哈里德課件

1、第八章 狹義相對論,23-1 狹義相對論的基本原理和方法 23-2 狹義相對論的時空觀 23-3 洛倫茲變換 23-4 相對論的動力學基礎,計劃學時：,本章目錄,(1)相對性假設,內容:物理定律對所有慣性參考系中的觀察者來 說是相同的，沒有哪一個參考系是特殊的。,(2)光速假設,內容:光在真空中的速率沿各個方向在所有慣性 參考系中具有相同的值c。, 是對實驗事實的直接表達,或:自然界有一個極限速率c，它沿各個方向 在所有慣性參考系中是相同的。,一.兩個假設,23-1 狹義相對論的基本原理和方法,光速測定實驗結果, 貝托齊實驗, 光速假設的檢驗 介子衰變實驗。

2、本章目錄,19-1 法拉第電磁感應定律 19-2 楞次定律 19-3 感應與能量轉換 19-4 感生電場 19-5 電感器與電感 19-6 自感與互感 19-7 磁場中所儲存的能量 磁場的能量密度,計劃學時：,第19章 電磁感應,19-1 法拉第電磁感應定律,電流回路磁場,力矩,力矩磁場,電流？,1820年 ： 奧斯特實驗：電 磁,1821 1831年：法拉第實驗：磁 電,對稱性,磁體相對于回路運動時，電流表顯示導線回路中出現電流。,實驗一：,感應電流；電磁感應現象；感應電動勢,當剛合下開關S(接通右邊線圈中的電流)或剛打開它(切斷右邊線圈中的電流)時，電流計顯示左邊線圈中的出現。

3、第24章 光子和物質波,本章目錄,24-1 黑體輻射 能量子 24-2 光子 光電效應 24-3 光子的動量 康普頓效應 24-4 光作為一種概率波 24-5 實物粒子和物質波 24-6 海森伯不確定關系 24-7 薛定諤方程 24-8 薛定諤方程的簡單應用,計劃學時：,熱輻射的定量描述,物體熱輻射總能量及能量按波長分布都決定于溫度,單色輻射本領 ： 溫度為T 的物體在單位時間內，從單位面積上發射的、波長介于 和+d 之間的輻射能 與d的比值.,24-1 黑體輻射 能量子,一、熱輻射,物體輻射的能量與其溫度有關,故將物體這種由溫度決定的電磁輻射現象稱為熱輻射,二、黑體輻射,黑。

4、第20章 電磁場與電磁波,本章目錄,20-1 渦旋電場和位移電流 20-2 電磁場 麥克斯韋方程組 20-3 電磁波 20-4 麥克斯韋彩虹 20-5 能量傳輸和玻印亭矢量 20-6 輻射壓強,計劃學時：,麥克斯韋假說： 隨時間變化的磁場會在周圍空間激發感生電場,20-1 渦旋電場和位移電流,一、渦旋電場,二、位移電流,A1、A2兩曲面對應同一路徑L，但穿過兩曲面的傳導電流不相同。,考慮電容器充放電過程，安培環路定理不再適用，需要加以修正。,在電容器左極板帶電表面取一扁平高斯面,根據由介質存在時的高斯定理,則，可得,麥克斯韋把電位移通量對時間的變化率叫做位。

5、第22章 光的衍射 光的偏振,本章目錄,22-1 光的衍射和光的波動理論 22-2 單縫衍射 22-3 圓孔衍射 光學儀器的分辨率 22-4 雙縫衍射 22-5 衍射光柵 22-6 X射線衍射 22-7 光的偏振,計劃學時：,22-1 光的衍射和光的波動理論,衍射現象,波遇到障礙物時，繞過障礙物進入幾何陰影區。,波長和障礙物的大小可相比擬時就能觀察到明顯的衍射現象。,一、菲涅耳亮斑,2、惠更斯菲涅耳原理,惠更斯原理,波面上的每一點均為發射子波的波源，這些子波的包絡面即新的波陣面,菲涅耳原理, 對子波的振幅和相位作了定量描述,波面上各面元 子波源, 空間任一點振動為。

