现氧原子方均根速率为课件

常数常数氢原子氢原子可见光可见光一、一、掌握掌握描述简谐运动的各物理量（特别是相位）的描述简谐运动的各物理量（特别是相位）的 物理意义及各量间的关系。物理意义及各量间的关系。二、二、掌握掌握描述简谐运动的旋转矢量法，并会用于简谐描述简谐运动的旋转矢量法，并会用于简谐运动规律的讨论和分析。运动规律的讨论和分析。三、三、掌握掌握简谐运动的基本特征，能建立一维简谐运动的简谐运动的基本特征，能建立一维简谐运动的 微分方程，能根据给定的初始条件写出一维简谐运微分方程，能根据给定的初始条件写出一维简谐运 动方程，并理解其物理意义。动方程，并理解其物理意义。四、四、理解理解同方向、同频率的简谐运动的合成规律，了解同方向、同频率的简谐运动的合成规律，了解 拍的特点。拍的特点。第九章第九章 机械振动机械振动一一 理解理解描述简谐波的各物理量的意义及各量间的关系描述简谐波的各物理量的意义及各量间的关系.二二 理解理解机械波产生的条件掌握由已知质点的简谐机械波产生的条件掌握由已知质点的简谐运动方程得出平面简谐波的波函数的方法理解波函运动方程得出平面简谐波的波函数的方法理解波函数的物理意义理解波的能量传播特征及能流、能流数的物理意义理解波的能量传播特征及能流、能流密度概念密度概念第十章第十章 机械波小结提纲：机械波小结提纲：三三 了解了解惠更斯原理和波的叠加原理惠更斯原理和波的叠加原理.理解波的相干理解波的相干条件，能应用相位差和波程差分析、确定相干波叠条件，能应用相位差和波程差分析、确定相干波叠加后振幅加强和减弱的条件加后振幅加强和减弱的条件.四四 理解理解驻波及其形成，了解驻波和行波的区别驻波及其形成，了解驻波和行波的区别.12A AB BC CD DE E1.1.判断两振动的初相及两振动的相位差判断两振动的初相及两振动的相位差2.2.判断判断1 1振动振动A A、B B、C C、D D、E E点运动速度的方向点运动速度的方向2 2振动落后振动落后1 1振动振动 或或1 1振动超前振动超前2 2振动振动 一般表示在一般表示在或或或或讨论讨论1 一平面简谐波，波速为一平面简谐波，波速为u u，已知在传播方向，已知在传播方向上某点上某点P P的振动方程为的振动方程为 ，下面四种坐标系，写出各自波函数。下面四种坐标系，写出各自波函数。P Px xy y0 0u uP Px xy y0 0u ux xy y0 0P Pu uP Py y0 0 x xu u讨论讨论2D DB BA A 振幅为、圆频率为振幅为、圆频率为的的平面简谐波入射到平面简谐波入射到P P点反射，以后形成驻波。设反射点有半波损失，在点反射，以后形成驻波。设反射点有半波损失，在o o点点t=0t=0时，时，y=0y=0，且向下运动。求驻波方程及波腹和波，且向下运动。求驻波方程及波腹和波节的位置节的位置.解：解：uoPx入射波方程：入射波方程：P点振动方程：点振动方程：反射波在反射波在P点振动方程：（相位突变点振动方程：（相位突变 ）设设入射波入射波初相位为初相位为计算题计算题1反射波方程：反射波方程：反射点反射点P点振动方程：点振动方程：反射波在反射波在0点振动方程：点振动方程：入射波方程：入射波方程：uoPx驻波方程：驻波方程：且向下运动且向下运动uoPx波节和波腹的位置：波节和波腹的位置：波腹波腹波节波节第十一章第十一章 波动光学小结提纲：波动光学小结提纲：一一 光的干涉光的干涉1.1.理解相干光的条件及理解相干光的条件及获得相干光的方法。得相干光的方法。2.2.掌握光程的概念及光程差和相位差的关系，理掌握光程的概念及光程差和相位差的关系，理解反射光的相位解反射光的相位跃变（半波（半波损失）。失）。3.3.