大学物理 下 复习

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电磁学复习\n第13章真空中的静电场§13.1库仑定律(CoulombLaw)和叠加原理§13.2电场电场强度静止的点电荷的电场及其叠加无限长直导线均匀带电圆环轴线上无限大带电平面外一点的场强\n§13.3静电场的高斯定律利用高斯定律解较为方便常见的电荷分布的对称性：的分布具有某种对称性的情况下在场源电荷均匀带电的球体球面点电荷球对称柱体柱面带电线柱对称无限长平板平面面对称无限大\n§13.4电势1)定义法求电势2)叠加法求电势适用于具有对称分布电场，电场强度可由高斯定律求解广泛性：非对称分布电场局限性：有限带电体，电势零点取在无穷远处和\n电场强度的第三种（定义法、叠加法、电势梯度）计算方法\n1.静电平衡条件2.基本性质方程3.电荷守恒定理内或第14章静电场中的导体\nQPQP\n§14.2-5电介质有介质存在时静电场的求解：根据自由电荷分布求根据求根据求根据求极化电荷分布电场分布具有对称性\n1、平行板电容器的电容dS2、柱形电容器的电容L+Q-Q\n3、球形电容器的电容+Q-Q导体球电容R4、孤立导体的电容孤立导体可视为它和无限远处的另一导体组成的电容器。\n并联电容串联电容比较：并联时，耐压能力受耐压能力最低的电容的限制；串联时，耐压能力比每个电容都提高了。电容器的储能电场能量密度\n毕奥－萨伐尔定律叠加法求磁场1、取电流元2、电流元的磁场，分析其大小及方向。同向叠加，否则，i=x、y、z3、积分，得出结果§15.3毕奥－萨伐尔定律\n无限长直电流圆心处的磁感强度无限长直螺线管上：\nXabcd安培环路定理Irrrradcbj§15.4安培环路定理\n求载流导线在磁场中受力步骤：1）求电流元受力2）看的方向，同方向叠加，则否则，§15.5磁场对电流的作用\n载流线圈在均匀磁场中合力磁力矩磁偶极矩（磁矩）magnetic(dipole)moment此力矩力图使的方向转向与的方向一致，当与同向时，。（普适公式）2）磁矩的势能\n§15.6带电粒子在磁场中的运动带电粒子在磁场中受力洛仑兹力带电粒子在磁场中的运动R回旋半径回旋周期\n第16章磁介质在解决与磁介质有关的问题时与磁介质无关，由传导电流分布先求由　与　的关系，求由　　　与　　的关系，求由　　与　　的关系，求束缚电流分布\n第17章电磁感应法拉第电磁感应定律感应电动势动生电动势感生电动势\n感生电场的计算在具有特殊分布时才能被计算出来自感自感系数定义长直螺线管的自感系数\n自感线圈中的磁场能量磁场能量密度磁场能量\n真空中，位移电流可表示为安培环路定理(真空中)\n量子物理\n§18.2光电效应爱因斯坦的光量子论３.光电效应的解释逸出光电子的最大动能金属逸出功入射光子的能量光电效应方程当＜A/h时，不发生光电效应。红限频率光强是单位时间入射光子的多少，光强大，入射光子多，逸出光电子多，光电流大。同时，光子被电子一次吸收而增大能量的过程很短，故光电效应延迟时间很短。\n因此，截止电压与入射光频率成正比。４．光子的质量、能量、动量光子的能量：h为普朗克常数根据相对论：所以光子质量：所以光子静止质量：由光速不变，光子对任何参考系都不会静止，故任何参考系中的光子质量都不为零。\n以上是描述光性质的基本关系式，左侧的量描述光的粒子性，右侧的量描述光的波动性。注意：这两种量是通过普朗克常量联系在一起的。光子的动量：\n§18.3康普顿散射入射光0散射光探测器石墨散射体Å部分散射X射线的波长变大电子的Compton波长\n5.康普顿的解释X射线光子与“静止”的“自由电子”弹性碰撞碰撞过程中能量与动量守恒e\n§18.5玻尔氢原子理论一、氢原子光谱二、玻尔的氢原子理论玻尔的基本假设（1）氢原子的电子只能在一系列一定大小、分立的轨道上运动；电子在每个轨道上运动的能量是一定的，称为定态——定态假设（2）电子轨道运动的角动量是的整数倍——轨道角动量假设轨道半径量子化能量量子化\n基态第一激发态第二激发态第三激发态（3）跃迁假设——电子从高能级向低能级跃迁，多余的能量以光子形式释放出来Balmer系m=2Lyman系m=1Paschen系m=3电离态\n§19.1实物粒子的波动性一.德布罗意假设实物粒子具有波动性。并且第19章量子力学基础1.玻恩的统计解释光振幅2光强光子出现的概率光子数目代表单位体积发现一个粒子的概率\n3.波函数满足的条件自然条件：单值、有限和连续归一化条件\n严格的推导给出不确定性关系能量与时间的不确定性关系§19.2不确定关系\n§19.4无限深方势阱中的粒子0xa概率密度E1E2E3能根据波函数求某区间粒子出现的概率\n1.能量量子化与玻尔能级大小一致主量子数2.角动量量子化同一能级上，电子绕核运动的状态不同电子角动量的大小：角量子数对于一定的n值，l有n个可能的取值§19.5量子力学对氢原子的描述\n3.角动量空间取向量子化对于一个微观系统，角动量在外磁场中只能取特定的方向o磁量子数4.电子自旋角动量量子化(§19.5电子自旋)SSz自旋磁量子数自旋角动量Ｓ在空间磁场方向投影为：\n§19.7原子的壳层结构1.电子运动由四个量子数决定（n,l,ml,ms）主量子数nn=1,2,3,…轨道角量子数ll=0,1,2,…,(n-1)轨道磁量子数mlml=0,1,2,…,l自旋磁量子数msms=1/22.泡利不相容原理不能有两个电子具有相同的n,l,ml,ms决定原子中电子的能量决定电子绕核运动角动量大小，n相同，l不同，能量有差异决定电子绕核运动角动量在外磁场中的指向，影响电子在外磁场中的能量决定电子自旋角动量在外磁场中的指向，也会影响电子在外磁场中的能量\nn给定，l的可能值为0、1、2、•••、n-1，共n个；l给定，ml的可能值为0、±1、•••、±l，共(2l+1)个；ml给定，ms的可能值为±1/2，共2个；能级n上最多容纳的电子数目为n=1n=2