大学物理公式库
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第一章 质点运动学和牛顿运动定律平均速度 v =t△△r瞬时速度 v=lim 0△t →△t△r =dt dr1. 3速度v=dtds==→→lim lim△t 0△t △t△r 平均加速度a =△t△v瞬时加速度(加速度)a=lim 0△t →△t△v =dt dv瞬时加速度a=dt dv =22dtrd匀速直线运动质点坐标x=x 0+vt 变速运动速度 v=v 0+at变速运动质点坐标x=x 0+v 0t+21at 2 ;速度随坐标变化公式:v 2-v 02=2a(x-x 0)自由落体运动 竖直上抛运动⎪⎩⎪⎨⎧===gy v at y gtv 22122 ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=-=-=gy v v gt t v y gt v v 221202200 抛体运动速度分量⎩⎨⎧-==gt a v v av v y x sin cos 00抛体运动距离分量⎪⎩⎪⎨⎧-•=•=20021sin cos gt t a v y t a v x射程 X=g av 2sin 2射高Y=gav 22sin 20飞行时间y=xtga —ggx 2轨迹方程y=xtga —av gx 2202cos 2 向心加速度 a=Rv 2#圆周运动加速度等于切向加速度与法向加速度矢量和a=a t +a n加速度数值 a=22n t a a +法向加速度和匀速圆周运动的向心加速度相同a n =Rv 2切向加速度只改变速度的大小a t =dtdvωΦR dtd R dt ds v ===角速度 dtφωd =角加速度 22dt dtd d φωα== 角加速度a 与线加速度a n 、a t 间的关系a n =222)(ωωR R R R v == a t =αωR dtd R dt dv ==;牛顿第一定律:任何物体都保持静止或匀速直线运动状态,除非它受到作用力而被迫改变这种状态。
牛顿第二定律:物体受到外力作用时,所获得的加速度a 的大小与外力F 的大小成正比,与物体的质量m 成反比;加速度的方向与外力的方向相同。
第一章 质点运动学和牛顿运动定律1.1平均速度 v =t△△r1.2 瞬时速度 v=lim 0△t →△t △r =dt dr1. 3速度v=dtds==→→lim lim△t 0△t △t△r 1.6 平均加速度a =△t△v1.7瞬时加速度(加速度)a=lim 0△t →△t △v =dt dv1.8瞬时加速度a=dt dv =22dt rd1.11匀速直线运动质点坐标x=x 0+vt 1.12变速运动速度 v=v 0+at 1.13变速运动质点坐标x=x 0+v 0t+21at 21.14速度随坐标变化公式:v 2-v 02=2a(x-x 0) 1.15自由落体运动 1.16竖直上抛运动⎪⎩⎪⎨⎧===gy v at y gtv 22122 ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=-=-=gyv v gt t v y gt v v 221202200 1.17 抛体运动速度分量⎩⎨⎧-==gt a v v av v yx sin cos 001.18 抛体运动距离分量⎪⎩⎪⎨⎧-•=•=20021sin cos gt t a v y t a v x1.19射程 X=g av 2sin 21.20射高Y=gav 22sin 201.21飞行时间y=xtga —g gx 21.22轨迹方程y=xtga —av gx 2202cos 2 1.23向心加速度 a=Rv 21.24圆周运动加速度等于切向加速度与法向加速度矢量和a=a t +a n1.25 加速度数值 a=22n t a a +1.26 法向加速度和匀速圆周运动的向心加速度相同a n =Rv 21.27切向加速度只改变速度的大小a t =dtdv1.28 ωΦR dtd R dt ds v ===1.29角速度 dtφωd =1.30角加速度 22dt dtd d φωα== 1.31角加速度a 与线加速度a n 、a t 间的关系a n =222)(ωωR R R R v == a t =αωR dtd R dt dv ==牛顿第一定律:任何物体都保持静止或匀速直线运动状态,除非它受到作用力而被迫改变这种状态。
