华中科技大学物理下复习提纲.ppt
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1、,2012年复习,14,15,16章:量子力学,14章复习提纲:,1、普朗克热辐射公式,2、爱因斯坦光电效应解释与方程,3、有关康普顿波长的方程,4、光子的质量、动量与能量,14章复习提纲:,15章复习提纲:,15章复习提纲:,10 怎样从晶体能带结构图来区分绝缘体、半导体、导体。 20 硅用铝、磷、掺杂,锗用铟、锑掺杂: 问:各获得什么样的半导体?(什么是本征、P、N半导体) 30 P-N结中阻挡层是怎样形成的?它对正向电压和反向电压各有什么作用?,40 P型N型半导体的导电机构? 50 在激光工作物质中,如果只用基态和某一激发态能否 实现粒子数反转?申诉理由。 60 谐振腔的作用: (控制
2、、选择、增强)。,70 产生激光的条件:,以保证实现粒子数反转,*激活物质内有亚稳态 *外有激励能源 *有光学谐振腔,16章复习提纲:,第9章 气体动理论,1. 基本概念、基本规律:,(2)想气体压强公式:,(3)温度的统计概念:,一个分子 的总平均动能,摩尔理想气体的内能,例:水蒸气分解成同温度的氢气和氧气内能增加了百分之几?_,25%,设18克的水蒸气(3原子分子,i=6)分解前内能为: E=(18/18)(6/2RT)=3RT,分解成2克的氢气(2原子分子,i=5): E(H2)=(2/2)(5/2RT)=5/2RT,和16克的氧气(2原子分子,i=5) E(O2)=(16/32)(5/
3、2RT=5/4RT,例2: 在相同的温度和压强下,各为单位体积的氢气(视为刚性双原子分子气体)与氦气的内能之比为,各为单位质量的氢气与氦气的内能之比为。,(5)速率分布函数,麦氏速率分布函数,* v p 的意义,(6)求 的方法:,例3:在体积为1012m3的体积中,有质量为100g的理想气体,若气体分子的方均根速率为200m/s, 则气体的压强为: 4/3105Pa; B. 4105Pa; C. 2105Pa; D. 0.5105Pa;,例4:设有N个气体分子,其速率分布函数如图所示,全部分子速率都限于0-v0之间,它的平均速率为:,解,平均碰撞频率,d:分子有效直径 n:单位体积的分子数
4、v:分子平均速率,平均自由程,根据 P = n k T 得,反映了宏观和微观的联系,第10章 热力学基础,1. 基本概念、基本规律:,(3)理想气体等值过程,绝热过程,循环过程的 Q、A 、 E、 S、。,(A)只吸热,不放热。 (B)只放热,不吸热。 (C)有的阶段吸热,有的阶段放热,净吸热为正值。(D)有的阶段吸热,有的阶段放热,净吸热为负值。,例5.如图所示,设某热力学系统经历一个由bc a的准静态过程,a、b两点在同一条绝热线上,该系统在bc a过程中:,例6:1mol单原子分子理想气体的循环过程如TV图所示,其 中c点的温度为T c600K。试求: (1)a b、b c、c a各个过
5、程系统吸收的热量; (2)经一循环系统所做的净功; (3)循环的效率。,(注:循环效率A/Q1,A为循环过程系统对外作的净功,Q1为循环过程系统从外界吸收的热量, ln20.693),2. 解:单原子分子的自由度i=3从图中可知ab是等压过程。 于是 , 可得,(吸热),(2),(3),(5)热力学第二定律:,*不可逆过程,可逆过程,*热力学第二定律的微观意义 (统计意义,揭示熵增加原理实质),在孤立系统中发生的一切与热现象有关的宏观过程是从,* 熵的微观意义:(实质),10熵是状态出现的几率的量度,20熵是系统内大量分子无序运动混乱程度的量度,解:分析:细杆不同处初温不同,先对每一无限小部分
6、dl求熵变。,第一节,振动与波(11章),一般形式,平面简谐波函数的一般形式,以上讨论对纵波也适用,可将纵波的密积区看成波峰,疏区看成波谷。,令:,(2)相长相消的“波程差”条件,(1)相长相消的“位相差”条件,2.波的干涉,3.驻波 两列振幅相同的相干波,反向传播迭加干涉而成分段振动,波节同侧位相相同,波节两侧位相相反。,重点: (1)写驻波的波动方程(注意半波损失问题),(2)求波腹、波节的位置,3,例,例,4,例,例,第一节,波动光学(12-13章),例题(2007.12.23, 大学物理(下),3. 如图所示,为一波长为6000的平行单色光垂直入射到多缝上形成的多缝衍射光强分布曲线。试
