1、,第三篇 电 磁 学,知识 框架,第五篇 光 学,第六篇 近代物理基础,结构框图：,电磁学,一、静电场（6 7章）,1.基本实验定律 库仑定律、静电力叠加原理,2.基本概念,电场强度、电通量、电势、静电平衡、电场能量,3.基本计算,（1）E的计算：（重点） 用点电荷（或典型电荷）电场公式和场强叠加原理,典型带电体 分布：,（2）电通量的计算：,静电场高斯定理（重点）,注：电场分布具有某种对称性可用高斯定理求电场强度,电介质中的高斯定理：,（3）电势的计算：（重点）,电势的计算（两种基本方法）,a.场强积分法（由定义求）,1确定 分布,3由定义,典型带电体的电势分布,a. 点电荷 场中的电势分布
2、：,b. 均匀带电球面场中电势分布：,c. 均匀带电球壳（体）本身电势大小：,将均匀带电球壳（体）看成是带电球面的集合，利用球面电势分布进行积分求。,取半径 ，厚 的球壳为电荷元，,（4）电容的计算：,设,电容器的联接,并联,串联,典型带电体的电势分布,a.平行板电容器,b.圆柱形电容器,c.球形电容器,a.平行板电容器,b.圆柱形电容器,c.球形电容器,（5）电场能量的计算：,电场能量密度：,电场能量：,空腔导体：,实心导体：电荷分布于导体表面,（6）静电平衡导体的电荷分布,腔内无电荷：电荷分布于空腔外表面，且,腔内有电荷+q：腔内表面分别带电-q、外表面带电q+原来的电荷，,二、稳恒磁场（
3、8 10章）,1.基本实验定律 毕萨定律、安培定律,毕奥萨伐尔定律：电流元产生磁场的规律,方向：垂直于 与 组成的平面，服从右手螺旋法则,安培定律：安培指出，任意电流元在磁场中受力为：,则整个载流导线受力,2.基本概念,磁感应强度、磁矩、磁通量、磁力（矩）、磁介质,3.基本计算,（1）B的计算：（重点）,a.叠加法圆电流,b.安培环路定理法：,I 的正负：I 流向与 L 绕向成右手螺旋关系时I 取正，反之取负。,步骤：分析磁场是否具有对称性； 选取适当回路L：回路必须通过所求磁场强度的点；回路上各点B的大小相等，方向与dl 垂直或者平行；回路形状规则，一般是圆形或者矩形。 根据安培环路定理列方
4、程求解。,部分典型电流磁场公式：,b. 圆电流轴线上磁场：,a. 无限长直电流：,圆电流圆心处磁场：,c. 无限长载流直螺线管内的磁场：,（2）磁矩的计算：,（3）磁通量的计算：,磁场的高斯定理：通过任意闭合曲面的磁通量必等于零.,注：选取合适的面积元,利用安培定律进行计算的步骤： a选取电流元； b建立坐标系，分析磁场分布； c确定电流元所受的安培力; d由 求安培力。,（4）磁力的计算：（重点）,若每个电流元所受作用力方向相同，则：,若每个电流元所受作用力方向不同，则：,（5）磁力矩的计算：,带电粒子在均匀磁场中的运动,（6）磁力（矩）的功：,磁介质：顺磁质，抗磁质，铁磁质,有磁介质时安培
5、环路定理,各向同性磁介质：,三、变化的电磁场（11章）,1.基本实验定律 楞次定律、法拉第电磁感应定律,法拉第电磁感应定律：闭合回路中感应电动势的大小与通过回路的磁通量的变化率成正比：,: 通过线圈的磁通链数（全磁通）,2.基本概念,涡旋电场、位移电流（ ）,3.基本计算,（1）感应电动势的计算：（重点）,a.动生电动势的计算：,由法拉第定律求,如果回路不闭合，需加辅助线使其闭合。,b.感生电动势的计算：,由法拉第定律：,S为导体回路所包围的面积，如果不闭合， 加辅助线使之闭合。,c.自感电动势的计算：,其中自感系数的计算,求,设,分布,d.互感电动势的计算：,电流1发生变化在线圈2中产生的感
6、应电动势,电流2发生变化在线圈1中产生的感应电动势,其中互感系数的计算,（2）磁场能量的计算：,自感线圈储存的磁能,麦克斯韦方程组,未发现磁单极,法拉第电磁 感应定律,安培定律 位移电流假设,库仑定律 感生电场假设,电场性质,变化磁场 产生电场,变化电场 产生磁场,磁场性质,方程中各量关系：,光学,结构框图：,光的干涉,分波面干涉,杨氏双缝干涉,分振幅干涉,等倾干涉 等厚干涉,薄膜干涉,光学器件,光的衍射,劈尖 牛顿环 迈克尔逊干涉仪,夫琅禾费单缝衍射,光栅衍射,夫琅禾费圆孔衍射,透镜、眼睛等的分辨本领,光程差,一、光的干涉（14章）,1.杨氏双缝干涉,光程差：,初相相同的两相干光叠加后干涉条
7、纹位置：,单色光干涉，相邻明条纹（或暗条纹）的间距为,白光干涉，只有中央明条纹是白色，其它条纹发生重叠，形成彩色条纹,干涉条纹间距与单色光波长成正比,2.薄膜干涉,（1）附加光程差的判断：夹心型有，顺序型无 （2）光垂直入射时：,a.等倾与等厚干涉均满足：,明纹,暗纹,b.等倾干涉：增反（透）膜,c.劈尖干涉（重点）：,两相邻明（或暗）条纹间劈尖的厚度差：,两相邻明（或暗）条纹间的距离：,d.牛顿环：,对空气劈尖，光程差,暗环：,中心是暗点（k =0）,第k 级暗环半径为,移动一个条纹对应M1移动的距离：,若M1平移d 时，干涉条移过N条，则有：,光程差：,e.迈克尔逊干涉仪：,插入介质片光程差：,光程差变化：,光程差：,介质片厚度：,二、光的衍射（15章）,1.夫琅禾费单缝衍射,条纹的角宽度和线宽度,2.夫琅禾费圆孔衍射,定义：透镜的分辨本领,假设按瑞利判据的最小分辨角为,爱里斑的半角宽为1,它就是两个衍射班的角距离， 也就是等于爱里斑的半角宽：,3.光栅衍射（重点）,（k = 0,1,2,）,正入射光栅方程,明纹（主极大）条件：,缺级现象：,明纹缺级现象的分析：,衍射暗纹位置：,干涉明纹缺级级次,干涉明纹位置：,时，,此时在应该干涉加强的位置上没有衍射光到达，从而出现缺级。,例如d =4a，则缺4级，8级,4.X射线衍射,布喇格条件：,祝大家考出理想的成绩！,