大学物理公式汇总目录1力学31.1运动学 (3)1.2牛顿运动定律 (3)1.3动量和冲量 (3)1.4力的合成与分解 (4)1.5摩擦力 (4)1.6重力 (4)1.7弹力 (4)2功和能52.1功 (5)2.2功率 (5)2.3动能 (5)2.4重力势能 (5)2.5弹性势能 (5)2.6机械能守恒定律 (5)3转动动力学63.1角速度和角加速度 (6)3.2转动惯量 (6)3.3转动动能 (6)3.4转动定律 (6)3.5角动量 (6)3.6角动量守恒定律 (6)4流体力学74.1流体静力学 (7)4.2流体动力学 (7)5热力学75.1理想气体状态方程 (7)5.2热力学第一定律 (7)5.3热力学第二定律 (7)5.4卡诺循环 (8)6电磁学86.1静电场 (8)6.2恒定电流 (8)6.3磁场 (8)6.4电磁感应 (9)7光学9 8现代物理基础98.1狭义相对论 (9)8.2量子力学 (10)9原子物理与核物理109.1原子模型 (10)9.2核反应 (10)1力学1.1运动学位移、速度和加速度v=dxdt(1.1)速度v是位移x对时间t的导数。
a=dvdt=d2xdt2(1.2)加速度a是速度v对时间t的导数,等于位移x的二阶导数。
1.2牛顿运动定律牛顿第一定律(惯性定律)如果没有外力作用,物体将保持静止或匀速直线运动状态。
牛顿第二定律ìF=mìa(1.3)物体的加速度ìa与作用力ìF成正比,与物体的质量m成反比,加速度的方向与作用力的方向相同。
牛顿第三定律ìF作用=−ìF反作用(1.4)作用力和反作用力大小相等,方向相反。
1.3动量和冲量动量ìp=mìv(1.5)动量ìp是物体的质量m与速度ìv的乘积。
冲量ìJ=∫ìF dt(1.6)冲量ìJ是力ìF对时间t的积分。
大学物理公式全集基本概念(定义和相关公式)位置矢量:r ,其在直角坐标系中:k z j y i x r++=;222z y x r ++=角位置:θ速度:dtr d V =平均速度:tr V ∆∆=速率:dtds V =(τV V =)角速度:dt d θω=角速度与速度的关系:V=rω加速度:dtV d a=或22dt r d a = 平均加速度:tV a ∆∆=角加速度:dtd ωβ=在自然坐标系中n a a an+=ττ其中dtdV a =τ(=rβ),rV na 2=(=r2 ω)1.力:F =ma(或F =dtp d ) 力矩:F r M⨯=(大小:M=rFcos θ方向:右手螺旋法则)2.动量:V m p=,角动量:V m r L ⨯=(大小:L=rmvcos θ方向:右手螺旋法则)3.冲量:⎰=dt F I(=FΔt);功:⎰⋅=r d F A(气体对外做功:A=∫PdV )4.动能:mV 2/25.势能:A 保= – ΔE p 不同相互作用力势能形式不同且零点选择不同其形式不同,在默认势能零点的情况下: 机械能:E=E K +E P6.热量:CRT M Q μ=其中:摩尔热容量C 与过程有关,等容热容量C v 与等压热容量C p 之间的关系为:C p = C v +R 7.压强:ωn tSISF P 32=∆==8.分子平均平动能:kT 23=ω;理想气体内能:RT s r t M E )2(2++=μ9.麦克斯韦速率分布函数:NdVdN V f =)((意义:在V 附近单位速度间隔内的分子数所占比率) 10.平均速率:πμRTNdNdV V Vf VV 80)(==⎰⎰∞方均根速率:μRTV22=;最可几速率:μRTpV 3=11.熵:S=Kln Ω(Ω为热力学几率,即:一种宏观态包含的微观态数)mg(重力) → mgh-kx (弹性力) → kx 2/2F= rrMm G ˆ2- (万有引力) →r Mm G - =E pr r Qq ˆ420πε(静电力) →r Qq 04πε12.电场强度:E =F /q 0 (对点电荷:rrq E ˆ420πε=) 13.电势:⎰∞⋅=aar d E U(对点电荷rq U04πε=);电势能:W a =qU a (A= –ΔW)14. 电容:C=Q/U ;电容器储能:W=CU 2/2;电场能量密度ωe =ε0E 2/2 15. 磁感应强度:大小,B=F max /qv(T);方向,小磁针指向(S →N )。