7、求:,(1)缝宽a,不透光的部分b及总缝数N;,(2)屏幕上最多可呈现多少条明条纹;,(3)若多缝是相对于透镜对称放置的,现将奇数的缝挡住,则屏幕上将呈现什么图样?试画出光强分布示意图。,解(1)两相邻主极大之间有4个极小,N-1=4,N=5,由光栅方程d=sin=k, 将k=2, sin=0.2代入,d0.2=2 d=10 =10600010-10=6.010-6m, k =3, 6级主极大缺级, 有d/a=3,于是a=2.010-6m,b=4.010-6m,(2)由光栅方程d=sin=k, 当sin =1时, k有最大值: k=d/ =10,屏幕上最多可呈现13条明条纹;,即: k=0,1
8、, 2, 4, 5, 7, 8级明条纹。,10级在= /2方位,实际上也看不到。,(3)若将奇数的缝挡住,则变成了2缝。此时d=6a。屏幕上将呈现双缝衍射图样。 6级缺级。,光强分布如图所示:,例. 光栅衍射强度分布如图 , 设 = 600 nm 求:d、 a、 N及屏上条纹数目,解:,屏幕上出现的全部明纹为:,共13 条,问:孔径相同的微波望远镜与光学望远镜哪种分辨率高?,试题(2007.1, 大学物理(下),某天文台反射式望远镜的通光孔径为2.5米,它能分辨双星的最小夹角为_弧度(设光的有效波长为550nm。,2.7,光的偏振,1. 马吕斯定律:,2. 布儒斯特定律,3. 双折射,o光,振
9、动方向垂直于主平面 e光,振动方向平行于主平面,马吕斯定律,马吕斯定律,布儒斯特定律,布儒斯特定律,一般情况下,反射光和折射光都是部分偏振光。,备用资料,备用资料,例题(2007.01.14, 大学物理(下),一质点同时参与了三个简谐振动,它们的振动方程分别为,则其合运动的运动方程可以写为,(A),(B),(C),(D),(E)以上都不对,正确答案:D,将两个振动方向、振幅、周期均相同的简谐振动合成后,若合振动与分振动的振幅相同,则这两个分振动的相位差为,/6 /3 /2 2/3,正确答案:D,例题(2007.12.23, 大学物理(下),一质点作简谐振动,周期为T。当它由平衡位置向x轴正向运
10、动到二分之一最大位移处,这段路程所需要的时间为_,例题(2005.12. 大学物理(下),T/12,在截面积为S的圆管中,有一列平面简谐波在传播,其波的表达式为,管中波的平均能量密度是 ,求通过截面积S的平均能流? 解:由波动方程,可知,平均能流:,例题(2005.12. 大学物理(下),例题(2007.01.14, 大学物理(下),在驻波中,两个相邻波节间各质点的振动,(A)振幅相同,位相相同 (B)振幅不同,位相相同 (C)振幅相同,位相不同 (D)振幅不同,位相不同,正确答案:B,例题(2007.01.14, 大学物理(下),一平面简谐波沿x轴正向吴衰减地传播,波德振幅为2x10-3m,
11、周期为0.01s,波速为400m/s。 当t=0时,x轴原点处的质元正通过平衡位置向y轴正方向运动,则该简谐波的表达式为,(A),(B),(C),(D),正确答案:C,如图为一平面简谐波在t时刻的波形曲线,若此时点A处介质元的振动动能在增大,则,例题(2007.12.23, 大学物理(下),点A处质元的弹性势能在减小 点B处质元的振动动能在增大 波沿x轴正方向传播 点C处质元的弹性势能在增大,正确答案:D,例题(2007.12.23, 大学物理(下),如图所示,一平面余弦波在介质1中沿x轴正向传播,已知a点在x轴原点的左侧,距离为d,振动表达式为 y=Acost。在x轴原点O的右侧l处有一厚度
12、为D的介质为D的介质2。在介质1和介质2中的波速分别为u1和u2,且1u12u2;,(1)写出1区中入射波的表达式;,(2)写出在S1面上反射波的表达式(设振幅为A1);,(3)写出在S2面上反射波在1区的表达式(设振幅为A2);,(4)若使上述两列反射波在1区内叠加后的合振幅A为最大,问介质2的厚度至少应为多厚?,(2),2分,(3)入射波传到S2面处,质元的振动表达式为,在S2面上反射时无位相突变,所以反射波经2区又回到1区的波动表达式为,解(1),1分,(4)合振幅最大的条件是,(k=0,1, 2),最小厚度Dmin=,4分,3分,在S2面上反射时无位相突变,所以反射波经2区又回到1区的
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