1、大学物理（上）：力学大学物理（上）：力学 热学热学 振动和波振动和波 光学光学力力 学学 第一章第一章 质点运动学质点运动学一、直线运动描述一、直线运动描述()xx t（运动方程）21xxx （位移）xvtdxvdtvat22dvd xadtdt注意注意：路程 位移Sx描述量图线表示xtv斜率txa斜率v求解问题()x txvavdxvdt()a t(v x）(a x）(dv dxdva xvdx dtdx）00ttv vadt00()vxvxvdxa x dxdvdt()a v(v t）()x t(a vdv）=dt00()vtvtdvdtava 常数0vvat22002()vva xx20
2、012xxv tat001()2xxvv t二、曲线运动二、曲线运动叠加原理：一个运动 几个独立运动叠加描述量)(trr()()()()r tx t iy tjz t k21rrr trv dvadtdrvdtxyzdxdydzvijkv iv jv kdtdtdtyxzdvdvdvaijkdtdtdtkajaiazyx drdrdtdtdvdvdtdtrr ()ss tdsvvdtnaaa nna2vdtdv直角坐标自然坐标抛体运动0 xa yagyvgt0 xvv0 xv t212ygt201()2xygv0 xa yag 0cosxvv0sinyvvgt0cosxvt201sin2yvt
3、gt圆周运动v2nvanR22dvd sadtdt0vva t22002()vva ss20012ssv ta t001()2ssvv ta常数（t)21-t22dddtdtvRaR2naR常数0t22002()20012tt001()2t三、相对运动三、相对运动ACABBCvvvACrABrBCrACABBCrrrABvACvBCv 第二章第二章 质点动力学质点动力学一、牛顿定律一、牛顿定律惯性定律惯性定律Fm iFa FFxxFmayyFmaFma2nnvFmam122m mFGr=Wmg=Fkx=-max0fNNf=FFfma合fma 二、动量定理与动量守恒定律二、动量定理与动量守恒定律
4、idPFFdt00 ()tiiiiitF dtmvmv00 ()txiixiixtF dtmvmv00 ()tyiiyiiytF dtmvmv0iF 0 iiiimvmv或内力或内力外力外力0 xF 0 iixiixmvmv三、动能定理、功能原理、机械能守恒定律三、动能定理、功能原理、机械能守恒定律baAF dsbaAF dr0kkkAAEEE 外内212kkiiiEEmvpAE 保内0Fdr保()abAmg hh重221()2abAk ll弹11()abAGMmrr 引0 AAEE外非保守内力pkEEE 0dAdA外非 保 内)0kpd EE（00kpkpEEEEC四、角动量定理四、角动量定
5、理 角动量守恒定律角动量守恒定律MrFvmrprL sinLmvrpmvrOLLrpddLMdt外0M外当，0iLLL恒量zdLMdt外z0M外z当，0zizzLLL恒量五、质点动力学求解问题五、质点动力学求解问题（一）牛顿定律应用（一）牛顿定律应用 牛顿第二定律是瞬时作用规律（力与加速度瞬时关系），先求加速度再求速度等量。注意分析受力（隔离体法）用牛顿定律求解力学问题类型：用牛顿定律求解力学问题类型：第一类第一类，已知力求运动；，已知力求运动；第二类第二类，已知加速度或运动求力；，已知加速度或运动求力；第三类第三类，已知某些力和运动条件求另一些力及运动。，已知某些力和运动条件求另一些力及运动