大学物理公式全集基本概念(定义和相关公式)位置矢量:r ,其在直角坐标系中:k z j y i x r++=;222z y x r ++=角位置:θ速度:dtr d V =平均速度:tr V ∆∆=速率:dtds V =(τV V =)角速度:dt d θω=角速度与速度的关系:V=rω加速度:dtV d a=或22dt r d a =平均加速度:tV a ∆∆=角加速度:dtd ωβ=在自然坐标系中n a a an+=ττ其中dtdV a =τ(=rβ),rV na 2=(=r2 ω)1.力:F =ma(或F =dtp d ) 力矩:F r M⨯=(大小:M=rFcos θ方向:右手螺旋法则)2.动量:V m p=,角动量:V m r L ⨯=(大小:L=rmvcos θ方向:右手螺旋法则)3.冲量:⎰=dt F I(=FΔt);功:⎰⋅=r d F A(气体对外做功:A=∫PdV )4.动能:mV 2/25.势能:A 保= – ΔE p 不同相互作用力势能形式不同且零点选择不同其形式不同,在默认势能零点的情况下:机械能:E=E K +E P6.热量:CRT M Q μ=其中:摩尔热容量C 与过程有关,等容热容量C v 与等压热容量C p 之间的关系为:C p = C v +R 7.压强:ωn tSISF P 32=∆==8.分子平均平动能:k T 23=ω;理想气体内能:RT s r t M E )2(2++=μ9.麦克斯韦速率分布函数:NdVdN V f =)((意义:在V 附近单位速度间隔内的分子数所占比率) 10.平均速率:πμRTNdNdV V Vf V V80)(==⎰⎰∞方均根速率:μRTV22=;最可几速率:μRTpV 3=11.熵:S=Kln Ω(Ω为热力学几率,即:一种宏观态包含的微观态数)mg(重力) → mgh-kx (弹性力) → kx 2/2F= r r Mm G ˆ2- (万有引力) →r Mm G - =E p r r Qq ˆ420πε(静电力) →r Qq 04πε12.电场强度:E =F /q 0 (对点电荷:rr q Eˆ420πε=) 13.电势:⎰∞⋅=aar d E U(对点电荷rq U04πε=);电势能:W a =qU a (A= –ΔW) 14. 电容:C=Q/U ;电容器储能:W=CU 2/2;电场能量密度ωe =ε0E 2/2 15. 磁感应强度:大小,B=F max /qv(T);方向,小磁针指向(S →N )。
大学物理公式总汇力学一.运动学 1.直角坐标系运动学方程:k t z j t y i t x t r r)()()()(++==速度:dtrd v =加速度:22dtrd dt v d a == 2. 自然坐标系运动学方程:)(t s s =速度:τdtds v =加速度:n v dt dv n a a a nρτττ2+=+=3. 圆周运动运动学方程:)(t θθ= 角速度:dtd θω=角加速度:22dt d dt d θωβ==线量与角量关系:r v⨯=ωωR v =,βτR a =,2ωR a n =4. 运动合成定理 牵相绝r r r+= 牵相绝v v v+= 牵相绝a a a+= 伽利略坐标变换 vt x x -=' y y ='z z =' t t =' 二.动力学1.动量守恒定律与机械能守恒定律动量:v m p=力:dt pd F =动量定理:p d dt F= ,⎰-=0p p dt F 动量守恒定律:0=外F , C p= 牛顿第一定律:0=F , C v= 牛顿第二定律:a m F=牛顿第三定律:F F '-=功:⎰⋅=r d F W功率:v F p⋅=动能:221mv E k =动能定理:0k k E E W -=势能:)0p p E E W --=(保内 ⎰⋅=)0(p E apa r d F E重力势能:mgh E p = 机械能:p k E E E +=功能原理:0E E W W -=+非保内外机械能守恒定律:0=+非保内外W W , C E = 2. 角动量守恒定律与刚体定轴转动角动量:p r L⨯=,ωI L =力矩:F r M⨯=角动量定理:L d dt M=,⎰-=0L L dt M角动量守恒定律:0=外M, C L =转动惯量:2i i r m I ∆∑=, dm r I ⎰=2平行轴定理:2mdI I C D +=薄板正交轴定理:y x z I I I += 转动定律:βI M = 功:θ⎰=Md W功率:ωM p = 转动功能:221ωI E k =动能定理:0k k E E W -= 重力势能:c p mgh E =功能原理:0E E W W -=+非保内外机械能守恒定律:0=+非保内外W W , C E =电学一.