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总复习总复习1、力学力学 2、热学热学 3、振动和波动振动和波动4、光学光学 第1页 （1 1）惯性系与非惯性系惯性系与非惯性系惯性力：惯性力：（2 2）力矩：力矩：动量矩：动量矩：（3 3）质心：质心：质心运动定理：质心运动定理：（4 4）保守力：保守力：势能定理：势能定理：保守力与势能梯度：保守力与势能梯度：（5 5）刚体平面运动刚体平面运动=随质心平动随质心平动 +绕质心轴转动绕质心轴转动（6 6）空间平移空间平移动量守恒动量守恒空间转动空间转动角动量守恒角动量守恒时间平移时间平移能量守恒能量守恒第2页第3页 质点系平动质点系平动刚体定轴转动刚体定轴转动动能定理动能定理转动能定理转动能定理功效原理功效原理功效原理功效原理机械能守恒定律机械能守恒定律机械能守恒定律机械能守恒定律力对空间累积力对空间累积 =动能增量动能增量力矩对空间累积力矩对空间累积 =转动能增量转动能增量第4页 热学热学第5页若一个分子有若一个分子有 i 个自由度，则它平均总动能为：个自由度，则它平均总动能为：M kg理想气体内能：理想气体内能：1mol理想气体内能：理想气体内能：第6页（1 1）分布函数）分布函数单位速率间隔内概率单位速率间隔内概率概率密度：概率密度：（2 2）分布曲线：分布曲线：分子速率在分子速率在 vv+dv 间隔内间隔内概率：概率：分子速率在分子速率在v1v2 间隔内间隔内概率：概率：（3 3）归一化条件：归一化条件：麦克斯韦速率分布律麦克斯韦速率分布律第7页 特征速率特征速率:第8页分子平均碰撞频率和平均自由程分子平均碰撞频率和平均自由程第9页热力学第一定律热力学第一定律 （能量守恒能量守恒）第10页第11页 绝热过程绝热过程1 1、特征：特征：2 2、过程方程：过程方程：3 3、功：功：第12页多方过程多方过程第13页热机效率与制冷系数热机效率与制冷系数(1)(1)热机效率热机效率(2)(2)制冷系数制冷系数第14页第15页 1 1、克劳修斯表述：、克劳修斯表述：热量不能自动地从低温物体传向高温物体。热量不能自动地从低温物体传向高温物体。2 2、开尔文表述：、开尔文表述：不可能制成一个循环动作热机，只从单一热源吸收不可能制成一个循环动作热机，只从单一热源吸收热量，使之完全变成有用功，而周围其它物体不发生任热量，使之完全变成有用功，而周围其它物体不发生任何改变。何改变。即即 第二类永动机（单源热机）不可实现第二类永动机（单源热机）不可实现 热力学第二定律热力学第二定律第16页熵熵 与与 熵增加原理熵增加原理熵增加原理熵增加原理 孤立系统内部所发生过程总是朝着熵孤立系统内部所发生过程总是朝着熵增加方向进行。增加方向进行。熵是态函数熵是态函数熵微观意义熵微观意义 系统内分子热运动无序性一个量度。系统内分子热运动无序性一个量度。第17页(2)(3)(1)1、简谐振动简谐振动振动与波振动与波第18页012-1-2 例例11一谐振位移时间曲线如图所一谐振位移时间曲线如图所表示表示,试写出其运动方程试写出其运动方程.解解:设运动方程为设运动方程为由旋转矢量图：（注意由旋转矢量图：（注意x轴方向）轴方向）由图知由图知:2、旋转矢量法旋转矢量法 第19页3 3、谐振动合成、谐振动合成重点重点同振动方向同振动方向,同频率谐振动合成同频率谐振动合成第20页4、波动波动第21页5、行波能量特点行波能量特点:动能、势能相位、大小均相同。动能、势能相位、大小均相同。(注意与振动能量相区分注意与振动能量相区分)动能、势能动能、势能 同时到达最大值、最小值。同时到达最大值、最小值。