6、。多个物体联动：多个物体联动：1）隔离分析受力，分别列方程，找出加速度之间关系。2）体会题意：“至少”“最大”“恰好”等，列辅助方程。3）题中未指明过程，要多种情况分析讨论。单个物体：单个物体：xFma0yF 0vvat等四个运动学公式中的两个1、恒力匀变速直线运动、恒力匀变速直线运动2、变力直线运动、变力直线运动():FF t():FF x00(),ttdvF tFmvvdtdtm12Ft 02201(),()2xxdvF xFmvvvdxdxm12Fx 00,()vvdvmvFmvxxdvdxF v():FF v00,()vvdvmFmttdvdtF vFkv 3、质点曲线运动、质点曲线运
7、动直角坐标()F t()a t()v t()r t积分积分积分,Fitj如自然坐标（圆周运动）mgTFma2nvFmRlsinmgma2cosvTmgml4、质点平衡问题（静止或匀速直线运动）、质点平衡问题（静止或匀速直线运动）0a，0 xF 0yF（二）动量方法的应用（二）动量方法的应用分清系统与外界明确过程。时间过程始末。多阶段分别处理。受力分析。分清内力、外力。0F外（用动量定理）；0F外（用动量守恒定律）；0ixiFx（方向动量守恒），动量定理与动量守恒定律是一个过程初末两态关系，非瞬时规律）。直接求速度矢量分量，再求加速度等量。1、恒力直线运动（与牛顿定律解同一问题）、恒力直线运动（
8、与牛顿定律解同一问题）单体问题00()()xF ttm vv0yF v（牛顿定律求 ）a多体联动11()0m gT tmv22()0Tm g tm v1m g2m gvdvadt下落：拉紧：上升：02vgh;TtM V0()T tmVmv 向上为正0()mvMm V222vVgH0v MmagMmMm2、变力直线运动、变力直线运动()FF t00()()ttF t dtm vv如 F=1+2t,1mkg2012)tvt dttt（00tv右图00tv1mkg0.3,?ts v0()Im vv面积4/vm s3、曲线运动、曲线运动如2Fct ibtj,x y方向分别为变力直线运动4、冲击、碰撞、
9、爆炸等迅变过程、冲击、碰撞、爆炸等迅变过程mvmv2sinNmgtmv（）Nmgt（）21 2(2)mghgh()mvMm V2()()VTMm gMml1 11 122coscosmvmvm v1 122sinsin0mvm v5、变质量系统、变质量系统dvdmFmvdtdtv不变时，dmFvdt（三）功能方法应用（三）功能方法应用 动能定理、功能原理与机械能守恒定律是一个过程初末两态关系，非瞬时规律）。直接求速率 不满足守恒条件用功能原理，满足守恒条件用机械能守恒定律。动能定理与功能原理一致分清系统与外界分清内力、外力、保守内力、非保守内力。多阶段 分别处理。空间过程，明确始末机械能，分析
10、是否守恒。计算功（保守内力功除外）。1、单体直线运动问题、单体直线运动问题（与牛顿定律解同一问题）（与牛顿定律解同一问题）恒力匀变速直线运动2201()()2xFxm vv 0yF 或功能原理变力直线运动()FF x02201()()2xxF x dxm vvF=1+2x,2201()2Am vv面积机械能守恒动能定理牛顿定律变力功：0()xxAF x dx2、多体问题、多体问题多质点联动；碰撞；多阶段（分别处理）；综合（结合牛顿定律、动量守恒）Mmk四、角动量方法应用四、角动量方法应用 一般处理在有心力作用下质点的运动问题。注意初末两态、过程关系。第三章第三章 刚体定轴转动刚体定轴转动一、刚
11、体运动学一、刚体运动学()t运动方程21-tddt22dddtdtvr2narar22naaa匀变速转动：0t22002()20012tt001()2t二、转动定律二、转动定律2Ir dm2221 12 21ni iiImrm rm r2cIImdzxyIIIMIsinzMrFFdF rsinzMrdF三、转动能定理三、转动能定理 有刚体的机械能守恒定律有刚体的机械能守恒定律0kkAEE21,2kEI21AMd12()AMMNMPCEmgh 对包括刚体在内的系统，如果只有对包括刚体在内的系统，如果只有保守内力（重力、弹力）做功则系统机保守内力（重力、弹力）做功则系统机械能守恒。械能守恒。四、刚