6、第15章 靜電場中的導體和電介質 電容和電容器,本章目錄,15-1 靜電場中的導體 15-2 孤立導體的電容 15-3 電容器及其電容 15-4 電容器電容的計算 15-5 電容器的并聯和串聯 15-6 電場中所存儲的能量 15-7 有電介質的電容器 15-8 從原子觀點看電介質 15-9 電介質與高斯定理,計劃學時：,15-1 靜電場中的導體,一、導體的靜電平衡條件,要計算靜電平衡時的電場分布， 首先要知道其電荷分布。,1.導體內無凈電荷（ ），電荷只分布于導體表面,1）實心導體（只有外表面）,二、靜電平衡條件下，導體上的電荷分布,2）空腔導體（有內、外表面），腔內無電。

7、第25章 原子統論,本章目錄,25-1 氫原子光譜和玻爾理論 25-2 再論氫原子 25-3 電子的自旋 施特恩-蓋拉赫實驗 25-4 原子的殼層結構 25-5 激光器和激光,計劃學時：,25-1 氫原子光譜和玻爾理論,一、盧瑟福的原子核型結構,1911年（英）盧瑟福用 粒子轟擊原子，探索原子內部結構，并提出原子的有核模型（行星模型）。,根據盧瑟福原子核型結構，由經典理論可推斷： 原子不穩定,發射連續光譜：,說明：經典理論的結論與實驗事實不符！ 經典理論無法解釋原子核型結構！,實驗表明： 原子相當穩定，且測得原子光譜是不連續的譜線。,二、氫原子光譜,氫。

8、第12章 電荷與電場,本章目錄,12-1 電荷 12-2 庫侖定律 12-3 電場 電場線 12-4 電場強度的計算 12-5 外電場中的點電荷 12-6 外電場中的電偶極子,計劃學時：,電磁學（電現象和磁現象的綜合),第12章 電荷與電場,奧斯特 H. C. Oersted（丹麥） 電磁間的聯系 法拉第 M. Faraday（英國） 有物理直覺和想象才能的、真正的天才實驗家 麥克斯韋 J. C. Maxwell(英國) 采用了新概念將構想發展成數學形式，從而使電磁學建立在了堅固的理論基礎上,12-1 電荷,正電荷和負電荷,電中性：正負電荷平衡,靜電力,靜電:電荷是彼此相對靜止，或非常緩慢地運動。,。

9、本章目錄,18-1 畢奧-薩伐爾定律及其應用 18-2 平行載流長直導線間的相互作用 18-3 磁場的高斯定理和安培環路定理 18-4 磁介質的磁化 18-5 有磁介質存在時的安培環路定理 磁場強度 18-6 鐵磁質,計劃學時：,第18章 電流的磁場 磁介質,18-1 畢奧-薩伐爾定律及其應用,1820年: 奧斯特發現電流的磁效應,電流元 在P點激發微元磁感應強度,畢奧-薩伐爾定律,電流元產生磁場的規律,與點電荷電場公式作用地位等價。,電流元產生的磁場,電流L產生的磁場,利用畢薩定律，原則上可計算任意電流系統產生的磁場的磁感應強度。,求解電流磁場分布基本思路：,一。

10、本章目錄,13-1 電通量 13-2 庫侖定律的另一種形式高斯定理 13-3 高斯定理的應用,計劃學時：,第13章 高斯定理,13-1 電通量,一、通量的概念,體積流量,任意矢量場,通量:表示面積與穿過該面積的場的乘積。,二、電通量,微元分析法：以平代曲； 以不變代變。,穿過高斯面的電通量正比于穿過該面的電場線的凈條數。,13-2 庫侖定律的另一種形式高斯定理,高斯定理涉及穿過一閉合面（高斯面）電通量與該面所包圍的凈電荷的關系.,上式為當電荷位于真空中或空氣中的高斯定理，后面將介紹諸如云母、油類、或玻璃等材科的環境中的高斯定理.,由高斯定律導。

