • 域的面积。他善于把科学实 • 践和理论研究结合起来，透 • 彻地解决问题，因此在摆钟 • 的 发明、天文仪器的设计、 • 弹性体碰撞和光的波动理论 • 等 方面都有突出成就。
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• 惠更斯处于富裕宽松的家庭和 社会条件中，没受过宗教迫害 的干扰，能比较自由地发挥自 己的才能．他善于把科学实践 与理论研究结合起来，透彻地 解决某些重要问题，形成了理 论与实验结合的工作方法与明 确的物理思想，他留给人们的 科学论文与著作68种。惠更斯 一生研究成果丰富，在多个领 域都有所建树，《惠更斯全集》 共有22卷。在碰撞、钟摆、离 心力和光的波动说、光学仪器 等多方面作出了贡献。
•
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【惠更斯的基本信息】
基本信息 中文名： 克里斯蒂安〃惠更斯 外文名： Christiaan Huygens • 国籍：荷兰 • 出生日期： 1629年04月14日 • 逝世日期： 1695年07月08日 • 职业： 荷兰物理学家，天文学家，数学家 • 主要成就： 建立向心力定律；提出动量守恒 原理；改进了计时器 • 代表作品： 《惠更斯全集》，《摆钟论》， 1960年《光论》

3. 部分偏振光

部分偏振光
部分偏振光的分解
部分偏振光可分解为两束振动方向相互垂直 的、不等幅的、不相干的线偏振光。
部分偏振光的表示法：
··
平行板面的光振动较强
·· ····
垂直板面的光振动较 强
§17-13 偏振光和自然光 1.自然光
E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：
I Ix Iy
· ··
自然光
1.自然光
线偏振光
2. 线偏振光
传播方向
E
振动 面
面对光的传播方向看
线偏振光
线偏振光可沿两个相互垂直的方向分解
y
Ey
cos Ey E sin
线偏振光的表示法：
···· · 光振动垂直板面
光振动平行板面
3. 部分偏振光

部分偏振光
部分偏振光的分解
部分偏振光可分解为两束振动方向相互垂直 的、不等幅的、不相干的线偏振光。
部分偏振光的表示法：
··
平行板面的光振动较强
·· ····
垂直板面的光振动较强

1999年3月16-21日，在美国亚特兰大市召 开的第23届国际纯粹物理和应同物理联合会 （IUPAP）代表大会通过关于物理学对社会的 重要性所作决议如下：
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（１）物理学是一项激动人心的智力探险活动， 鼓舞着年轻人，并扩展着关于大自然知识的疆界。
（２）物理学发展着未来技术进步所需的基本知识, 而技术进步将持续驱动着世界经济发动机的运转。
受激辐射理论
低温超导微观理论
激光器的产生
超导电子技术
量 子 围 栏
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电子计算机的诞生
•192526年 量子力学 •1928年 能带理论 •1962年 集成电路
•1926年 费米狄拉克统计 •1947年 晶体管
•70年代后期 大规模集成电路
5.几乎所有的重大新(高)技术领域的创立，事 先都在物理学中经过长期的酝酿。
•原子原子核运动 ——原子物理学
(Atomics Physics)
•其它微观粒子运动
5
二.《大学物理》课程的地位和作用
《大学物理》课程是工科类院校大学 阶段一门重要的基础课。它将向同学们介 绍一定范围、一定深度的系统的现代物理 学知识，同时对于培养学生的科学思想、 方法和态度并启发学生的创新意识和能力 将起到重要的作用。
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核能：原子弹
物理学的每一进展都带来生产 力的巨大发展。 现在人类正在向宇宙进发、探索宇宙的秘密。
结论： 物理学是一门与我们密切相关的实验科学！
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3.物理学及派生出来的分支、交叉学科始终 站在科学发展的最前沿。
等 离 子 体 物 理 学
粒 子 物 理 学
原 子 核 物 理 学
原 子 分 子 物 理 学
⑵19世纪90年代开始的第二次技术革命,主要标志是 电力的应用和无线电通讯的实现,它是经典麦克斯韦 电磁学的发展结果。

3 2 298 K kT 3 . 85 10 eV T 2 27 m 1 . 67 10 kg n
p 2 m 4 . 54 10 kg m s n
24 1
慢中子的德布罗意波长
(2)子弹的德布罗意波长 34 h h 6 . 63 10 35 4 . 4 10 (m) p mv 0 . 05 300
h 0.146 nm p
h h 电子的波长： p 2m0E
设加速电压为U （单位为伏特）
三.德布罗意波的实验验证
h h 1 .23 nm p 2m U 0eU
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（电子速度v << c）
U=100V 时， = 0.123nm 电子波波长与 X 射线波长相当。
德布罗意指出:用电子在晶体上的衍射实验，可以证明物质 波的存在。 戴维孙—革末看到电子的德布罗意波波长与 X 射线的波长 相近，因此想到可用与 X 射线衍射相同的方法验证。
后来，实验又验证了：质子、中子和原 子、分子等实物粒子都具有波动性，并都 满足德布罗意关系。
四.粒子波动性的应用
实物粒子波动性的一个重要应用就是电子显微镜 ，其分辨本领比普通光学仪器要高几千倍，如我国制 造的电子显微镜，其放大率高达８０万倍,其分辨本领 达 1.44Å,可分辨到单个原子的尺度，为研究分子结构 提供了有力武器。 德国的鲁斯卡（E.Ruska）等人研制成功第一台电 子显微镜。分辨率：～10 nm 根据微观粒子波动性发展起来的电子显微镜、电子 衍射技术和中子衍射技术已成为研究物质微观结构和 晶体结构分析的有力手段。
—— 玻尔轨道角动量量子化条件
二.解题举例
【 例1 】估算：m=5g，v=300m/s 的子弹的波长。 解： h