电场强度E1.场强叠加原理 点电荷系:i ii rr q E ˆ412∑=πε带电体:rrdqE Qˆ412πε⎰=(矢量积分 投影 标量积分) 2.高斯定理(要求电场是对称场)真空:∑⎰=⋅isqs d E 01ε电介质:⎰∑=⋅siqs d DE E D rεεε0==3.已有结论叠加无限长均匀带电直线:rE 02πελ=无限大均匀带电平面:02εσ=E无限长均匀带电圆柱面:0=E )(R r <rE 02πελ= )(R r >均匀带电球面:0=E )(R r <241rq E πε=)(R r >均匀带电球体:3041Rqr E πε=)(R r <2041rq E πε= )(R r >二.电势V1.电势叠加原理点电荷系:ii r q V ∑=41πε带电体:rdqV Q⎰=041πε2.场强积分⎰⋅=)0(v aa l d E V⎰⋅=-bab a l d E V V电势零点选取:电荷有限分布选无限远点为零电势点 电荷无限分布选有限远点为零电势点 三.两个定理 高斯定理:∑⎰=⋅iSqs d E 01ε 静电场是有源场环路定理:0=⋅⎰ll d E静电场是保守场四.库仑定律:rrq q F ˆ412210πε=力:E q F= 功:)(b a V V q W -= 导体静电平衡:s d E E s//,0int =C V C V s ==,i n t净电荷分布在导体外表面上 n Eεσ=电容:BA V V q C -=平行板电容器:dsdsC r εεε0==并联电容器组:∑=iCC 串联电容器组:∑=iCC11电场能量:dV w W Ve e ⎰=电能密度:ED DE w e 2122122===εε电容器电能:22212121CUQU CQW e ===磁学一.磁感应强度B1.电流产生(1).毕奥—萨伐尔定律:20ˆ4rr l Id B d ⨯=πμ 磁场叠加原理:2ˆ4rr l Id B ⨯=⎰πμ (矢量积分 投影 标量积分)(2).安培环路定理(要求磁场是对称场)真空:∑⎰=⋅i lI l d B 0μ磁介质:∑⎰=⋅ilIl d HH H B r μμμ0==(3).已有结论叠加载流长直导线:rIB πμ20=载流圆线圈轴线:2/32220)(2X R IRB +=μ圆心:RIB 200μ=弧心:Rl RIRIB πμπθμ2222000⋅=⋅='载流长直螺线管:真空:nI B 0μ=磁介质:nI B μ=载流螺绕环:真空:nI B 0μ= (R R R <<-12)磁介质:nI B μ= (R R R <<-12)2.运动电荷产生20ˆ4r rv dq B d ⨯= πμ 点电荷:2ˆ4r r v q B ⨯= πμ 带电体:20ˆ4rrv dq B ⨯=⎰πμE v B⨯=00εμ二.磁通量B Φ⎰⋅=ΦSBs d B均匀磁场:S B B⋅=Φ三.感应电动势i ε法拉第电磁感应定律:dtd Bi Φ-=ε (注意选取绕向)1.动生电动势:l d B v b aab⋅⨯=⎰)(ε 2.感生电动势:l d E lB i⋅=⎰εdtdB r E B 2-= )(R r <dtdBr RE B 22-= )(R r >3.自感电动势:dtdI L l -=εdtdI L IL l εψ-==,4.互感电动势:dtdI MdtdI M 212121,-=-=εεdtdI dtdI M I I M 212121212121,εεψψ-=-===四.两个定理磁场高斯定理:0=⋅⎰Ss d B磁场是无源场 安培环路定理:∑⎰=⋅i lI l d B 0μ磁场是非保守场五.磁场对电流作用电流元:安培定律B l Id F d⨯=载流导线:⎰⨯=B l Id F(矢量积分 投影 标量积分)载流线圈:B n Is B p M m⨯=⨯= 运动电荷:洛仑兹力B v q F m⨯=θππθc o s 2,2,s i n v qBm h qBm T qBmv R ===)(B v E q F⨯+=霍尔效应:nqR dIB R V V H H1,21==-功:B I W ∆Φ= 磁场能量:dV w W m Vm ⎰=磁能密度:BH HBw m 2121222===μμ自感磁能:221LI W m =六.