12、体角动量定理与角动量守恒定律四、刚体角动量定理与角动量守恒定律质点圆周运动质点圆周运动2LrmvmrILI00ttMdtLLdLMdt00MdLL当，常量0LL守恒条件：系统合外力矩为0，或内力矩外力矩单个刚体 不变（匀速转动）守恒：非刚性物体 不变，II反之亦然五、刚体定轴转动问题五、刚体定轴转动问题1、运动学问题、运动学问题()t()t()tvr2narar22naaa0t22002()20012tt001()2t匀变速转动2、计算：、计算：IMAL、2221 12 21ni iiImrm rm r，2Ir dm2cIImdzxyIIIsinzMrdF,AMdM2201()2AILIsin
13、Lrmv3、单体转动、单体转动00(),()ttMM tM t dtLL02201(),()()2MMMdI(),()ddMMMIIdtd00()dIdM()t()(),M 常量 匀变速转动MI2201()2MI0()MtI0M 角动量守恒刚体：匀速转动；非刚体：00II重力场（保守力场）中，刚体机械能守恒4、多体问题、多体问题质点与刚体联动质点与刚体碰撞角动量守恒刚体与刚体作用牛顿定律+转动定律刚体与质点相对运动第四章第四章 狭义相对论狭义相对论一、狭义相对论基本原理或假设一、狭义相对论基本原理或假设相对性原理物理定律在所有惯性系中等价光速不变原理 在任何惯性系中，光在真空中沿各向速度相等(
14、c)，与光源运动状态无关。二、狭义相对论时空观二、狭义相对论时空观1、洛伦兹变换、洛伦兹变换xxut（）yy zz 2)uttxc（yyzz()xxut2)uttxc（2221111ucucdxxudt（d）2)udttdxc（d21xxxvuvuvc 22222()sxyzct洛伦兹不变量3、长度收缩、长度收缩2、同时的相对性、同时的相对性2)uttxc （00tt ，因果时序绝对2021uLLc 固有长度（原长、静长），是相对静止的参照固有长度（原长、静长），是相对静止的参照系测的物体长度。系测的物体长度。0LL物体以速度物体以速度 相对运动的参照系测的物体长度。相对运动的参照系测的物体长
15、度。u原长最长原长最长t相对于被测对象静止的参照系测出的时间（固有时间或原时）0t相对于被测对象运动的参照系测出的时间0221ttuc 原时最短，运动钟变慢4、时间膨胀、时间膨胀三、相对论力学三、相对论力学2201mmvc0022,1mpmvvvc pm vvc。0,vc mm经典情形dpdvdmFmvdtdtdt2200221()(1)1kEmm cmvciiiim vmv 2Emc2iimc 恒量iim 恒量200Em c2012kEm v,vc222210200()kkEEEmmcm c 质量亏损质量亏损2220()EEpcEpc0E200,2(kkEm cpE m当经典粒子）2001,
16、0(kkEm cmpEc当或光子）：1pEc光子：22,hhEhpmccc222001122kkkkpEE EEE m ccc第五章第五章 流体力学流体力学一一、流体静力学基本原理与概念、流体静力学基本原理与概念1.流体的压强流体的压强dFPdSdFPdS1Pghh1PFd（1）同一水平高度的各点压强相等；）同一水平高度的各点压强相等；（2）在密度为）在密度为的静止流体中，高度相差的静止流体中，高度相差h的两点的两点间的压强差为间的压强差为gh。2、帕斯卡原理、帕斯卡原理 作用在密闭容器中流体上的压强作用在密闭容器中流体上的压强等值地传到流体中各处和器壁上去。等值地传到流体中各处和器壁上去。3
