【AAA】大学物理公式全集

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【MeiWei_81重点借鉴文档】大学物理公式全集基本概念（定义和相关公式）位置矢量：，其在直角坐标系中：；角位置：θ速度：平均速度：速率：（）角速度：角速度与速度的关系：V=ｒω加速度：或平均加速度：角加速度：在自然坐标系中其中（=ｒβ），（=r2ω）1．力：=ｍ（或=）力矩：（大小：M=rFcosθ方向：右手螺旋法则）2．动量：，角动量：（大小：L=rmvcosθ方向：右手螺旋法则）3．冲量：（=Δｔ）；功：（气体对外做功：A=∫PdV）mg(重力)→mgh-kR（弹性力）→kR2/2F=(万有引力)→=Ep(静电力)→4．动能：mV2/25．势能：A保=–ΔEp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+EP6．热量：其中：摩尔热容量C与过程有关，等容热容量Cv与等压热容量Cp之间的关系为：Cp=Cv+R7．压强：8．分子平均平动能：；理想气体内能：9．麦克斯韦速率分布函数：（意义：在V附近单位速度间隔内的分子数所占比率）10．平均速率：方均根速率：；最可几速率：11．熵：S=KlnΩ（Ω为热力学几率，即：一种宏观态包含的微观态数）12．电场强度：=/q0（对点电荷：）【MeiWei_81重点借鉴文档】\n【MeiWei_81重点借鉴文档】1．电势：（对点电荷）；电势能：Wa=qUa(A=–ΔW)2．电容：C=Q/U；电容器储能：W=CU2/2；电场能量密度ωe=ε0E2/23．磁感应强度：大小，B=FmaR/qv(T)；方向，小磁针指向（S→N）。定律和定理1．矢量叠加原理：任意一矢量可看成其独立的分量的和。即：=Σ（把式中换成、、、、、就分别成了位置、速度、加速度、力、电场强度和磁感应强度的叠加原理）。2．牛顿定律：=ｍ（或=）；牛顿第三定律：′=；万有引力定律：3．动量定理：→动量守恒：条件4．角动量定理：→角动量守恒：条件5．动能原理：（比较势能定义式：）6．功能原理：A外+A非保内=ΔE→机械能守恒：ΔE=0条件A外+A非保内=07．理想气体状态方程：或P=nkT（n=N/V，ｋ=Ｒ/N0）8．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。9．热力学第一定律：ΔE=Q+A10．热力学第二定律：孤立系统：ΔS>0（熵增加原理）11．库仑定律：（k=1/4πε0）12．高斯定理：（静电场是有源场）→无穷大平板：E=σ/2ε013．环路定理：（静电场无旋，因此是保守场）θ2IrPoRθ1I14．毕奥—沙伐尔定律：直长载流导线：无限长载流导线：载流圆圈：，圆弧：【MeiWei_81重点借鉴文档】\n【MeiWei_81重点借鉴文档】电磁学1．定义：=/q0单位：N/C=V/ｍB=FmaR/qv；方向，小磁针指向（S→N）；单位：特斯拉（T）=104高斯（G）①和：=q(+×)洛仑兹公式②电势：电势差：电动势：（）③电通量：磁通量：磁通链：ΦB=NφB单位：韦伯（Wb）Θ⊕-q+qS④电偶极矩：=q磁矩：=I=IS⑤电容：C=q/U单位：法拉（F）R自感：L=Ψ/I单位：亨利（H）R互感：M=Ψ21/I1=Ψ12/I2单位：亨利（H）⑥电流：I=；R位移电流：ID=ε0单位：安培（A）⑦R能流密度：2．实验定律①库仑定律：②毕奥—沙伐尔定律：③安培定律：d=I×④电磁感应定律：ε感=–动生电动势：感生电动势：（i为感生电场）R⑤欧姆定律：U=IR（=ρ）其中ρ为电导率3．