掌握双掌握双缝干涉和薄膜干涉的明暗干涉和薄膜干涉的明暗纹条件和条条件和条纹特点。特点。二二 光的衍射光的衍射1.1.了解惠更斯了解惠更斯菲涅耳原理及光衍射的定性解菲涅耳原理及光衍射的定性解释。三三 光的偏振光的偏振3.3.掌握光掌握光栅衍射方程，会分析光衍射方程，会分析光栅常数和波常数和波长对谱线的影响。了解缺的影响。了解缺级条件，暗条件，暗纹条件。条件。1.1.理解自然光与理解自然光与线偏振光的区偏振光的区别及及线偏振光的偏振光的获得得和和检验方法。方法。2.2.掌握布儒斯特定律和掌握布儒斯特定律和马吕斯定律。斯定律。2.2.理解波理解波带法分析法分析单缝衍射衍射规律，掌握律，掌握单缝衍射衍射的明暗的明暗纹公式。了解公式。了解圆孔衍射及瑞利判据。孔衍射及瑞利判据。讨论讨论1 单色平行光垂直照射在薄膜上，经上下两表面单色平行光垂直照射在薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，如图所示，若薄膜厚度为反射的两束光发生干涉，如图所示，若薄膜厚度为e e，且且n n1 1 n n n3 3，为入射光在为入射光在n n1 1中的波长，则两束反射光中的波长，则两束反射光的光程差为：的光程差为：（C C）光强为光强为I I及及4I4I的两束相干光相遇而发生干涉时，的两束相干光相遇而发生干涉时，在相遇区域内有可能出现的最大光强为在相遇区域内有可能出现的最大光强为（）（）5I 5I（）（）6I 6I（）（）9I 9I（）（）无法确定无法确定（C C）平行单色光垂直入射于单缝上，观察夫琅和费衍射，平行单色光垂直入射于单缝上，观察夫琅和费衍射，若屏上若屏上P P点处为第二级暗纹，则单缝处波面相应的可点处为第二级暗纹，则单缝处波面相应的可划为划为 个半波带，若将单缝宽度缩小一半，个半波带，若将单缝宽度缩小一半，P P点处点处将是第将是第 级级 纹。纹。讨论讨论34 41 1暗暗讨论讨论2 在双缝实验中，若保持双缝在双缝实验中，若保持双缝S S1 1和和S S2 2的中心之间的中心之间的距离的距离d d不变，而把两条缝的宽度不变，而把两条缝的宽度a a略微增加，则略微增加，则（）单缝衍射的中央主极大变宽，其中包含的干涉（）单缝衍射的中央主极大变宽，其中包含的干涉条纹数目变少条纹数目变少（）单缝衍射的中央主极大变宽，其中包含的干涉（）单缝衍射的中央主极大变宽，其中包含的干涉条纹数目变多条纹数目变多（）单缝衍射的中央主极大变窄，其中包含的干涉（）单缝衍射的中央主极大变窄，其中包含的干涉条纹数目变少条纹数目变少（）单缝衍射的中央主极大变窄，其中包含的干涉（）单缝衍射的中央主极大变窄，其中包含的干涉条纹数目变多条纹数目变多（C C）讨论讨论4当一束线偏振光以某一特定入射角当一束线偏振光以某一特定入射角 从介质从介质1 1入射到入射到介质介质2 2时，反射光线消失；当该线偏振光以另一入射时，反射光线消失；当该线偏振光以另一入射角角 入射时，折射光线消失。已知光在这两种介质中入射时，折射光线消失。已知光在这两种介质中传播都是各向同性的，且传播都是各向同性的，且 ，则此线偏振光，则此线偏振光是由是由 （光密介质或光疏介质）向（光密介质或光疏介质）向 （光密介（光密介质或光疏介质）中入射的；质或光疏介质）中入射的；（填大于、小于（填大于、小于或等于）；该线偏振光的光矢量振动方向或等于）；该线偏振光的光矢量振动方向 （填（填垂直或平行）于入射面。垂直或平行）于入射面。讨论讨论5光密光密光疏光疏小于小于平行平行例例1 1 波长为波长为 的单色光垂直入射到一透射光栅上，在接收的单色光垂直入射到一透射光栅上，在接收屏上产生衍射图样。屏上的一点屏上产生衍射图样。