17、、阿基米德原理阿基米德原理 物体在流体中所受的浮力等于该物体排开同体积的物体在流体中所受的浮力等于该物体排开同体积的流体的重量。流体的重量。4、液体表面性质、液体表面性质FLFF 表面张力系数表面张力系数 在数值上等于增加单位表面积时外在数值上等于增加单位表面积时外力所做的功或单位表面积增加的表面能力所做的功或单位表面积增加的表面能。弯曲液面下的附加压强弯曲液面下的附加压强02pppR 0pp二、流体动力学二、流体动力学理想流体理想流体不可压缩的且没有粘滞性的流体。不可压缩的且没有粘滞性的流体。稳定流动稳定流动流速仅是空间位置的函数，而与时间无关。即 ，这种流体的流动称为。(,)vv x y
18、z流体稳定流动的连续性方程：流体稳定流动的连续性方程：Sv常量不可压缩流体稳定流动的连续性方程：不可压缩流体稳定流动的连续性方程：Sv 常量伯努利方程伯努利方程理想流体的基本动力学方程：212Pghv 常量理想流体沿水平方向稳定流动212Pv 常量 同一水平管中，流速大的地方压强小，流速小的地同一水平管中，流速大的地方压强小，流速小的地方压强大。方压强大。Sv 再由常量 理想流体沿水平管流动，管道截面积大的地方流速管道截面积大的地方流速小、压强大，截面积小的地方流速大、压强小。小、压强大，截面积小的地方流速大、压强小。平衡态定义？理想气体宏观定义与微观模型？平衡态下的统计假设及推论？MPVRT
19、RTPnkTPRT1 12212PVPVMTT不变0Mm nnVN00MNmNN mNNnV 热热 学学第一章第一章 气体分子运动论气体分子运动论一、理想气体及状态方程一、理想气体及状态方程 平衡态平衡态二、两个重要物理量二、两个重要物理量 P、T1、压强、压强P2vPwvv回来碰撞次数多每次碰撞冲量大2121122222(.).3333Pnwnnwn wn w12PP即分压定律1)PnnPPV，大，碰机次数多，大，（212wmv21233PnmvnwdFPdA2、温度、温度T32wkTTw标志物体内部分子运动的剧烈程度标志物体内部分子运动的剧烈程度2233)kTRTvvmm与分子种类有关(三
20、、三个统计性规律三、三个统计性规律1、分子热运动能量统计规律、分子热运动能量统计规律能量均分定理：每个自由度都有相同的平均动能且等于每个自由度都有相同的平均动能且等于12kT()2kiitrskTitr 令刚性无振动122trs kT12ktrs kT32ktr skT单原子分子:=3=0 52ktrskT双原子刚性:=3=2=0 67,22ktrskTkT双原子非刚性:=3=2=1 62ktrskT多原子刚性:=3=3=0 (,)EE T V气体内能理想气体理想气体()EE T01(2)2(2)2molmolENtrs RTMEEtrs RT 35,22ERTERT单原子分子刚性双原子分子6
21、7,22ERTERT刚性多原子分子非刚性双原子分子2、气体分子速率、速度分布的统计规律、气体分子速率、速度分布的统计规律()dNf vNdv速率分布函数0()1()f v dv总面积 归一化条件23/222()4()2mvkTmf vv ekTpvv v dvv()f v()pf v()dNf v dvN224xdNx edxN pvxv令时()f v dv21()vvf v dv0()vf v dv21()vvvf v dv0()Nvf v dv2122()()vvvvvf v dvf v dv指出意义1T2T12TTm同1m2m12mmT同pvv v dvv()f v()pf v()dNf
22、 v dvN()f v()f vv1v2vdv()dNf v dvN2112()vvNf v dvN22PkTRTvm88kTRTvm23kTvm3RT三种速率3、气体分子碰撞统计规律、气体分子碰撞统计规律22zd nv212vzd n等容、等压、等温过程，如何变化？,z2223/2()22xyzmvvvkTxyzdNmedv dv dvNkT/E kTdNepEkTonn emghkTonn e/0mgh kTPPe0lnPRThgP四、范德瓦尔斯方程四、范德瓦尔斯方程2()()aPvbRTv222()()MaMMPVbRTV两个修正项的意义？第二章第二章 热力学基础热力学基础一、几个重要名
