大学物理 近代物理总结
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必修一
页脚内容
近代物理知识总结
一、黑体辐射(了解)与能量子
1.一切物体都在辐射电磁波,这种辐射与物体的温度有关,叫热辐射。
2.黑体:某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射,这种物体叫黑体。
3.黑体辐射的实验规律
①一般材料的物体,辐射的电磁波除与温度有关外,还与材料的种类及表面状况有关.
②黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关.
a.随着温度的升高,各种波长的辐射强度都增加.
b.随着温度的升高,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动.
4.★★★ 普朗克能量子:带电微粒辐射或者吸收能量时,只能辐射或吸收某个最小能量值的整数倍.即能量的辐射或者吸收只能是一份一份的.这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子.能量子的大小:ε=hν,其中ν是电磁波的频率,h称为普朗克常量.
爱因斯坦光子说:空间传播的光本身就是一份一份的,每一份能量子
叫做一个光子.光子的能量为ε=hν。
二、光电效应规律
(1)每种金属都有一个极限频率.
(2) 光电流的强度与入射光的强度成正比.
(3)光照射到金属表面时,光电子的发射几乎是瞬时的.
(4) 光子的最大初动能与入射光的强度无关,随入射光的频率增大而增大.
理解:(1)光照强度(单色光) 光子数 光电子数 饱和光电流
(2)光子频率ν 光子能量 ε=hν
爱因斯坦光电效应方程(密立根验证) Ek=hν-W0
遏制电压 Uce=Ek
三、光的波粒二象性与物质波
1.光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性.光电效应(光子有能量)康普顿效应(光子有动量和能量)说明光具有粒子性. hW00必修一
页脚内容 光的本性:光既具有波动性,又具有粒子性,称为光的波粒二象性.
2.光波是概率波.大量的、频率低的粒子波动性明显(注意有粒子性,只是不明显)
专题一 光谱专题
1、 氢原子和钠原子光谱实验观察的线系
氢原子光谱观察的线系是 巴尔末线系
钠原子光谱观察的线系是 主线系(见课本P9)
2、 光电倍增管的工作原理
光谱仪当光照射到光阴极时,光阴极向真空中激发出光电子。这些光电子按聚焦极电场进入倍增系统,并通过进一步的二次发射得到的倍增放大。然后把放大后的电子用阳极收集作为信号输出。因为采用了二次发射倍增系统,所以光电倍增管在探测紫外、可见和近红外区的辐射能量的光电探测器中,具有极高的灵敏度和极低的噪声。另外,光电倍增管还具有响应快速、成本低、阴极面积大等优点。
3、 光谱仪的构成及工作原理
光谱仪的构成:光学系统 电子系统 软件系统 (其工作原理见书P6)
4、 什么是量子缺?如何测量?
由于原子实的极化与贯穿,主量子数n相同、轨道量子数l不同的轨道,其能量并不相同,电子能量与n/l都有关系,暂不考虑电子自旋与轨道运动的相互作用引起的能级分裂。以有效量子数代替主量子数.主量子数与有效量子数只差称为量子缺.
通过光谱仪测出相邻谱线的波长,算出两谱线的波数差,再代入课本(2-7)公式,再通过查里德伯表找出m,a值,即可算出量子缺,相邻两谱线可绝定一个量子缺,对不同测量数据取平均值,即为所求的量子缺。
5、 狭缝宽度和高压对测量结果的影响
高压作用是提高光电倍增管的放大系数,使其对光信号更为敏感,对谱线宽度和分辨率影响可以忽略,而入射狭缝和出射狭缝的宽度与谱线宽度成正比,与光谱仪的分辨率成反比,因此缝宽不能加得太大以免降低谱线的分辨率,也不能太小,以免谱线强度太弱。
6、 氘原子和钠原子光谱实验中,所用到的光源、分光元件、光强探测仪分别是什么?