车厢加速度 a 。
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解： 选单摆的摆锤为研究对象 虚加惯性力
FI ma ( FI ma )
由动静法, 有
Fx 0 , mg sinq FI cosq 0
解得
a g tanq
q 角随着加速度 a 的变化而变化，当 a 不变时， q 角也 不变。只要测出q 角，就能知道列车的加速度 a 。
(3)分析受力情况，（既要分析真实的外力， 又要分析虚拟的惯性力），作出受力图 (4) 根据非惯性系中的牛顿第二运动定律列矢量方程
(5)建立坐标系，列分量方程 (6)求解，进行讨论
13
第四节
三.解题举例
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14
【例1】列车在水平轨道上行驶，车厢内悬挂一单摆，当车厢
向右作匀加速运动时，单摆左偏角度q ，相对于车厢静止。求
a0
a≠0时单摆和小球的状态
为什么不符合牛顿定律？
结论：牛顿定律在加速平动的参照系中不再成立。 加速平动的参照系是非惯性系。
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（结2论即F）：：式FSm代/参(入a照(（系m1a中a）00，))式质，mm点得aa受：的m合a（0外3力）FaF并合不a等ma于a0ma（（，12））
O
斜面方向以重力加速度“g cos ”
做竖直上抛运动
以出手高度为坐标原点建立坐标系Oy，以抛出红球
时为计时起点.对红球和绿球分别有
y1

v0t

1 2
gt 2
cos
y2

v0 (t

t0)
1 2
g(t

t0 )2
cos
两球相遇时 y1 y2 ，得相遇时间为
t遇＝
（
1 2

可以互相讨论下，但要小声点
2. 偏振片
涂有金鸡纳霜或碧硒（电 气石）等材料的簿膜
透明玻璃片
二、 偏振片起偏和检偏 马吕斯定律 1. 起偏与检偏: 起偏 ——从自然光获得偏振光 检偏 ——检查某束光是否是偏振光；
起偏振器 ——从自然光获得偏振光的装置； 检偏振器 ——检查某束光是否是偏振光的装置。
2. 偏振片 自然光
• • • I出 （ I0/2)cos2 tsin 2 t
I0
I0 / 2
(I0/8)(sin22t)
M
P
N
t=00、900、1800、2700 时，输出光强为零。
I 0 cos2 t
2Leabharlann t=450、1350、2250、3150 时，输出光强最大为I 0 / 8 。
I 0 c o s 2 t cos2(900 t) 2
大学物理 14-9 马吕斯定律
振动方向对于传播方向的不对称性称为偏振。
偏振是横波所特有的性质。
光的波动性
光的干涉、衍射 .
光波是横波
光的偏振 .
机 械
纵波 振动方 向相对传播方向
波
具有对称性；
穿
过
横波 振动方
狭 缝
向相对传播方向 不具有对称性.
振动方向对于传播方向的不对称性称为偏振。
偏振是横波所特有的性质。
1 3
M
N
例2. 使自然光通过两个偏振化方向成 600 角的偏振片，
透射光强为Ie。今在这两个偏振片之间在插入另一偏振片， 它的偏振化方向与前两个偏振片成 300 角，试求入射光强
和插入另一偏振片后的透射光强各为多少？
I 10
•• •
I10 / 2 30 0

为了进一步深造他到爱丁堡和剑桥继续学习后来又到德国哥廷根去1801年托马斯杨进行了著名的杨氏干涉实验为光的波动说的复兴奠定了基础
今天是2014年6月22日星期日
大学物理【阅读材料】
--托马斯.杨的简介
福州大学至诚学院
大学物理教研室 李培官
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托马斯· 杨（Thomas Young） (1773--1829)
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• 在十九岁时，他进入伦敦的圣巴塞罗缪医学院学医，21岁 时，即以他的第一篇关于眼睛的调节机理的医学论文成为 英国皇家学会会员。为了进一步深造，他到爱丁堡和剑桥 继续学习，后来又到德国哥廷根去 • 留学继续研究医学。在那里，他受 • 到一些德国自然哲学家的影响，开 • 始怀疑起光的微粒说。 • 1797年回到英国，进入剑桥的伊 • 曼纽尔学院继续攻读医学，1799 • 年杨在剑桥大学完成了学习。 • 那时，他的叔父已经去世，去世时 • 留给他一笔巨大遗产。 • 这笔巨大遗产使他在经济上完全 • 独立，帮助他度过了一生。
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二.托马斯.杨主要成就
托马斯· 杨 （Thomas Young）
(1773--1829)
英国物理学家、医生和考古学家， 光的波动说的奠基人之一 波动光学：杨氏双缝干涉实验 生理光学：三原色原理 材料力学：杨氏弹性模量 考古学 ：破译古埃及石碑上
的文字
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• 1.杨氏双缝实验 • 托马斯〃杨在物理学上作出的最大贡献是关 于光学，特别是光的波动性质的研究。1801年他 进行了著名的杨氏双缝实验，证明光以波动形式 存在，而不是牛顿所想象的光颗 • 粒（Corpuscles）。二十世纪初 • 物理学家将杨的双缝实验结果和 • 爱因斯坦的光量子假说结合起来， • 提出了光的波粒二象性，后来又 • 被德布罗意利用量子力学引申到 • 所有粒子上。