23、词一、几个重要名词热力学过程，热力学过程，非静态过程，非静态过程，准静态过程，可逆过程。二、热力学第一定律二、热力学第一定律两个过程量两个过程量 一个态函数一个态函数1VVAPdVAQE、本质QEA dQdEdAMCcC212121()()TTQCdTC TTMc TT,PPVVQCTQCTPVCCR三、热力学第一定律对理想气体典型过程的应用三、热力学第一定律对理想气体典型过程的应用32VCR52VCR211PPVVCiRRCCCi=2ViCR22PiCR单原子双原子1211,TTTVCPPP不变,1211,VVVPCTTT不变,T不变1122PVCPVPVPVC11TVC记住理想气体准静态过
24、程主要公式：记住理想气体准静态过程主要公式：21()VEC TT（任何过程）（任何过程）2121()()VPCTTCTTQAAE 0 +等容等容等压等压等温等温绝热绝热其它其它QAE3522VCRR，PVRT1 12212PVPVTT1 122PVPV111 122TVTV2121212121221 10()(1()()1VVVP VVR TTVRTAPdVVCTTPVPV )ln =面积）-其它 等容等容等压等压等温等温绝热绝热有多个典型过程组成的联合过程：,iiiQQ AAEEEQA四、循环过程及效率四、循环过程及效率 制冷系数制冷系数特征：0E12QQQA循环面积QQQAQQQ吸放吸吸吸
25、放=1-12212(1)QQwAQQ不一定211TT 卡00(),iiiiiiiQQPVQ AQQQQAA 吸放明确过程图分析符号五、热力学第二定律五、热力学第二定律 态函数熵态函数熵热力学第二定律两种表述？无耗散（摩擦、非弹性形变、流体粘滞、电阻、磁滞无耗散（摩擦、非弹性形变、流体粘滞、电阻、磁滞等）的准静态热力学过程是可逆过程。等）的准静态热力学过程是可逆过程。热力学第二定律指出了一切与热现象有关的过程都热力学第二定律指出了一切与热现象有关的过程都不可逆或有方向性。不可逆或有方向性。宏观实质一切自发过程总是沿着分子运动无序性增加的方向进行一切自发过程总是沿着分子运动无序性增加的方向进行微观
26、本质微观本质 在一个不受外界影响的系统内，所发生的过程，其在一个不受外界影响的系统内，所发生的过程，其方向总是由几率较小（方向总是由几率较小（小小）的宏观态向几率较大）的宏观态向几率较大（大）的宏观态进行。大）的宏观态进行。BBAAdQSST熵的宏观定义BBAAdQSSTdQdST热二定律数学表示00BASSS 即0dS 熵增加原理熵增加原理绝热系统（或孤立系统）的熵永不减小绝热系统（或孤立系统）的熵永不减小孤立系统所发生的过程总是向着熵增加的方向进行孤立系统所发生的过程总是向着熵增加的方向进行lnSk玻尔兹曼熵公式玻尔兹曼熵公式 S也是系统内微观粒子热运动无序性（混乱度）也是系统内微观粒子热
27、运动无序性（混乱度）的量度。的量度。熵的微观本质熵的微观本质要求用热力学定律做简单证明：要求计算简单不可逆过程的熵变：计算不可逆过程的熵变 ，必须另外假设连接的可逆过程。SBABAdQST假设的可假设的可逆过程逆过程如理想气体绝热自由膨胀熵变，热传导过程熵变 振动与波振动与波 第一章第一章 机械振动机械振动一、简谐振动一、简谐振动1、振动方程、振动方程cos()xAt12T 22 T2Tdsin()cos()d2xvAtAtt t 2222dcos()cos()dxaAtAtt 2 ax 0cosxA0sinvA 2200()vAx22()vAx00cos,sinxvAA 00tanvx 22