麦克斯韦方程组 全电流定理:s d tDj I I I l d H cs d C T l⋅∂∂+=+==⋅⎰⎰)( 位移电流:s d tDdtd I sD d ⋅∂∂=Φ=⎰麦克斯韦方程组:⎰⎰==⋅sVdV q s d D ρ电荷产生电场s d t Bdtd l d E s l B⋅∂∂-=Φ-=⋅⎰⎰ 变化磁场产生变化电场⎰=⋅ss d B 0磁场是无源场s d tDj dtd I l d H s c Dl C⋅∂∂+=Φ+=⋅⎰⎰)( 变化电场产生变化磁场 描述介质性质方程组:E D r εε0= H B r μμ0=E jγ=相对论一.相对论基本原理相对性原理 光速不变原理 二.洛伦兹坐标变换 )(122vt x cvvt x x -=--='γy y ='z z =')(12222x cv t cvx cv t t -=--='γ爱因斯坦速度变换)0,(===z y x u u u u 21cvu v u u --='三.相对论运动学 1. 同时相对性同地同时具有绝对意义,异地同时具有相对意义 2. 时间膨胀效应0γττ= )(0ττ>3. 长度收缩效应 01l l -=γ)(0l l <四.相对论动力学1. 质速关系:0m m γ= )(0m m > 2. 相对论动量:v m v m p0γ== 3. 质能关系:2mcE =2)(c m E ∆=∆4. 相对论动能:2020c m mc E E E k -=-=5. 能量动量关系:20222E c p E +=。
大学物理公式大全大学物理公式大全(上)1. 运动学公式1.1 一维运动公式- 平均速度(v):v = Δx / Δt- 匀变速直线运动:v = v0 + at,x = v0t + (1/2)at^2,v^2 = v0^2 + 2aΔx- 重力加速度(g):g = 9.8 m/s^21.2 二维运动公式- 向心加速度(a):a = v^2 / r- 圆周运动速度(v):v = 2πr / T- 圆周运动周期(T):T = 2πr / v- 圆周运动角度(θ):θ = s / r2. 力学基本公式1.3 牛顿定律- 牛顿第一定律:物体静止或匀速直线运动时,合力 F = 0- 牛顿第二定律:物体的加速度与作用力成正比,反比于质量,F = ma- 牛顿第三定律:作用力与反作用力大小相等,方向相反,分别作用于两个物体1.4 摩擦力公式- 静摩擦力(fs):fs ≤μsN(µs为静摩擦因数,N为垂直于接触面的合力)- 动摩擦力(fd):fd = μdN(µd为动摩擦因数,N为垂直于接触面的合力)1.5 弹力公式- 弹簧定律:F = -kx(k为弹簧劲度系数,x为弹簧伸长量)3. 动量和能量1.6 动量公式- 动量(p):p = mv(m为质量,v为速度)- 冲击力(F):F = Δp/Δt1.7 动能公式- 动能(K):K = (1/2)mv^21.8 动能定理- 动能定理:W = ΔK = FΔx(W为外力所做的功,ΔK为动能变化量,F为力,Δx为力的位移)4. 旋转运动1.9 角度和弧度- 弧长(s)与半径(r)的关系:s = rθ(θ为角度)- 角度与弧度(rad)的转换关系:θ(rad) = θ(°) x (π/180)1.10 角速度公式- 角速度(ω):ω = ∆θ / ∆t1.11 角加速度公式- 角加速度(α):α = ∆ω / ∆t大学物理公式大全(下)5. 静电学1.12 库仑定律- 库仑定律(静电力):F = k |q1q2| / r^2(q1、q2为电荷,r为距离,k 为库仑常数)1.13 电场强度- 电场强度(E):E = F / q(F为电场力,q为测试电荷)1.14 电势能- 电势能(U):U = k |q1q2| / r(U为电势能,q1、q2为电荷,r为距离,k为库仑常数)6. 电磁感应1.15 法拉第电磁感应定律- 法拉第电磁感应定律:ε = -dΦ / dt(ε为感应电动势,Φ为磁通量,t 为时间变化率的负值)1.16 洛伦兹力公式- 洛伦兹力(F):F = q(v x B)(q为电荷,v为电荷的速度,B为磁场的磁感应强度)7. 光学1.17 折射公式- 折射定律:n1sinθ1 = n2sinθ2(n1、n2为介质的折射率,θ1、θ2为入射角和折射角)1.18 薄透镜公式- 薄透镜公式:1/f = 1/do + 1/di(f为透镜焦距,do为物距,di为像距)1.19 光的干涉- 杨氏双缝干涉:dsinθ = mλ(d为缝宽,θ为干涉角,m为干涉级次,λ为波长)8. 热学1.20 热传导公式- 热传导定律:Q = kA (∆T / L)(Q为传热量,k为导热系数,A为截面积,∆T为温差,L为长度)1.21 热膨胀公式- 线膨胀公式:∆L = αL∆T(∆L为长度变化,α为线膨胀系数,L为初始长度,∆T为温差)以上是大学物理的一些基本公式,希望对你的学习有所帮助。