屏上的一点P P为距为距k k级衍射主极大最级衍射主极大最近的两个衍射极小中距离近的两个衍射极小中距离O O点更近的那一个。已知光栅有点更近的那一个。已知光栅有N N条狭缝，光栅常数为条狭缝，光栅常数为d d，透镜的焦距为，透镜的焦距为f f。求（。求（1 1）P P点对点对应的衍射角的大小；（应的衍射角的大小；（2 2）若衍射角很小，求屏上距）若衍射角很小，求屏上距k k级级主极大最近的两个衍射极小间的距离；（主极大最近的两个衍射极小间的距离；（3 3）从相邻的两）从相邻的两个单缝透射出的光束在个单缝透射出的光束在P P点引起振动的相位差。点引起振动的相位差。例例2 2 用波长为用波长为550nm550nm的入射光垂直照射到双缝干涉装置上，的入射光垂直照射到双缝干涉装置上，在屏上形成干涉条纹。现用很薄的折射率为在屏上形成干涉条纹。现用很薄的折射率为1.51.5的玻璃片的玻璃片盖在下方缝上，盖在下方缝上，（1 1）屏上条纹如何移动？（）屏上条纹如何移动？（2 2）若屏上）若屏上零级明纹移动到原来第零级明纹移动到原来第7 7级明纹位置上，求此玻璃片厚度；级明纹位置上，求此玻璃片厚度；（3 3）若双缝间距为）若双缝间距为4400nm4400nm，在（，在（2 2）的基础上将入射光）的基础上将入射光改为改为3030度入射角斜向上入射，求此时零级明纹在原第几度入射角斜向上入射，求此时零级明纹在原第几级明纹处。级明纹处。第十二章第十二章 气体动理论小结提纲气体动理论小结提纲:1.1.了解气体动理论的研究方法。了解气体动理论的研究方法。2.2.理解理想气体压强和温度公式，了解其推导过程。理解理想气体压强和温度公式，了解其推导过程。4.4.理解麦克斯韦速率分布率、速率分布函数和速率分理解麦克斯韦速率分布率、速率分布函数和速率分布曲线的物理意义，掌握布曲线的物理意义，掌握 、和和 的计算，了解的计算，了解玻耳兹曼分布率，能利用重力场中气压公式进行压强玻耳兹曼分布率，能利用重力场中气压公式进行压强和高度的计算。和高度的计算。3.3.理解能均分定理，能计算理想气体的自由度及分子理解能均分定理，能计算理想气体的自由度及分子的平均能量。的平均能量。5 5.掌握掌握 和和 的计算。的计算。第第 十三章十三章 热力学小结提纲：热力学小结提纲：1.1.理解内能、功、热量和准静态过程的概念。理解内能、功、热量和准静态过程的概念。2.2.掌握热力学第一定律，掌握理想气体在等体、掌握热力学第一定律，掌握理想气体在等体、等压、等温和绝热过程中的功、热量和内能的等压、等温和绝热过程中的功、热量和内能的计算。计算。3.3.掌握循环过程（包括卡诺循环）效率的计算。掌握循环过程（包括卡诺循环）效率的计算。4.4.理解热力学第二定律及其物理实质，理解熵的理解热力学第二定律及其物理实质，理解熵的概念和熵增加原理，了解热力学第二定律和熵增概念和熵增加原理，了解热力学第二定律和熵增加原理的关系，了解可逆与不可逆过程的概念，加原理的关系，了解可逆与不可逆过程的概念，了解熵变的计算及了解熵变的计算及玻耳兹曼熵公式玻耳兹曼熵公式。（A）（B）（C）（D）（E）D D 假定绝对温度增加一倍，氧分子分离为氧假定绝对温度增加一倍，氧分子分离为氧原子，并设初始氧分子方均根速率为原子，并设初始氧分子方均根速率为 ，现氧原子，现氧原子方均根速率为（方均根速率为（）。）。讨论讨论1压强呢压强呢?在温度为在温度为T T的平衡态下，摩尔质量为的平衡态下，摩尔质量为M M的理想的理想气体气体 。讨论讨论20 0 某单原子分子理想气体的初始压强和体积分某单原子分子理想气体的初始压强和体积分别为别为 和和 ，现经过一等压准静态过程，该气体的体，现经过一等压准静态过程，该气体的体积膨胀到积膨胀到 。