形变最大，振动形变最大，振动速度最大速度最大形变最小形变最小 0，振动速度最小振动速度最小 0第22页 6 6、相干条件：相干条件：（2 2）同同振动方向振动方向（3 3）同相位同相位 或或 相位差恒定相位差恒定（1 1）同频率同频率相长干涉：相长干涉：相消干涉：相消干涉：重点重点第23页 相干条件为：相干条件为：相长干涉相长干涉相消干涉相消干涉 重点重点为波程差第24页7 7、半波损失：半波损失：入射波在反射时发生反相现象入射波在反射时发生反相现象称为称为半波损失半波损失。注意：注意：有半波损失情况：有半波损失情况：（1）固定端点反射时；）固定端点反射时；（2）疏）疏 密密第25页例题例题 一列沿一列沿 x 轴方向传输入射波波函数为轴方向传输入射波波函数为求求:(1)反射波波函数反射波波函数.(2)合成波波函数合成波波函数 (3)波腹波腹,波节位置坐标波节位置坐标.,在在x=0处反射处反射,反射点为一节点反射点为一节点8、驻波驻波第26页(2)依据波叠加原理依据波叠加原理,合成波波函数为合成波波函数为:第27页(3)形成波腹各点形成波腹各点,振幅最大振幅最大,即即:亦即亦即:故波腹点坐标为故波腹点坐标为:形成波节各点形成波节各点,振幅最小振幅最小,即即:即即:因在因在 x=0 点反射，所以点反射，所以 x 只取负值及零：只取负值及零：第28页9 9、能量密度：、能量密度：1111、平均能流密度、平均能流密度（波强度）：波强度）：能流密度是单位时间内经过垂直于波速方向能流密度是单位时间内经过垂直于波速方向单位截面平均能量。单位截面平均能量。1010、平均能量密度平均能量密度第29页12、多普勒效应多普勒效应第30页 相位差与光程差关系：相位差与光程差关系：光学光学第31页1、杨氏双缝干涉、杨氏双缝干涉惠更斯原理惠更斯原理第32页k=0,x=0 为为中央明纹中央明纹（零级）中心位置（零级）中心位置零级暗纹有两条，分别位于中央明纹两侧。零级暗纹有两条，分别位于中央明纹两侧。明暗纹位置明暗纹位置第33页(3)相邻明相邻明(暗暗)纹间距：纹间距：(4)普通情况：普通情况：第34页2 23 31 12、薄膜干涉（等倾）薄膜干涉（等倾）（1）明暗纹条件：明暗纹条件：（2）增反与增透：增反与增透：第35页这时反射线这时反射线 2 比比 1 有半波损失，有半波损失，反射线反射线 3 比比 1 无半波损失，无半波损失，于是于是 2 比比 3 有半波损失。有半波损失。注意：注意：（1）增反膜与增透膜是相对而言，是相对一些特定）增反膜与增透膜是相对而言，是相对一些特定而言。而言。对某对某1 增反，而可能同时对某增反，而可能同时对某2 增透。增透。（2）光程差）光程差要视详细要视详细 n1、n2、n3 情况情况 而计算出。而计算出。例例 1：（如图）：（如图）当当 n1 n2 n3 时，时，=2n2 e；例例 2：（如图）：（如图）当当 n1 n3 1 媒质时：媒质时：当当 逐步变大时，条纹由疏变密，向棱边移动。逐步变大时，条纹由疏变密，向棱边移动。当当 逐步变小时，条纹由密变疏，远离棱边移动，扩展。逐步变小时，条纹由密变疏，远离棱边移动，扩展。第38页光程差和明暗条纹条件：光程差和明暗条纹条件：中央（中央（e=0）为零级暗纹（为零级暗纹（k=0,r=0）牛顿环半径牛顿环半径4、牛顿环（、牛顿环（等效于一圈劈尖等效于一圈劈尖）第39页5 5、单缝夫琅禾费衍射、单缝夫琅禾费衍射 明暗纹条件：明暗纹条件：中央为零级明纹中央为零级明纹第40页 各级各级条纹（中心）位置：条纹（中心）位置：第41页 中央明纹及各次级明纹宽度中央明纹及各次级明纹宽度6、圆孔衍射、圆孔衍射 第42页 光栅方程光栅方程 能观察到主极大最大级数能观察到主极大最大级数 7、光栅衍射光栅衍射 谱线谱线缺级级数为：缺级级数为：第43页9、马吕斯定律马吕斯定律10、布儒斯特定律、布儒斯特定律反射光线与折射光线垂直反射光线与折射光线垂直!8、布喇格公式布喇格公式第44页恪守折射定律折射光恪守折射定律折射光寻常光（寻常光（o光）光）。不恪守折射定律折射光不恪守折射定律折射光非常光（非常光（e 光光）。双折射：双折射：旋光现象旋光现象第45页