11、第17章 磁場,本章目錄,17-1 磁感應強度和磁感應線 17-2 磁場對運動電荷的作用 17-3 回旋加速器與同步加速器 17-4 霍爾效應 17-5 磁場對載流導線的作用,計劃學時：,一、磁感應強度,17-1 磁感應強度和磁感應線,定義：,寫為矢量方程:,-式中 為速度為 帶電量為 的帶電粒子在磁場中受力大小,右手螺旋定則:,二、磁感應線 -用場線描述空間矢量場的分布,部分磁鐵磁感應線示例,一、 洛侖茲力,17-2 磁場對運動電荷的作用,二. 帶電粒子在電磁場中的運動,勻速 直線 運動,勻速率圓周運動,等螺距螺旋線運動,17-3 回旋加速器與同步加速器,用于產生高能粒。

12、第1章 質點運動學,本章目錄,1-1 質點 參考系 1-2 位置矢量與位移 1-3 速度 1-4 加速度 1-5 加速度為恒矢量時質點的運動 1-6 圓周運動 1-7 相對運動,計劃學時：,1、質點 具有質量、占有位置，但無形狀和大小的點。,1-1 質點 參考系,一、質點 質點系 剛體, 研究問題中物體的形狀和大小可以忽略不計； 物體上各點的運動情況相同； 各點運動對總體運動影響不大。,注意,例：,研究網球運動軌跡,研究飛碟運動軌跡,2.質點系由多個質點的集合,3.剛體 在外力作用下不產生形變的連續質點的集合體。 特點：剛體內任意兩點間的距離始終保持不變。,1. 參。

13、第9章 氣體動理論,本章目錄,9-1 平衡態 理想氣體 9-2 理想氣體的壓強 分子的平動動能 9-3 能量均分定理和理想氣體的熱力學能 9-4 分子的平均自由程和碰撞頻率 9-5 氣體分子的麥克斯韋速率分布律,計劃學時：,不受外界影響時，宏觀量不隨時間變化的狀態。（不傳熱、不做功，內部無熱核反應、化學反應，達到熱平衡、力學平衡、化學平衡）,以系統處于平衡態時，描述系統狀態的參數。,如：,狀態參量：,9-1 平衡態 理想氣體,系統從一個狀態變化到另一狀態，所經歷的一系列中間狀態無限接近平衡狀態的過程,平衡過程：,一、平衡態,二、理想氣體,氣。

14、第7章 振 動,本章目錄,1-1 簡諧運動 1-2 簡諧運動的力定律 1-3 簡諧運動中的能量 1-4 角簡諧振子 1-5 擺 1-6 圓簡諧運動與勻速圓周運動 1-7 阻尼簡諧運動 1-8 受迫振動與共振 1-9 簡諧運動的合成,計劃學時：,7-1 簡諧運動,一、簡諧運動方程,諧運動（周期運動）：任何在固定的時間間隔內重復 本身的運動,簡諧運動判據1：若質點的運動方程可用時間 t 的正、余弦函數形式表示，則質點作簡諧運動,式中 ， ， 為簡諧運動特征量,質點離開坐標原點的位移 x 為：,簡諧運動方程,SI單位：赫茲（Hz），即 1 Hz=1 次每秒=1 s-1,振動的頻率 ：每秒鐘 完。

15、第3章 功和能,本章目錄,3-1 功 功率 3-2 動能 功-動能定理 3-3 保守力與非保守力 勢能 3-4 機械能守恒定律 勢能曲線 3-5 功能原理 3-6 能量守恒定律,計劃學時：2,3-1 功 功率,一、恒力的功,功是標量(代數量),1、功的符號,2、功的單位焦耳(J),功的量綱為：,二、變力的功,1、一維情形,元功：,2、三維情形,直角坐標系：,元功：,W總=W1+W2+,3、幾個力做的凈功,三、功率,一個力所做的功對時間的變化率稱為該力的功率,平均功率：,瞬時功率：,功率的單位：W 瓦特（SI）、hp 馬力（英制）,3-2 動能 功-動能定理,一、動能,質點的動能：,物體的動能。

