1、,大学物理B(下),复习纲要,2,内容提要,3,一、电磁学,1、静电学部分主要讨论:静电场的产生、性质及与物质的相互作用,1.1、静电场的产生,点电荷激发的静电场:,静电场的电场叠加原理:,说明:如果在电介质中,则仅需要将0替换成,说明:如果是带电体,则求和变成积分,4,一、电磁学,1.2 静电场的性质与描述,高斯定理:,内容:通过某个闭合曲面的电通量等于曲面内所有电荷的代数和除以0; 意义:表明静电场是有源场,电场线的起点(终点)是正电荷(负电荷)或者是无穷远;在对称性较好的时候,可以用来求电场分布。,静电场的环路定理:,内容:静电场的环流(环路积分)等于0; 意义:表明静电场是保守场,将带
2、电体在静电场中移动一圈又回到起点,静电力做功为0;静电场的场线是有始有终的曲线(无旋场)。,5,一、电磁学,1.2 静电场的性质与描述,电场强度:,意义:所在场点处单位正电荷所受的力。,电势:,内容:P点电势等于把单位正电荷从该点移到电势零点处(一般情况下为无限远处)静电力所作的功;或该处由单位正电荷和电场共同组成系统的电势能。 说明:电势为标量,服从标量的叠加原理;沿着电场线的方向,电势降低;电势(能)具有相对性,和电势(能)零点的选取有关系,准确公式由势能定理确定。,电场强度与电势梯度的关系:,说明:负号表示电场线垂直于等势面,并指向电势降低的方向。,6,一、电磁学,1.2 静电场的性质与
3、描述,静电场的能量:,意义:认为能量存储在电荷上。,其中能量密度:,意义:认为能量存储在电场分布的区域。,7,一、电磁学,1.3 静电场中的导体和介质,静电场中的导体:1、是等势体;2、电荷只能分布在表面,无体电荷;3、导体内场强为0、导体表面附近垂直于表面,曲率大的位置场强大。,静电场中的介质:1、出现极化(束缚)面电荷;2、形成退极化场,介质内场强变弱,变成E0/r;3、不是一个等势体。,8,一、电磁学,2、稳恒磁场部分主要讨论:稳恒磁场的产生、性质及描述、与物质的相互作用,2.1、稳恒磁场的产生,稳恒电流激发稳恒磁场(B-Ss Law):,运动电荷激发稳恒磁场:,说明:1)如果在介质中,
4、则仅需要将u0替换成u,下同。2)方向服从右手定则和右手螺旋定则,大小服从平方反比关系;3)磁感强度亦服从叠加原理。,说明:大量电荷的定向运动形成电流:I=nqvs=js; 电流元Idl内的载流子的数目为:dN=n.sdl.,9,一、电磁学,磁场的高斯定理:,内容:通过闭合曲面的磁通量等于0; 意义:表明稳恒磁场是无源场,磁场线是无头无尾的闭合曲线。,稳恒磁场的安培环路定理:,内容:稳恒磁场的环流(环路积分)等于通过由闭合路径所确定的面积的所有电流之和。 意义:表明稳恒磁场是非保守场,场线是无头无尾的闭合曲线(有旋场),并且旋转中心就是电流;在电流的分布具有较好的对称性时,可以用来求磁场。,2
5、.2、稳恒磁场的性质,10,一、电磁学,磁场对电流的作用力(安培力):,2.2、稳恒磁场与物质的相互作用,磁场对运动电荷的作用力(洛伦兹力):,磁场对载流线圈(分子电流)的作用:,磁化:1)顺磁质,附加磁场与外场同向ur1;2)抗磁质,附加磁场与外场反向ur1;,11,一、电磁学,3.电磁感应部分主要讨论变化的电场和变化的磁场相互激发的规律。,1、法拉第电磁感应定律,3.1磁生电,说明:1)负号代表产生的感应电动势反抗磁通量的变化,的方向既可由上式算出,也可以由楞次定律表述;2)反抗的是磁通量的变化,而不是磁通量本身,大小和磁通量的时间变化率成正比;3)当有多匝线圈时,需要再乘以线圈匝数N。4
6、)根据磁通量变化的原因,有动生电动势和感生电动势:,动生电动势,非静电力为洛伦兹力,感生电动势,非静电力为感生电场力,说明:感生电场与静电场不同,是有旋电场,场线闭合,旋转中心是变化的磁场。,12,一、电磁学,3.2电生磁,意义:1)传导电流和变化的电场均可产生(有旋)磁场。2)等式右边第二项为位移电流,其中被积函数为位移电流密度。3)全电流连续。,13,一、电磁学,3.3自感与互感、磁场的能量,自感与互感,磁场的能量,其中磁场能量密度:,14,二、波动光学,1、光的干涉,双光束干涉场光强表示式:,其中:,当:,干涉相长,形成亮纹,k为级次,当:,干涉相消,形成暗纹,k为级次,15,二、波动光
7、学,1、光的干涉,杨氏干涉,光程差,条纹间距,形成明暗相间等间距直条纹,等倾干涉,光程差,形成明暗相间圆环形条纹,中央条纹级次高,等厚干涉,光程差,形成明暗相间等间距直条纹,条纹间距,劈尖膜,形成明暗相间圆环形条纹,中央条纹级次低,牛顿环,16,二、波动光学,2、光的衍射,单缝衍射,暗纹条件,零级衍射斑的半角宽度:,圆孔衍射,艾里斑半角宽度(同时也是光学仪器的最小分辨角),光栅衍射,光栅方程,实质为缝间干涉相长条件,k为主极大级次;光栅衍射形成锐利条纹,波前可分成偶数个半波带,零级衍射斑的中心就是几何像点,17,二、波动光学,3、光的偏振,马吕斯定律,光的横波性与3种偏振态,各偏振光经检偏器后的光强变化,布儒斯特角(起偏角),反射光全是点子,透射光部分偏振,18,三、量子物理基础,1、黑体辐射,斯特藩-玻尔兹曼定律,黑体的概念,为什么要研究黑体,维恩位移定律,2、光电效应,爱因斯坦光电效应方程,3、康普顿效应,3、波粒二象性,19,四、其他,1、复习规则:全面复习,重点突出,多做练习 2、诚信考试,拒绝作弊,