第一章 质点运动学和牛顿运动定律1.1平均速度 v =t△△r1.2 瞬时速度 v=lim 0△t →△t △r =dt dr1. 3速度v=dtds==→→lim lim△t 0△t △t△r 1.6 平均加速度a =△t△v1.7瞬时加速度(加速度)a=lim 0△t →△t △v =dt dv1.8瞬时加速度a=dt dv =22dt rd1.11匀速直线运动质点坐标x=x 0+vt 1.12变速运动速度 v=v 0+at1.13变速运动质点坐标x=x 0+v 0t+21at 21.14速度随坐标变化公式:v 2-v 02=2a(x-x 0) 1.15自由落体运动 1.16竖直上抛运动 1.17 抛体运动速度分量⎩⎨⎧-==gta v v av v y x sin cos 001.18抛体运动距离分量⎪⎩⎪⎨⎧-∙=∙=20021sin cos gt t a v y t a v x1.19射程 X=g av 2sin 201.20射高Y=gav 22sin 201.21飞行时间y=xtga —ggx21.22轨迹方程y=xtga —av gx 2202cos 2 1.23向心加速度 a=Rv 21.24圆周运动加速度等于切向加速度与法向加速度矢量和a=a t +a n1.25 加速度数值 a=22nt a a + 1.26 法向加速度和匀速圆周运动的向心加速度相同a n =Rv 21.27切向加速度只改变速度的大小a t =dtdv1.28 ωΦR dtd R dt ds v===1.29角速度 dtφωd =1.30角加速度 22dt dtd d φωα== 1.31角加速度a 与线加速度a n 、a t 间的关系a n =222)(ωωR RR R v == a t =αωR dtd R dt dv == 牛顿第一定律:任何物体都保持静止或匀速直线运动状态,除非它受到作用力而被迫改变这种状态。
大学物理公式库力学、理论力学公式库 概念(定义和相关公式)1.位置矢量:r ,其在直角坐标系中:k z j y i x r ++=;222z y x r ++=角位置:θ2.速度:dtr d V=平均速度:tr V ∆∆=速率:dtds V =(τV V =)角速度:dt d θω=角速度与速度的关系:V=rω3.加速度:dtV d a=或22dt r d a =平均加速度:tV a ∆∆=角加速度:dtd ωβ=在自然坐标系中n a a a n+=ττ其中dtdV a =τ(=rβ),rV n a 2=(=r 2 ω)4.力:F =ma(或F =dtp d ) 力矩:F r M⨯=(大小:M=rFcos θ方向:右手螺旋法则)5.动量:V m p=,角动量:V m r L ⨯=(大小:L=rmvcos θ方向:右手螺旋法则)6.冲量:⎰=dt F I(=FΔt);功:⎰⋅=r d F A(气体对外做功:A=∫PdV )7.动能:mV 2/28.势能:A 保= – ΔE p 不同相互作用力势能形式不同且零点选择不同其形式不同,在默认势能零点的情况下:机械能:E=E K +E P定律和定理1.矢量叠加原理:任意一矢量A 可看成其独立的分量i A 的和。
即:A =Σi A(把式中A 换成r 、V 、a 、F、E 、B 就分别成了位置、速度、加速度、力、电场强度和磁感应强度的叠加原理)。