16、第4章 質點系 動量,本章目錄,4-1 質心 質心運動定律 4-2 動量 沖量-動量定理 4-3 質點系的動量動量 4-4 動量守恒定律 4-5 變質量系統-火箭 4-6 碰撞,計劃學時：2,4-1 質心 質心運動定律,一、質心,特殊點 質量中心（質心）,特點,1、運動中，好像物體的所有質量都集中在該點；,2、作用在物體上的力好像都作用在該點。,二、質心位置的確定,兩個質點構成的系統,定義質心位置為：,對n個質點構成的系統，質心位置矢量為：,直角坐標系中，質心的位置：,分立的質點系,質量連續分布密度均勻的質點系,三、質心運動定律,質心速度：,質心加速度：,n個。

17、第8章 波,本章目錄,8-1 波動及其基本特性 8-2 簡諧波的描述 8-3 波的能量和能流密度 8-4 惠更斯原理 波的衍射 8-5 波的疊加原理 波的干涉 8-6 駐波 半波損失 8-7 多普勒效應 超聲波和沖擊波,計劃學時：,一、波與質點,8-1 波動及其基本特性,質點：能傳遞能量的一個小的物質的集中； 波：能量的擴展分布。,二、波的類型,(1)機械波 水波、聲波、地震波、,三、橫波與縱波,橫波：線元位移方向波的傳播方向,(3)物質波 與電子、質子、原子、分子相聯系的。,(2)電磁波 可見光、紫外線、無線電波、X射線、,橫波：線元位移方向波的傳播方向,8-2 簡諧。

18、第2章 牛頓定律及其應用,本章目錄,2-1 牛頓定律 2-2 力學的單位制和量綱 2-3 幾種常見的力 2-4 牛頓定律的應用 2-5 非慣性系中的力學問題 2-6 流體曳力與終極速率,計劃學時：2,2-1 牛頓定律,一、牛頓第一定律 慣性參照系,1、牛頓第一定律,若 ，則物體的速度不會改變。,如何判斷一個參考系是慣性系？,實際上：力、運動、參考系三者不是互相獨立的。 慣性系是理想模型，其存在是牛頓力學的基礎和前提。,對于日常運動的研究和實驗，地面可作為近似程度相當好的慣性系；而相對地面加速運動的參考系是非慣性系。 重要性質： 相對已知慣性系靜止。

19、第5章 剛體的轉動,本章目錄,5-1 剛體轉動的描述 5-2 剛體的轉動動能 轉動慣量 5-3 力矩 轉動定律 5-4 轉動中的功和能 5-5 角動量 角動量守恒定律,計劃學時:,平動：剛體運動時,其上任意兩點連線的方位始終不 變的剛體運動。,剛體：大小、形狀需考慮，而其變化不需考慮的物體。,特點：任意兩質點間距離不變。,一、剛體的運動形式,5-1 剛體轉動的描述,一般運動:平動與轉動的疊加。,轉動: 剛體上各質點都繞同一直線所做的圓周運動。 該直線叫剛體的轉軸。,(1)角位置,線量：在自然坐標系下，以運動曲線為基準的基本 參量。,角量：在極坐標系下,。

20、第6章 流體,本章目錄,6-1 理想流體 穩定流動 6-2 連續性方程 6-3 理想流體穩定流動的功能關系伯努利方程,計劃學時：,6-1 理想流體 穩定流動,所謂理想流體是指絕對不可壓縮的、完全沒有粘性的流體。,一、理想流體,在不同時刻，通過任一固定點的流速不隨時間改變，這處流動稱為穩定流動。,二、穩定流動,三、流線和流管,注意,流線的切線方向代表位于該點流體微團的運動方向； 流線的疏密代表流速的大??； 流線不能相交； 穩定流動的流線形狀不隨時間變化。,1、流線,流線,2、流管,注意,流線不能穿過流管管壁； 流管內外的流體不能相混。,6-2 。