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1、本文档为精品文档，如对你有帮助请下载支持，如有问题请及时沟通，谢谢支持!大学物理公式集概念（定义和相关公式）1,位置矢量： F,其在直角坐标系中：r =xi + yj + zk ； r =x2十y2十z2角位置：9d82,速度：V = b平均速度：V = % 速率：V = -dr （ V | = V e ）角速度：布 角速度与速度的关系：V= r co23.加速度：a = _d或a = dt2r 平均加速度：a =呈 角加速度：P = 甯-dV , 一、V2,2在自然坐标系中 a = a/ + ann其中a =端-（=r 3）, an = （=r2） VV-dp4 .力：F =m a （或5
2、=武） 力矩：M = r x F （大小：M=rFcos 0方向：右手螺旋法则）5 .动量：p =mV ,角动量：L = r父mV （大小：L=rmvcos 0方向：右手螺旋法则）6 .冲量：I =/F dt （= F A t）；功：A7 .动能：mV2/28 .势能：A保=-A Ep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=Ek+Ep9 .热量：Q =WCRT其中：摩尔热容量 C与过f F d r （气体对外做功：a= / PdV）mg（重力）一mgh 、-kx （弹性力）一kx2/2F= 0（嫡增加原理）11 .库仑定律：F _ k Qq
3、? （k=1/4 兀 e 0） r8 .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。克劳修斯表述：不可能把热量从低温物体传到高温物体而不产生其它影响。开尔文表述：不可能从单一热源吸取热量， 使之完全变为有用的功而不产生其它影响。实质：在孤立系统内部发生的过程，总是由热力学概率小的宏观状态向热力学 概率大的状态进行。亦即在孤立系统内部所发生的过程总是沿着无序性 增大的方向进行。12.高斯定理： 有E,dS=_q_ （静电场是有源场）一无穷大平板:E= d /2 013.14.电磁学1 .定义：E和B ：环路定理：$E ,dl =0（静电场无旋，因此是保
4、守场）毕奥沙伐尔定律：dB =01dl 2 ?4 二r直长载流导线：b =U（cos 11 -cos 12 ）4 二r无限长载流导线：B =虫2 二r载流圆圈：B = 圆弧：b =2R2 R 2 二E = F/q0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）F =q( E + V X B)洛仑兹公式电势：U =二E dr电势差：u = EE d电动势：s = 广K，dl （ K = F非静电 ）一q磁矩：m=IS=IS? S m m单位：安培（A）电通量： 蛆=E E d S磁通量：b = HB d S磁通链：B=N（f）B单
5、位：韦伯（Wb）电偶极矩：p =q l一；一工-q l +q电容：C=q/U 单位：法拉（F）*自感：L=W/I单位：亨利（H）*互感：M= W2i/Ii = Wi2/l2 单位：亨利（H）电流：I =祟；*位移电流：Id = 0-dt*能流密度：S =5E父B2 .实验定律库仑定律：F_ Qq 毕奥沙伐尔定律：dB . N01dl-？安培定律:dF=IdxB F2r 0dB24 二；0 r4 二 rd电磁感应7E律：e感= 动生电动势： & = J （V MB） d ldt-l感生电动势：s = E i d l （ Ei为感生电场）一 *欧姆定律：U=IR （ E=p j ）其中P为电导率3
6、 . *定理（麦克斯韦方程组）电场的高斯定理：止fE，dS=q-&f己，dS = a（E静是有源场）比 j讥一到E感,dS =0（ E感是无源场）磁场的高斯定理：昨fB，dS =0于fB dS = 0（ B稳是无源场）I 4二，B dS = 0（ B感是无源场）电场的环路定理：qEd=_史也cjE； ,d=0 （静电场无旋）dtL qL d=-畦（感生电场有旋；变化的磁场产生感生电场）心dt安培环路定理：寸Bd= N0I+1101d qAt dr=l10I （稳恒磁场有旋）LB咸dl =名00 （变化的电场产生感生磁场）J ，睽o o .dt4 .常用公式本文档为精品文档，如对你有帮助请下载支
7、持，如有问题请及时沟通，谢谢支持!无限长载流导线：B =现螺线管：B=n0l一 2 二 r带电粒子在匀强磁场中：半径 R二mv 周期T _ 271m一 qB- qB磁矩在匀强磁场中：受力 F=0；受力矩 M =mx B电容器储能： Wc=gCU2 *电场能量密度：coe=ge0E2电磁场能量密度：3=We0E2+4B2*电感储能：Wl=1LI2 *磁场能量密度：3 8=击B2 1电磁场能流密度：S=CO V*电磁波：C= 1=3.0X108m/s在介质中V=C/ n ,频率f =丫=1；02 二、J2 入波动学1 .定义和概念简谐波方程:x处t时刻相位振幅，E =Acos( co t+ 4 -