2.牛顿定律:F =ma(或F =dtp d );牛顿第三定律:F ′=F;万有引力定律:r rMm G F ˆ2-=mg(重力) → mgh-kx (弹性力) → kx 2/2F= r r Mm G ˆ2- (万有引力) →r Mm G - =E p r r Qq ˆ420πε(静电力) →r Qq 04πε3.动量定理:p I∆=→动量守恒:0=∆p 条件∑=0外F4.角动量定理:dtL d M=→角动量守恒:0=∆L 条件∑=0外M5.动能原理:k E A ∆=(比较势能定义式:p E A ∆-=保)6.功能原理:A 外+A 非保内=ΔE →机械能守恒:ΔE=0条件A 外+A 非保内=0热学、热力学公式库9.热量:CRT M Q μ=其中:摩尔热容量C 与过程有关,等容热容量C v 与等压热容量C p之间的关系为:C p = C v +R 10. 压强:ωn tSISF P 32=∆==11. 分子平均平动能:kT 23=ω;理想气体内能:RT s r t M E )2(2++=μ12. 麦克斯韦速率分布函数:NdVdN V f =)((意义:在V 附近单位速度间隔内的分子数所占比率) 13. 平均速率:πμRTN dN dV V Vf VV80)(==⎰⎰∞方均根速率:μRTV22=;最可几速率:μRTpV 3=14. 熵:S=Kln Ω(Ω为热力学几率,即:一种宏观态包含的微观态数) 7.理想气体状态方程:RT M PV μ=或P=nkT (n=N/V ,k=R/N 0)8.能量均分原理:在平衡态下,物质分子的每个自由度都具有相同的平均动能,其大小都为kT/2。
9.热力学第一定律:ΔE=Q+A10.热力学第二定律:孤立系统:ΔS>0 (熵增加原理)电磁学、电动力学公式库15. 电场强度:E =F /q 0 (对点电荷:rr q E ˆ420πε=) 16. 电势:⎰∞⋅=aar d E U(对点电荷rq U04πε=);电势能:W a =qU a (A= –ΔW)17. 电容:C=Q/U ;电容器储能:W=CU 2/2;电场能量密度ωe =ε0E 2/2 18. 磁感应强度:大小,B=F max /qv(T);方向,小磁针指向(S →N )。
11.库仑定律:rrQq k F ˆ2= (k=1/4πε0) 12.高斯定理:⎰⎰=⋅0εq S d E (静电场是有源场)→无穷大平板:E=ζ/2ε011. 环路定理:⎰=⋅0l d E(静电场无旋,因此是保守场)12. 毕奥—沙伐尔定律:24ˆr r l Id B d πμ⨯=直长载流导线:)cos (cos 4210θθπμ-=r I B无限长载流导线:rI B πμ20=载流圆圈:R I B 20μ= ,圆弧:πθμ220R I B = 1.定义:①E 和B :F =q(E +V ×B)洛仑兹公式②电势:⎰∞⋅=rr d E U电势差:⎰-+⋅=l d E U电动势:⎰+-⋅=l d K ε(qF K 非静电=)③电通量:⎰⎰⋅=S d E eφ磁通量:⎰⎰⋅=S d B Bφ磁通链:ΦB =N φB 单位:韦伯(Wb ) 磁矩:m =I S =IS n ˆ④电偶极矩:p =q l⑤电容:C=q/U 单位:法拉(F )*自感:L=Ψ/I单位:亨利(H ) *互感:M=Ψ21/I 1=Ψ12/I 2 单位:亨利(H ) ⑥电流:I =dtdq ; *位移电流:I D =ε0dtd e φ 单位:安培(A )⑦*能流密度: B E S⨯=μ12.实验定律E =F/q 0 单位:N/C =V/mB=F max /qv ;方向,小磁针指向(S →N );单位:特斯拉(T )=104高斯(G )Θ⊕-q l①库仑定律:0204r rQq F πε=②毕奥—沙伐尔定律:204ˆr r l Id B d πμ⨯= ③安培定律:d F =I l d ×B④电磁感应定律:ε感= –dtd Bφ 动生电动势:⎰+-⋅⨯=l d B V)(ε感生电动势:⎰-+⋅=l d E iε(E i 为感生电场)*⑤欧姆定律:U=IR (E =ρj)其中ρ为电导率3.*定理(麦克斯韦方程组) 电场的高斯定理:⎰⎰=⋅0εq S d E ⎰⎰=⋅0εq S d E 静(E静是有源场)⎰⎰=⋅0S d E感 (E 感是无源场) 磁场的高斯定理:⎰⎰=⋅0S d B⎰⎰=⋅0S d B(B 稳是无源场)⎰⎰=⋅0S d B(B 感是无源场)电场的环路定理:⎰-=⋅dtd l d E B φ⎰=⋅0l d E静(静电场无旋) ⎰-=⋅dtd l d E Bφ 感(感生电场有旋;变化的磁场产生感生电场)安培环路定理:d I I l d B 00μμ+=⋅⎰⎰=⋅I l d B 0μ稳(稳恒磁场有旋) dtd l d Be φεμ00⎰=⋅ 感(变化的电场产生感生磁场)4.