氘灯 平面衍射光栅 光电倍增管 (PMT)
钠灯 平面闪耀光栅 光电倍增管 (PMT)、光电探测器
专题二 真空专题
实验一 基础部分
1、掌握粗真空、低真空、高真空区域的划分。
答:粗真空:100000Pa—1300Pa 760托~10托
大学物理上公式总结
法a n =222
)(ωωR R R R v == 切a t =
αωR dt d R dt dv == I=?2
1t t Fdt =?21)(v v mv d =mv 2-mv 1 平均冲力F =12t t I -
mvd d p L =?= 非圆周运动,d 为参考点o 到p 点的垂直距离
φsin Fr Fd M == F 对参考点的力矩 F r M ?= 力矩
dt
dL M = 作用在质点上的合外力矩等于质点角动量的时间变化率
==常矢量L dt dL 0如果对于某一固定参考点,质点(系)所受的外力矩的矢量和为零, 则此质点对于该参考点的角动量保持不变。质点系的角动量守恒定律
αJ M = (刚体的合外力矩)刚体在外力矩M 的作用下所获得的角加速度a 与外合力矩的大小成正比, 并于转动惯量J 成反比 刚体的定轴转动定律。
ωJ L = 角动量
dt
dL J M ==α 物体所受对某给定轴的合外力矩等于物体对该轴的角动量的变化量 0000ωωJ J L L dL Mdt L
L t t -=-==?? 0k k E E W W W -=++非内保内外保守内力和不保守内力
p p p E E E W ?-=-=0保内系统中的保守内力的功等于系统势能的减少量 狭义相对论长度2')(1c v l l -= 时间
2
'
)(1c v t t -?=? 速度2''1c
vu v u u x x x ++= 洛伦兹变换
20)(1c v m m -= 202c m mc E k -= 2
mc E = 420222c m p c E += p=E/c
热量:CRT M Q μ= C p = C v +R C v=2i
等压容 Q=μC ?T 等温Q=μRTln V 2V 1 绝热p V γ=常量 T V
γ?1=常量 p γ?1T ?γ=常量
压强:ωn tS
I S F P 32=?== 分子平均平动能:2^2
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大学物理课程总结
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大学物理课程总结
在大二上学期,我们学习了大学物理这门课程,物理学是一切自然科学的基础,处于诸多自然科学学科的核心地位,物理学研究的粒子和原子构成了蛋白质、基因、器官、生物体,构成了一切天然的和人造的物质以及广袤的陆地、海洋、大气,甚至整个宇宙,因此,物理学是化学、生物、材料科学、地球物理和天体物理等学科的基础。今天,物理学和这些学科之间的边缘领域中又形成了一系列分支学科和交叉学科,如粒子物理、核物理、凝聚态物理、原子分子物理、电子物理、生物物理等等。这些学科都取得了引人瞩目的成就。
在该学期的学习中,我们主要学习了以下几个章节的内容:
第4章机械振动第5章机械波第6章气体动理论基础第7章热力学基础第12章光的干涉第13章光的衍射第14章光的偏振
在对以上几个章节进行学习了之后,我们大致了解了有关振动、热力学、光学几个方面的知识。下面,我对以上几个章节的内容进行详细的介绍。
第四章主要介绍了机械振动,例如:任何一个具有质量和弹性的系统在其运动状态发生突变时都会发生振动。任何一个物理量在某一量值附近随时间做周期性变化都可以叫做振动。本章主要讨论简谐振动和振动的合成,并简要介绍阻尼振动、受迫振动和共振现象以及非线性振动。
在第五章机械波的学习中,我们知道了什么是“波”。如果在空间某处发生的振动,以有限的速度向四周传播,则这种传播着的振动称为波。机械振动在连续 2 / 11
介质内的传播叫做机械波;电磁振动在真空或介质中的传播叫做电磁波;近代物理指出,微观粒子以至任何物体都具有波动性,这种波叫做物质波。不同性质的波动虽然机制各不相同,但它们在空间的传播规律却具有共性。本章一机械波为例,讨论了波动运动规律。
从第六章开始,我们开始学习气体动理论和热力学篇,其中,气体动理论是统计物理最简单、最基本的内容。本章介绍热学中的系统、平衡态、温度等概念,从物质的微观结构出发,阐明平衡状态下的宏观参量压强和温度的微观本质,并导出理想气体的内能公式,最后讨论理想气体分子在平衡状态下的几个统计规律。