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【小故事】
• 1808 年，法国工程师、物理学家马吕斯发 现了反射光的偏振及平面偏振光通过晶体 后的光强变化规律。这一年夏天的一个傍 晚，他通过冰洲石晶体 观看被玻璃窗反射 的太阳像时惊奇地发现：当晶体在某位置 时，太阳的双像 之 • 一消失了。他试图用 • 光在大气中运行时发 • 生某种变形来解释这 • 一现象。
I0
P1
Hale Waihona Puke I1P2I2
P1 A1
E2 E1 cos
P2 A2
A2 A1 cos
马吕斯定律

I 2 I1 cos2
I2：检偏器射出光强
I1：入射检偏器光强
I0 自然光: I 1 2
4
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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？
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今天是2014年6月18日星期三
大学物理【阅读材料】
--马吕斯简介
福州大学至诚学院
大学物理教研室 李培官
【马吕斯简介】
• 马吕斯( Etienne Louis Malus) • ( 1775-1812 )，法国 物理学家及军事工程师。 出生于巴黎，1796年毕 业于巴黎工艺学院，曾 在工程兵部队中任职。 1808年起在巴黎工艺学 院工作。 • 1810年被选为巴黎科学 院院士，曾获得过伦敦 皇家学会奖章。
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【马吕斯的主要成就】
• 马吕斯从事光学方面的研究。 • 1808年发现反射时光的偏振，确定了 偏振光强度变化的规律（现称为马吕 斯定律）。 • 他研究了光在晶体中的双折射现象， 1811年，他与J.毕奥各自独立地发现 折射时光的偏振，提出了确定晶体光 轴的方法，研制成一系列偏振仪器。

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• 21岁时，他在费城创办 了北美第一个青年自学 团体“共读社”，组织 工人、技师、鞋匠、瓦 匠、诗人等每周星期五 来讨论哲学、科学、技 术、文艺问题。这个团 体后来发展为1743年创 立的美利坚哲学会。 1769年他被选为该会的 会长。25岁时他又在费 城创办了北美第一个公 共图书馆，以后发展为 北美公共图书馆。45岁 时，他又创办费城学院 （即后来的宾夕法尼亚 大学）。
今天是2013年11月30日星期六
大学物理
---富兰克林简介
福州大学至诚学院
大学物理教研室 李培官
【阅读材料】 富兰克林
[1706-1790]
在实验的基础上，
于1747年发现了电， 并命名为正电和负电。
富兰克林简介
enjamin Franlin,1706～1790）
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• 富兰克林和他的儿子威廉一道，带着上面装有一 个金属杆的风筝来到一个空旷地带。
• 富兰克林高举起风筝，他的儿子则拉着风筝线飞 跑。由于风大，风筝很快就被放上高空。刹那， 雷电交加，大雨倾盆。富兰克林和他的儿子一道 拉着风筝线，父子俩焦急的期待着，此时，刚好 一道闪电从风筝上掠过，富兰克林用手靠近风筝 上的铁丝，立即掠过一种恐怖的麻木感。他抑制 不住内心的激动，大声呼喊：“威廉，我被电击 了！”随后，他又将风筝线上的电引入莱顾瓶中。 回到家里以后，富兰克林用雷电进行了各种电学 实验，证明了天上的雷电与人工摩擦产生的电具 有完全相同的性质。富兰克林关于天上和人间的 电是同一种东西的假说，在他自己的这次实验中 得到了光辉的证实。
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•
风筝实验的成功使富兰克林在全世界科学 界的名声大振。英国皇家学会给他送来了金质奖 章，聘请他担任皇家学会的会员。他的科学著作 也被译成了多种语言。他的电学研究取得了初步 的胜利。 • 1753年，俄国著名电学家利赫曼为了验证富 兰克林的实验，不幸被雷电击死，这是做电实验 的第一个牺牲者。血的代价，使许多人对雷电试 验产生了戒心和恐惧。但富兰克林在死亡的威胁 面前没有退缩，经过多次试验，他制成了一根实 用的避雷针。 • 他把几米长的铁杆，用绝缘材料固定在屋顶， 杆上紧拴着一根粗导线，一直通到地里。当雷电 袭击房子的时候，它就沿着金属杆通过导线直达 大地，房屋建筑完好无损。1754年，避雷针开始 应用。