北交大物理学导论要点总结
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第七章量子物理
1、黑体辐射定律:所谓黑体是指入射的电磁波全部被吸收,既没有反射,也没有透射(当然黑体仍然要向外辐射)。当光吸收与辐射达到平衡时,黑体辐射谱是围绕某一确定频率附近的分布。其频率
和强度随温度增高而增高。
2、光电效应:在高于某特定频率的电磁波照射下,某些物质内部的电子会被光子激发出来而形成电流,即光生电。光电现象由德国物理学家赫兹于1887年发现,而正确的解释为爱因斯坦所提出。
3、光的波粒二象性:光既能像波一样向前传播,
有时又表现出粒子的特征。
4、物质波与德布罗意关系:物质波,又称德布罗意波,即函数为概率波,它指空间中某点某时刻可能出现的几率,其中概率的大小受波动规律的支配。
p =h / ,p 为电子的动量
第六章热学
1、物理学研究的尺度:
宇观(>1e8米)宏观(>1e-3米,且<1e8米)介观
(>1e-9米,且<1e-3米)微观(<1e-9米) 2、物理学的对象:0维,1维,2维,3维,分数维数:数学家豪斯道夫在1919年提出了连续空间的概念,也就是空间维数是可以连续变化的,它可以是整数也可以是分数,称为豪斯道夫维数,高自
由度体系。
3、科学研究的方法:理论、计算机模拟、实验
4、诺贝尔物理学奖的华人科学家:
李政道:1926年因发现弱作用中宇称不守恒杨振宁:1922年因发现弱作用中宇称不守恒高锟:1933年光纤朱棣文:1948年在劳伦斯·伯克利实验室因“发明了用激光冷却和俘获原子的方法”丁肇中:1936年发现J 粒子崔琦:1939年解释了电子量子
流体这一特殊现象
1、热力学的四个定律:第零定律:如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡(温度相同),则它们彼此也必定处于热平衡。第一定律(能量守恒定律):
不同
形式的能量在传递与转换过程中守恒第二定律:不可能从单一热源吸取热量使其变成有用功而不产生其他影响。
第三定律:绝对零度不可达到但可以
无限趋近。
2、熵及其微观解释:熵是系统混乱度的量度,任何实际可以进行的过程都是从总的有序性变为无序性,向混乱度增加的方向变化,向熵值增大方向
进行。
3、玻尔兹曼关系:S=k B logW 用以表示表示系
统无序性的大小
物态是一般物质在一定的温度和压强条件下所处的相对稳定的状态,通常是指固态、液态和气态。 4、相变:物质从一种相转变为另一种相的过程。 5、成核与生长:初级均相成核、初级非均相成核及二次成核。物质在一定温度、压力、浓度、介质、pH 等条件下由气相、液相、固相转化,形成特定
线度尺寸晶体的过程称为晶体生长。
第五章相对论
1、狭义相对论的效应:
尺度缩短
时间减缓
质量变大。
2、光速不变性原理:无论在何种惯性系(惯性参照系)中观察,光在真空中的传播速度都是一个常数,不随光源和观察者所在参考系的相对运动而改
变。
3、从力学角度来看为什么光速不可能超越:物体接近光速,由公式看质量无穷大,惯性无穷大,加
速度无限小,无法接近光速。
4、广义相对论效应:等效原理:惯性力场与引力场的动力学效应是局部不可分辨的;广义相对性原理:所有的物理定律在任何参考系中都取相同的形
式。
5、太阳系:行星水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星彗星:哈雷彗星(除此之外
有很多)
6、恒星的演化:因核聚变恒星核密度不断加大,
红巨星、白矮星。红巨星、中子星或黑洞。 7、钱德拉塞卡极限、奥本海默极限:M 为地球质量。恒星的演变是主序星内部核聚变到外部核聚变(膨胀)形成红巨星,恒星质量小于1.44M (钱德
拉塞卡极限)会演化为白矮星。恒星质量超过1.44M 且小于2M (奥本海默极限)会经过超新星爆发形成中子星,大于2M 会经过超新星爆发形成
黑洞。
白矮星:是一种低光度、高密度、高温度的恒星。它的颜色呈白色、体积比较矮小中子星:黑洞外密度最大的星体黑洞:宇宙空间内存在的一种密度无限大体积无限小的天体。黑洞的引力很大,使得视
界内的逃逸速度大于光速。银河系的结构:银核、
银盘、和中心的超大质量黑洞。
8、宇宙学:哈勃定律:河外星系的视向退行速度与距离成正比,即距离越远,视向速度越大。V=HD 大爆炸宇宙模型:宇宙是在过去有限的时间之前,由一个密度极大且温度极高的太初状态演变而来的,并经过不断的膨胀到达今天的状态。微波背景辐射:宇宙背景辐射是来自宇宙空间背景上的各向同性或者黑体形式和各向异性的微波辐射,也称为微波背景辐射,宇宙微波背景辐射产生于大爆炸后
的三十万年。 第四章光学
1、费马原理:从一点行进到另一点的所有可能的路径中,光走的是耗时最短的路径。几何光学:反
射定律:对称点。大气折射:
2、光的本质:波粒二相性。波动光学:内容包括
光的干涉、光的衍射、光的偏振等
光的波动性:相干光源的条件:(1)频率相同;(2)振动方向相同;(3)两振动的相位差保持不变。夫琅禾费衍射:把单色点光源放在透镜的焦点上,经过透镜后的单色平行光垂直照射衍射屏时,在屏后面不同距离上会观察到一些衍射现象,其中当屏远离到足够大的距离后,光斑中心出现一个较大的亮
斑(艾里斑:强度占总光强的84%;宽度:
∆θ~sinθ=1.22
),外围是一些较弱的明暗相间
的同心圆环。
3、光的干涉现象:波动独有的特征,杨氏双缝干涉实验中两列或几列光波在空间相遇时相互叠加,在某些区域始终加强,在另一些区域则始终削弱,形
成稳定的强弱分布的现象。
4、光学仪器的分辨本领:由于衍射的限制,光学仪器的分辨能力有一个极限。由瑞利判据,分辨本领与最小分辨角相关,光学仪器的物镜的直径D
越大,分辨本领越强。
5、瑞利判据:对于两个等光强的非相干物点,如果其中一个相斑的中心点恰好落在另一个相斑的