这一过程中，气体对外界做功为。这一过程中，气体对外界做功为_,_,气体从外界吸热为气体从外界吸热为_,_,气体内能的改变为气体内能的改变为_。讨论讨论3DPVV1V2ABC在等压，等温，绝热三个过程中：在等压，等温，绝热三个过程中：（1）比较各过程作功多少？）比较各过程作功多少？（2）比较各过程内能变化多少？）比较各过程内能变化多少？（3）比较各过程吸热多少？）比较各过程吸热多少？（1 1）解：解：（2）（3）讨论讨论4A例例5.5.一束粒子垂直射向一平板上，设分子的定向速一束粒子垂直射向一平板上，设分子的定向速度为度为v v，单位体积内分子数为，单位体积内分子数为n n，分子质量为，分子质量为m m。（1 1）求分子与平板碰撞产生的压强。（）求分子与平板碰撞产生的压强。（2 2）若平板）若平板以匀速度以匀速度u u与分子相向运动，求压强。与分子相向运动，求压强。1秒内碰撞的粒子数秒内碰撞的粒子数一个粒子所受冲量：一个粒子所受冲量：1秒内总冲量：秒内总冲量：v解：解：（1 1）压强：压强：（2）例例6.3.26.3.2 10 10-2-2 kg kg氧气作氧气作ABCDABCD循环过程。循环过程。A AB B和和C C D D都为等温过程，设都为等温过程，设T T1 1=300K=300K，T T2 2=200K=200K，V V2 2=2V=2V1 1。求循。求循环效率。环效率。DABCT1=300KT2=200KV2V1VP吸热吸热解：解：吸热吸热例例7.1mol7.1mol理想气体循环过程如图所示，其中理想气体循环过程如图所示，其中CACA为绝为绝热过程，热过程，A A（T T，V V1 1），），B B（T T，V V2 2）均为已知）均为已知,C,CV,mV,m,为常数。为常数。求（求（1 1）C C点的状态参量。（点的状态参量。（2 2）循环效率。）循环效率。解：解：ABTVABCP PVCV1V2ABP PVCV1V2 有有N个粒子，其速率分布函数在速率区间个粒子，其速率分布函数在速率区间 的表达式为的表达式为 ，而在其它速率区间，而在其它速率区间 ，则，则常数常数A为为 ，粒子的最概然速率为，粒子的最概然速率为 ，平均速率为，平均速率为 ，方均根速率为，方均根速率为 。右图中的温右图中的温-熵（熵（T-S）曲线代表的是）曲线代表的是（）讨论讨论8（A A）奥托正循环）奥托正循环（B B）卡诺正循环）卡诺正循环（C C）奥托逆循环）奥托逆循环（D D）卡诺逆循环）卡诺逆循环D讨论讨论9_第十五章第十五章 量子力学小结提纲量子力学小结提纲1.1.了解经典物理在热辐射问题上所遇困难及斯特藩了解经典物理在热辐射问题上所遇困难及斯特藩玻耳兹曼定律和维恩位移定律，理解普朗克量子玻耳兹曼定律和维恩位移定律，理解普朗克量子假设。假设。2 2.了解了解光电效应和康普顿效应的实验规律，理解光电效应和康普顿效应的实验规律，理解爱因斯坦光子理论对两效应的解释，掌握爱因斯爱因斯坦光子理论对两效应的解释，掌握爱因斯坦方程。坦方程。4 4.理解实物粒子的波粒二象性，掌握描述实物粒子理解实物粒子的波粒二象性，掌握描述实物粒子波动性的物理量（波长、频率）和粒子性的物理量波动性的物理量（波长、频率）和粒子性的物理量（动量、能量）之间的关系（动量、能量）之间的关系.3.3.理解氢原子光谱的实验规律及玻尔氢原子理论。理解氢原子光谱的实验规律及玻尔氢原子理论。6 6.理解波函数的理解波函数的统计意意义。5 5.了解德布罗意假设及电子衍射实验，掌握一维了解德布罗意假设及电子衍射实验，掌握一维坐标动量不确定关系坐标动量不确定关系 .