28、22()vAxvAx 222、旋转矢量法、旋转矢量法3、振动图线、振动图线xxxtttttxvvva0vATcos()xAtsin()cos()2vAtAt 0aA0 x0cosxA0sinvA 20v4、简谐振动动力学定义、简谐振动动力学定义,Fkx 2220d xxdtkm2220dat MK 2,2glTlg2 ax 2 mghJ5、简谐振动能量、简谐振动能量222111222kpEEkxmvkA22()vAx21142kPEEkAE二、简谐振动合成二、简谐振动合成同方向同频率振动合成22121221112211222cos()sinsincoscosAAAA AAAtgAA21122k
29、AAA 2112(21)kAAA 同方向不同频率振动合成，两频率大且接近，产生拍现象12拍正交同频率振动合成，轨迹为椭圆三、简谐振动问题的求解三、简谐振动问题的求解1、已知振动方程、已知振动方程 求：求：cos()xAt（1）21,(,),()2ATEkA（对照标准振动方程）（2）某时刻2211),(),(),()22kPtx v a Fma EmvEkx（=222222,vaxAxvAx （3）,xt vt at 图线2、由已知条件建立振动方程、由已知条件建立振动方程（1）已知初始条件00,x vmkl及（，摆长）（2）已知 xt 图线方法：2020020coscosxAvAxvA 0cos
30、xA00v 00v sin0,0sin0,03、比较两振动位相差、比较两振动位相差xt图线(或其他）矢量图比较4、判断是否谐振，求、判断是否谐振，求方法：设平衡位置O 以O为原点建坐标 设位移x 力学方程 求 22ax 5R5、同方向同频率谐振动合成、同方向同频率谐振动合成1212,A AA 1122,AAA2221112cos()AAAAA221212212cos()AAAA A222122112cos()2AAAA A 第二章第二章 机械波机械波一、机械波及其描述量一、机械波及其描述量产生条件？沿传播方向位相关系？波线、波面、波前。横波、纵波？T媒质中各质元振动状态复原一次的时间或一个完整
31、波通过一点的时间1T每秒内通过某点的完整波的数目 波线上位相差为 （相邻同相点）的两点间距2,uuT 2uTuTuYu二、平面简谐波二、平面简谐波2cosyAtxcos()xAtu,yy x t0 xxyt0,()ttyy x波形方程波形方程振动方程振动方程uuxx三、波的能量与能流三、波的能量与能流 波的强度波的强度2211()22kdyEmvVdt2221sin()2xVAtuPkEE 22212wAA1Ar球面波21Ir四、波的传播原理四、波的传播原理惠更斯原理；波的叠加原理五、波的干涉五、波的干涉 驻波驻波22212IwuAuASPI dS 相干条件：频率相同；位相差恒定；振动方向相同
32、。相干条件：频率相同；位相差恒定；振动方向相同。12122()()rrP1S2S1r2rP1S2S1r2r波程差波程差221212121 22cos2cosAAAA AIIII I2,0,1,2,3kk 12121 2,2AAAIIII I干涉极大（相长）(21)k 12121 2,2AAAIIII I0,1,2,3k 干涉极小（相消）12212,rr时(21)2kk相长相消22coscosyAxt2()2cosA xAxyxuou/2434544波波腹腹波波节节振幅分布2 波在反射点位相突变 的现象半波损失半波损失xo入射波入射波反射波反射波O端端自由端自由端22coscosyAxt2kx为
33、波腹xo入射波入射波反射波反射波O端端固定端固定端22 sinsinyAxt 2kx为波节1,2,3k 1,2,3k 七、波动问题求解七、波动问题求解六、多普勒效应六、多普勒效应RSRvsvRRssuvuvRSRvsvRRssuvuv0Rv？0sv？（一）、波函数的建立（一）、波函数的建立 （1）、已知某点振动（振动方程、振动初始条件、）、已知某点振动（振动方程、振动初始条件、振动图线等求波函数振动图线等求波函数 （2）、由已知波形求波函数）、由已知波形求波函数基本方法：设法求出设法求出 ，或写出一点振动方程，或写出一点振动方程 波函数波函数,Au uu0 xxx0cos()yAt00cos(