R定理（麦克斯韦方程组）电场的高斯定理：（静是有源场）（感是无源场）磁场的高斯定理：（稳是无源场）（感是无源场）电场的环路定理：（静电场无旋）（感生电场有旋；变化的磁场产生感生电场）【MeiWei_81重点借鉴文档】\n【MeiWei_81重点借鉴文档】安培环路定理：（稳恒磁场有旋）（变化的电场产生感生磁场）1．常用公式①无限长载流导线：螺线管：B=ｎμ0I①带电粒子在匀强磁场中：半径周期磁矩在匀强磁场中：受力F=0；受力矩③电容器储能：Wc=CU2R电场能量密度：ωe=ε0E2电磁场能量密度：ω=ε0E2+B2R电感储能：WL=LI2R磁场能量密度：ωB=B2电磁场能流密度：S=ωV④R电磁波：C==3.0×108m/s在介质中V=C/ｎ，频率ｆ=ν=波动学1．定义和概念简谐波方程：R处t时刻相位振幅ξ=Acos(ωt+φ-2πR/λ)简谐振动方程：ξ=Acos(ωt+φ)ｘ处落后0点的相位0点处初相0点处相位振动量（位移）波形方程：ξ=Acos(2πR/λ+φ′)相位Φ——决定振动状态的量振幅A——振动量最大值决定于初态ｘ0=Acosφ初相φ——ｘ=0处ｔ=0时相位（R0,V0）V0=–Aωsinφ频率ν——每秒振动的次数圆频率ω=2πν决定于波源如：弹簧振子ω=周期T——振动一次的时间单摆ω=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=光速V=C/n空气V=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=ｎｘ（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π的突变（折合光程为λ/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。【MeiWei_81重点借鉴文档】\n【MeiWei_81重点借鉴文档】1．方法、定律和定理ωφoR①旋转矢量法：AA1A2ｏｘ如图，任意一个简谐振动ξ=Acos(ωt+φ)可看成初始角位置为φ以ω逆时针旋转的矢量在ｘ方向的投影。相干光合成振幅：A=ｋλ极大（明纹）（2ｋ+1）λ/2极小（暗纹）2kπ极大（明纹）（2ｋ+1）π极小（暗纹）其中：Δφ=φ1-φ2–（r2–r1）当Δφ=当φ1-φ2=0时，光程差δ=（r2–r1）=②惠更斯原理：波面子波的包络面为新波前。（用来判断波的传播方向）I1θI2马吕斯定律③菲涅尔原理：波面子波相干叠加确定其后任一点的振动。④R马吕斯定律：I2=I1cos2θ⑤R布儒斯特定律：iPn1Ip+γ=90°n2γ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。Ip称布儒斯特角，其满足：tgip=n2/n12．公式振动能量：Ek=mV2/2=Ek(t)E=Ek+Ep=kA2/2Ep=kR2/2=(t)R波动能量：I=∝A2R驻波：←λ→L波节间距ｄ=λ/2基波波长λ0=2L基频：ν0=V/λ0=Ｖ/2Ｌ；谐频：ν=ｎν0R多普勒效应：机械波（VR——观察者速度；Vs——波源速度）对光波其中Vr指光源与观察者相对速度。ｙΔRｄθ杨氏双缝：dsinθ=ｋλ（明纹）θ≈sinθ≈ｙ/Ｄ条纹间距ΔR=D/λdｙaθf单缝衍射（夫琅禾费衍射）：ａsinθ=ｋλ（暗纹）θ≈sinθ≈ｙ/ｆ瑞利判据：θmin=1/R=1.22λ/D（最小分辨角）【MeiWei_81重点借鉴文档】\n【MeiWei_81重点借鉴文档】ｙｄθf光栅：dsinθ=ｋλ（明纹即主极大满足条件）tgθ=ｙ/ｆｄ=1/ｎ=L/N（光栅常数）薄膜干涉：（垂直入射）12ｎ1ｔｎ2ｎ3δ反=2ｎ2ｔ+δ0δ0=0中λ/2极增反：δ反=(2k+1)λ/2增透：δ反=kλ【MeiWei_81重点借鉴文档】