讨论讨论1一氢原子处于主量子数一氢原子处于主量子数n=3n=3的状态，此氢原子的状态，此氢原子（）（）（）（）（）（）（）（）能够吸收一个红外光子；能够吸收一个红外光子；能够发射一个红外光子；能够发射一个红外光子；能够发射也能吸收一个红外光子；能够发射也能吸收一个红外光子；不能发射也不能吸收一个红外光子。不能发射也不能吸收一个红外光子。=1=2=3（）（）（紫外）（紫外）（可见光）（可见光）讨论讨论2波长波长 的光沿的光沿X X轴正向传播，波长的不轴正向传播，波长的不确定量确定量 ，光子的，光子的X X坐标不确定量至坐标不确定量至少为少为 。25mm25mm讨论讨论3 一离开质子相当远的电子以一离开质子相当远的电子以2eVeV的动能向质子的动能向质子运动，并被质子束缚形成一个基态氢原子，该过程运动，并被质子束缚形成一个基态氢原子，该过程发出光波的波长为发出光波的波长为 nmnm。8080讨论讨论4下列空格添适当数值，描述原子中电子状态下列空格添适当数值，描述原子中电子状态 磁量子数磁量子数 自旋磁量子数自旋磁量子数角量子数角量子数主量子数主量子数 1 10 0单位时间从黑体表面单位面积辐射出的波长在单位时间从黑体表面单位面积辐射出的波长在 附件附件单位波长区间的电磁波能量被称为单色辐出度单位波长区间的电磁波能量被称为单色辐出度 。一半径为一半径为20cm的球形理想黑体在某未知温度的球形理想黑体在某未知温度 时时 峰值所对应的波长为峰值所对应的波长为500nm。试求（。试求（1）（2）在温）在温度为度为 时该黑体单位时间辐射出的电磁波总能量。时该黑体单位时间辐射出的电磁波总能量。（已知维恩位移定律中（已知维恩位移定律中 ，斯特藩，斯特藩-玻尔玻尔兹曼常数为兹曼常数为 ）光电效应：若以频率为光电效应：若以频率为 和和 、光强同为、光强同为I的两的两束单色光分别入射到同一光电效应实验装置上，发现束单色光分别入射到同一光电效应实验装置上，发现两实验所得的截止电压分别为两实验所得的截止电压分别为 和和 ，饱和电流分，饱和电流分别为别为 和和 。（1）根据经典电磁理论，真空中的电磁波的能量密）根据经典电磁理论，真空中的电磁波的能量密度为度为 ，其中，其中E为电场强度的大小。若某一沿为电场强度的大小。若某一沿x方向传播的平面单色光的波函数为方向传播的平面单色光的波函数为 ，试求此平面单色光的光强。，试求此平面单色光的光强。（2）试利用问题（）试利用问题（1）的结论来比较为）的结论来比较为 和和 ，以，以及及 和和 的大小的大小。（3）由爱因斯坦的理论，平面单色光可以看成沿同）由爱因斯坦的理论，平面单色光可以看成沿同一方向以光速运动的光子流。若单位体积的光子数为一方向以光速运动的光子流。若单位体积的光子数为n，试写出此平面单色光光强的公式。，试写出此平面单色光光强的公式。（4）试利用问题（）试利用问题（3）的结论来比较为）的结论来比较为 和和 ，以，以及及 和和 的大小的大小。波长为波长为 o o=0.02nm=0.02nm的的x x射线与自由电子发生碰撞，若射线与自由电子发生碰撞，若从与入射角成从与入射角成9090角的方向观察散射线。求：（角的方向观察散射线。求：（1 1）散射线的波长；（散射线的波长；（2 2）反冲电子的动能；（）反冲电子的动能；（3 3）反冲）反冲电子的动量。电子的动量。解：解：求反冲电子的动量求反冲电子的动量多普勒效应多普勒效应劈尖、牛顿环：由薄膜干涉公式（注意半波损劈尖、牛顿环：由薄膜干涉公式（注意半波损失）及组成结构确定明暗纹位置。失）及组成结构确定明暗纹位置。掌握掌握平均碰撞次数和平均自由程平均碰撞次数和平均自由程的计算。的计算。掌握描述原子中掌握描述原子中电子运子运动状状态的四个量子数。的四个量子数。B1B1补充内容：补充内容：