8、2 兀 x/ 入)0I振 ，。一相处 相位营决定振我状重的量g 振幅A3振动量用大H , 1 初相4 x =0处t =0时相位 JT简谐振动方程：七二Acos( w t+()L 波形方程： 七=Acos(2兀x/入+()决定于初态 x 0=Acos()(x0,V 0)V0=力 3 sin()频率Y每秒振动的次数 圆频率W =2兀Y周期T振动一次的时间卜决定于波源如:弹簧振子co =、 k / m单摆=yg7i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= Jt / R 光速V=C/n【空气 V= JB / P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= n x
9、(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兀的突变(折合光程为 入/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7旋转矢量法：如图，任意一个简谐振动E =Acos（ 3 t+ 4 ）可看成初始角位置为 。以3逆时针旋转的矢量 A在X方向的投影。相干光合成
10、振幅:A= . A12 - A22 . 2 A1A2 cos 上工其中：A。=。1-（）2 斗（211）当 A = 当41-4 2=0时，光程差8= （2干1）= 惠更斯原理：波面子波的包络面为新波前。菲涅尔原理：波面子波相干叠加确定其后任一点的振动。*马吕斯定律：I2=I1COS2 0*布儒斯特定律：当入射光以Ip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 ip = n2/n13. 公式振动能量:Ek=mV2/2=Ek(t)- E= Ek +Ep=kA2/2Ep=kx2/2=-*波动能量:3=gP2A2I= 4 = P02A2V 8A2*驻波：波节间
11、距d =入/2基波波长基频：谐频：*多普勒效应:入 o=2Lo=V/ 入 o=V/2L ;=n y 0杨氏双缝：V +VR . （Vr观察者速度；Vs波源速度）V -VsC - Vrdsin 0 = k X (明纹)C 一丫,m茸中Vr指光源与观察者相对速度。条纹间距A y=D/入d 单缝衍射（夫琅禾费衍射）：a sin 0 = k入（暗纹）0 sin 0 = y / f 瑞利判据：0 min = 1/R =1.22入/D （最小分辨角） 光栅：dsin 0 = k入（明纹即主极大满足条件）tg 0 = y / fd=1/n=L/N （光栅常数） 薄膜干涉：（垂直入射）8 反=2 n 2 t
12、+ 5 0 So= / 0 中 - 1入/2 极增反：6反=(2k+1)入/2增透：8反=k X1t ;/n 2n 3现代物理（一）量子力学1 .普朗克提出能量量子化：e=hv （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：h v = 1 m v 2+A 其中： 逸出功A= h y 0 （ y 0红限频率） 最大初动能Tmv2=cUa（ U a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。22则头物粒子具有波粒一象性：f e = h v =mc 对比光的一象性：e = h y =mcL p=h/ 入=mvp=h/ 入=m cm。汪：对实物粒子：m =
13、 , 0且y w c /入亦y wV/入；而对光子： mo=0且y =C/入4 .海森伯不确定关系：AxApxh/4兀 AtAEh/4兀波函数意义：=中02=粒子在t时刻r处几率密度。.2归一化条件:出巴dV =1w的标准条件：连续、有限、单值。（二）狭义相对论:1 .两个基本假设：光速不变原理：真空中在所有惯性系中光速相同，与光源运动无关。 狭义相对性原理：一切物理定律在所有惯性系中都成立。2 .洛仑兹变换：2 系 2系2系一 2 系x= 丫(x y=yz=z t= 丫(t +vt，)2人, +vx ) /cx x，7(x - vt) .y =yz =zL t，干(t-vx/c 2)其中:因v总小于c则丫 0所以称其为膨胀因子；称 3 = 1 -4为收缩因子。3 .狭义相对论的时空观：同时的相对性：由 At=Y（At + Vx内,At=0时，一般Atw0。称x 2的同时性因子。运动的长度缩短：Ax=Ax/丫 Ax运动的钟变慢：A t= 丫 A t A t4 .几个重要的动力学关系：质速关系m= 丫 m0 质能关系E=mc2 r粒子的静止能量为：E0=m0C2* 动量与能量关系:*5.速度变换关系:Ux粒子的动能为： EK=mc2 moc2=(1当Vc时,EmV2/22 V c22-1)m0cmV2 m0V8cE2-p2c2=E02Ux vUyUz1 日xUyuyUzUz