34、)xxyAtcos()xyAtu00cos()xxxyAtucos()xyAtu00cos()xxxyAtu0cos()yAty（二）、已知波函数（二）、已知波函数 求求,y x t1、,(,),Tu Axt 2txtxu tT （两点间）（两点间）对照标准方程：cos()xyAtu2cos()yAtx2、某点的振动情况：0,y x t0,v x t振动图线等3、某时刻波形：0,y x tyx 曲线三、作图三、作图t1时刻波形 t2时刻波形21ttxT 平移某点振动曲线 某时刻波形曲线求波函数求波函数或直接画或直接画四、波的叠加四、波的叠加（1）、由分波求相遇点的合振动、判断干涉强弱（2）、驻
35、波：行波 驻波方程，波节、波腹位置。()A x驻波 行波A、等。光光 学学 第一章第一章 光的干涉光的干涉 一、光的干涉基本原理一、光的干涉基本原理 光的相干条件相干条件是：振动方向同（或几乎相同）；频振动方向同（或几乎相同）；频率相同；各点位相差率相同；各点位相差 恒定恒定。另光程差不能太大。普通光源发光特点普通光源发光特点（1）自发跃迁至基态或激发态发出光波列。c波列长度（约cm量级），发光持续时间约810 s（2）发光随机、断续、混乱、各波列相互独立，互 不相干两两种种方方法法薄膜薄膜分波面法分波面法分振幅法分振幅法 nr 光程光程2 21 1n rn r光程差光程差2（波源同位相）（波
36、源同位相）1S2S2r1r1S2S2r1r2k 2k k(0,1,2)k(21)2k 加强加强减弱减弱什么是半波损失？什么是半波损失？二、双光干涉二、双光干涉21sindrrddtgxDk(21)2k 明明暗暗Dxkd(21)2Dxkd 明明暗暗.(0,1,2)k 1kkDxxxd 三、薄膜干涉三、薄膜干涉3n尖劈干涉ei2n3n1n照射：照射：0i 222n ek(21)2k明明暗暗(1,2,3)k(0,1,2)k 22sin2sin2elnn122kkne 123123,nnn nnn若（尖角处为明纹）22n ee牛顿环222n ek(21)2k明明暗暗(1,2,3)k(0,1,2)k 2
37、1n 空气22reRr 21()/2kRn2/kRn明环半径明环半径暗环半径暗环半径0,2e中心，暗斑123123,nnn nnn220(n e中心明斑）迈氏干涉21MM21/MM平行膜平行光照射：平行光照射：均匀亮度扩展光照射：扩展光照射：等倾干涉等倾干涉22Mem 调，中心冒出或内陷m条21MM21/MM22Mem 调，尖劈，属于等厚干涉等厚干涉视场中移动m条光路中加介质2(1)nlm视场中移动m条,l n可以测平行光 平行膜属于同一级，亮度均匀。垂直照射时垂直照射时：222n e(21)2kk正面亮正面亮正面暗正面暗反射光、透射光明暗互补。反射光、透射光明暗互补。0i e22n厚度 每变
38、化亮度变化一次。什么是增透膜？什么是增反膜？min24en四、习题总结四、习题总结1、双光干涉、双光干涉ddtgxD21sinrrd(1)xdnLD21xdrrD21xdRRDk(21)2k 明明暗暗求条纹位置、条纹宽度、条纹移动或变化情况其它双光干涉类似对应。注意半波损失对条纹影响2、尖劈干涉、尖劈干涉222212sin()2e nnik(21)2k明明暗暗(1,2,3)k(0,1,2)k iee2n1n3n很小222k+1212sinke nni 222212sinenni eeelhLmelLh0i 22()2n ek(21)2k22ne 22en 22en某处 变化，变化，移过一级12