常用公式①无限长载流导线:r I B πμ20= 螺线管:B=nμ0I②带电粒子在匀强磁场中:半径qBm V R =周期qBm T π2=磁矩在匀强磁场中:受力F=0;受力矩B m M⨯=③电容器储能:W c =21CU 2 *电场能量密度:ωe =21ε0E 2 电磁场能量密度:ω=21ε0E 2+021μB 2*电感储能:W L =1LI 2 *磁场能量密度:ωB =021μB 2电磁场能流密度:S=ωV ④ *电磁波:C=001εμ=3.0×108m/s 在介质中V=C/n,频率f=ν=021εμπ几何光学、波动学公式库1.定义和概念简谐波方程: x 处t 时刻相位 振幅简谐振动方程:ξ=Acos(ωt+φ) 波形方程:ξ=Acos(2πx/λ+φ′)相位Φ——决定振动状态的量振幅A ——振动量最大值 决定于初态 x0=Acos φ 初相φ——x=0处t=0时相位 (x 0,V 0) V 0= –A ωsin φ 频率ν——每秒振动的次数圆频率ω=2πν 决定于波源如: 弹簧振子ω=m k /周期T ——振动一次的时间 单摆ω=l g /波速V ——波的相位传播速度或能量传播速度。
决定于介质如: 绳V=μ/T 光速V=C/n 空气V=ρ/B波的干涉:同振动方向、同频率、相位差恒定的波的叠加。
光程:L=nx(即光走过的几何路程与介质的折射率的乘积。
相位突变:波从波疏媒质进入波密媒质时有相位π的突变(折合光程为λ/2)。
拍:频率相近的两个振动的合成振动。
驻波:两列完全相同仅方向相反的波的合成波。
多普勒效应:因波源与观察者相对运动产生的频率改变的现象。
衍射:光偏离直线传播的现象。
自然光:一般光源发出的光偏振光(亦称线偏振光或称平面偏振光):只有一个方向振动成份的光。
部分偏振光:各振动方向概率不等的光。
可看成相互垂直两振幅不同的光的合成。
2.方法、定律和定理 ①旋转矢量法: 如图,任意一个简谐振动ξ=Acos(ωt+φ)可看成初始角位置为φ以ω逆时针旋转的矢量A在x方向的投影。
相干光合成振幅: A=φ∆++cos 2212221A A A A其中:Δφ=φ1-φ2–λπ2(r 2–r 1)当Δ当φ1-φ2=0时,光程差δ=(r 2–r 1)②惠更斯原理:波面子波的包络面为新波前。
(用来判断波的传播方向) ③菲涅尔原理:波面子波相干叠加确定其后任一点的振动。
④*马吕斯定律:I 2=I 1cos 2θ ⑤*布儒斯特定律:当入射光以I p 入射角入射时则反射光为垂直入射面振动的完全偏振光。
I p 称布儒斯特角,其满足:tg i p = n 2/n 13. 公式振动能量:E k =mV 2/2=E k(t) E= E k +E p =kA 2/2E p =kx 2/2= (t) *波动能量:2221A ρωω=I=VA V 2221ρωω=∝A 2*驻波:波节间距d=λ/2 基波波长λ0=2L基频:ν0=V/λ0=V/2L; 谐频:ν=nν0*多普勒效应:机械波ννsR V V V V -+='(V R ——观察者速度;V s ——波源速度) 对光波ννrr V C V C +-='其中V r 指光源与观察者相对速度。
杨氏双缝: dsin θ=kλ(明纹) θ≈sin θ≈y/D 条纹间距Δy=D/λd单缝衍射(夫琅禾费衍射):asin θ=kλ(暗纹)θ≈sin θ≈y/f瑞利判据:θmin =1/R =1.22λ/D (最小分辨角) 光栅: dsin θ=kλ(明纹即主极大满足条件) tg θ=y/f d=1/n=L/N (光栅常数) 薄膜干涉:(垂直入射)δ反=2n2t+δ0 δ0= 0中 λ/2 极 增反:δ反=(2k+1)λ/2 增透:δ反=k λ现代物理公式库(原子原子核、量子力学、相对论)(一)原子物理学公式库(二)量子力学1.普朗克提出能量量子化:ε=hν(最小一份能量值) 2.爱因斯坦提出光子假说:光束是光子流。
光电效应方程:hν=21mv2+A 其中: 逸出功A=hν0(ν0红限频率) 最大初动能21mv2=eUa (Ua 遏止电压)3.德布罗意提出物质波理论:实物粒子也具有波动性。
则实物粒子具有波粒二象性:ε=hν=mc 2 对比光的二象性: ε=hν=mc 2 p=h/λ=mv p=h/λ=m c 注:对实物粒子:2210c V m m -=>0且ν≠c/λ亦ν≠V/λ;而对光子:m 0=0且ν=C/λ4.海森伯不确定关系: ΔxΔpx ≥h/4π ΔtΔE ≥h/4π 波函数意义:202ψψ==粒子在t时刻r处几率密度。