39、12k2n e2222k2n e两波长光明纹重叠3、牛顿环、牛顿环1n3n2ne22reR21211()2reRRhe22rheRe22en 每隔 一级e22()2n ek(21)2keh3n2n22en某处 变化，变化，移过一级1n向内收缩4、平行光照射平行膜、平行光照射平行膜i222212sin()2e nni1n2n3n22()2n e0i k(21)2k反射加强反射加强透射加强透射加强亮度均匀亮度均匀222212sinenni 22en 亮度变化一次亮度变化一次22en变化，变化5、迈克尔逊干涉仪、迈克尔逊干涉仪光路中加介质2(1)nlm视场中移动m条 调臂长，2,2eem 视场中移动
40、m条第二章第二章 光的衍射光的衍射一、光的衍射现象与基本原理一、光的衍射现象与基本原理什么叫光的衍射？惠更斯惠更斯菲涅耳原理菲涅耳原理核心思想：子波相干叠加子波相干叠加决定衍射强度。二、单缝夫琅和费衍射二、单缝夫琅和费衍射sinak(21)2k暗暗明明1,2,3k I2xfa中xfa 三、圆孔衍射三、圆孔衍射 光学仪器分辨本领光学仪器分辨本领11sin1.22D111.22ftgffD艾里斑艾里斑半径半径艾里斑艾里斑半角宽半角宽11.22D四、光栅衍射四、光栅衍射)sinabk（0,1,2,3k sinkkkab1kkabkkkxffabxffab abkmak整数,2,3kmmm缺级1,2,
41、3k 落在极小上sinak43abkak整数4,8,12k 落在3,6,9k 极小上)(sinsin)abk（斜射五、布拉格衍射五、布拉格衍射2 sindk强反射强反射1,2,3k 六、光的衍射习题总结六、光的衍射习题总结1、单缝衍射、单缝衍射fxx12xasinak(21)2k暗暗明明1,2,3k sinxtgf5k+11()kkkxxxf tgtg ffa1kk1112222xxftgffa中2k半波带数，21k 明纹重叠：明纹重叠：sina11(21)2k22(21)2k x2sin1 sintg2、光栅衍射、光栅衍射fxkxkkx)sinabk（0,1,2,3k max(90)abk1
42、Nabmax(21)k总条纹数缺级条数）abkmak,2,3kmmm缺级1,2,3k 落在极小上kkkxffab5sinxtgfxffab 主极大重叠：主极大重叠：1 122kk2sin1 sintg3、圆孔衍射、圆孔衍射fL1.22D爱里斑半径爱里斑半径11.22ffD11.22D12S SL4、布拉格公式、布拉格公式2 sindk1,2,3k d第三章第三章 光的偏振光的偏振一、光的振动状态一、光的振动状态马吕斯定律马吕斯定律光有哪几种振动状态？如何检查区分？0I20cosII线偏振光入射线偏振光入射马吕斯定律马吕斯定律I0II2用偏振片可以区分自然光、线偏振光、部分偏振光：I0I012I
43、I00IIminmaxIII二、反折射起偏二、反折射起偏 布儒斯特定律布儒斯特定律20211ntginn0i玻璃上下表面都满足布儒斯特定律0tgin1tgn0i玻璃片堆起偏0i0i无反射光无反射光三、双折射现象三、双折射现象名词：名词：o光光,e光，光轴，主平面，主截面光，光轴，主平面，主截面oe光偏振状态？振动方向如何？20cosII0I自然光0I201cos2II圆偏振光和椭圆偏振光如何产生？1/4波片作用？14波片作用：线偏振光圆、正椭圆偏振光eoeoeoeo14波片()42oeoeoenn d 五种偏振态的区分五种偏振态的区分先用偏振片鉴定出三组：自然光、圆偏振光自然光、圆偏振光 线偏振光线偏振光 部分偏振光、椭圆偏振光部分偏振光、椭圆偏振光再用 波片+偏振片区分：自然光与圆偏振光区分：自然光与圆偏振光 椭圆偏振光与部分偏振光椭圆偏振光与部分偏振光4 自然光和部分偏振光通过 波片无影响，不变不变4圆偏振光、正椭圆偏振光通过 波片变化：线偏振光线偏振光 4调整偏振片和波片方位：得正椭圆偏振光正椭圆偏振光四、偏振光干涉原理：四、偏振光干涉原理：P2P1CA1AeAoA2oA2e()2(21)2oeoeknn dk干涉加强干涉减弱
