物理笔记之最后的补充

1 温度下限0K（-273.15摄氏度），中学定义：冰水混合物0度，而实际上是定义水的三相点为273.16K，即水的三相点温度为0.01摄氏度，非0度。2 万有引力定律适用范围：弱相互作用，强作用时要用广义相对论的公式 。3 分析力的作用对象：当物体各部分的运动差异可以忽略时，力的作用对象便为整个物体，如内燃机安装在车头，整个火车便是内燃机驱动为的作用对象。 当物体各部分的运动差异不可以忽略时，力的作用对象便是物体的这一部位，如车轮作纯滚动（车轮与地面接触部分随车向前运动的速度和随车轮向后转动的线速度大小相等）时，每一瞬间地对车轮的静摩擦力f的作用对象为轮的边缘，而车轮边缘的速度为零，则每一时刻f的功率都是零，所以轮作纯滚动时，地对轮的静摩擦力不做功。）4 真空态：各种量子场处于基态的状态。真空并不是空无一物，其物质存在形态是处于基态的各种量子场。运动是物质的根本属性，各种未激发场也处于不停地振动之中，这就是真空零点振动。而且各种基态的量子场间还有相互作用，导致虚粒子（虚粒子是与基态量子场对应的粒子，由于对外不能产生能量，所以未能变成可测量的真实的物理粒子）不断产生、湮灭和相互转化，这称为真空涨落或真空起伏。真空与外电场的作用还会导致真空极化现象。5 表面张力系数s：表面上单位长度两边的张力: s=-df/dl弯曲液面内外的压强差。f的平行分量互相抵消，垂直分量为所以设表面任意一点曲率半径为r，则6 毛细现象1、 润湿与不润湿：发生在固液分界面的现象2、接触角q定义：液体的自由表面与附着面之间的夹角； q为锐角，润湿；q为钝角，不润湿； q=0度，完全润湿； q=180度，完全不润湿。3、解释：润湿和木润湿决定于液体和固体的性质以及两者分子间的相互作用的性质； 例：水能润湿玻璃，而不润湿石蜡；水银不润湿玻璃，而能润湿干净的锌板、铜板；植物油能润湿石蜡，也能润湿玻璃等等一般讲来，化学性质相近的液体和固体可以发生润湿。 附着力：固体和液体分子间相互作用的引力、 内聚力：液体本身分于间相互作用的引力。 液体与固体接触时，若附着力大于内聚力，则液体润湿固体 附着层：设附着力的有效力程为l，内聚力的有效力程为s (即液体分子作用半径)，则在液体与固体接触处有一层液体，其厚度为s和l中的大者.毛细现象现象：润湿管壁的液体在细管里升高，而不润湿管壁的液体在细管里降低，管的内径越小，现象越明显 影响因素：表面张力和接触角所决定。7电偶极子 相距很近的两个等值异号的电荷。(electric dipole) P点的电位： 偶极矩矢量(dipole moment vector) 8恒定电流场与静电场比较恒定电场（电源外）静电场（的区域）电流恒定时，电荷分布rV不随时间变化，所以恒定电场必定与静止电荷产生的静电场具有相同的性质，因此对恒定电流场也有： 8设同轴线的内导体半径为a、外导体的内半径为b，两导体间为空气。设内、外导体间的电压为U，导体中流过的电流为I。求:(1)若同轴线的导体为理想导体时，计算空气中的能流密度矢量及其传输的功率；(2)当导体的导电率为s时，计算通过内导体表面进入导体内的功率。o 解：(1)建立圆柱坐标系，并假设z轴为轴向。由于导体为理想导体，所以在半径ra的内导体内部电场强度等于零。由于内外导体间有电压和电流，因此在内外导体的空间中存在着电场和磁场，其表达式分别为 内外导体间的空气中的能流密度矢量为其传输的功率为结论：沿同轴线传输的功率等于电压和电流的乘积，这与电路理论中的结果是一致的 值得注意的是：这个结果是在不包括导体本身在内的横截面上积分得到的。因此，由理想导体构成的同轴线在传输能量时，功率全部是从内外导体之间的绝缘空间中通过的，导体本身并不传输能量。（2）导体中流过的电流为I，导体的导电率为s，则在ra内导体表面附近的空气中，除了存在径向电场分量外，还存在切向分量，其大小为因此，能流密度矢量除了沿着同轴线的轴线方向流动的分量外，还有一个沿着径向进入导体内的分量，即 进入内导体单位长度的功率为：从导线表面流入的电磁能量等于导体内部焦耳热损耗功率。9一般波动方程：设媒质为线性(linear)、均匀(homogeneous)和各向同性(isotropic)的无源媒质，其介电常数为e、磁导率为m、电导率s，则麦克斯韦方程组为 利用恒等式： 可得：同理可得：（1）一般波动方程。这些方程支配着无源均匀导电媒质中电磁场的行为。（2）在二阶微分方程中，一阶项的存在表明电磁场在导电媒质传播中时是衰减的。因此导电媒质也称为有耗媒质当媒质为完全电介质()即无耗媒质(lossless medium)时，时变亥姆霍兹方程和它表明电磁场在无耗媒质中传播时是不衰减的。 对于时谐电磁场激励源以单一频率随时间作正弦变化 ， 因而有亥姆霍兹方程：时变电磁场在空间以波的形式传播，即电磁波。电磁波的传播规律由波动方程来约束。总 结 时变电磁场在空间以波的形式传播，即电磁波。所有电磁波问题均可归结为：在给定的边界条件和初始条件下解波动方程的问题。 一般波动方程支配着无源均匀导电媒质中电磁场的行为。导电媒质称为有耗媒质；电磁波在导电媒质传播中时是衰减的。 媒质的导电率等于零，则这种媒质称为无耗媒质；电磁波在无耗媒质中传播时是不衰减的。 面111平行板电容器极板长为、宽为，极板间距为，如图5所示。设的极板上的自由电荷总量为，求面2面3电容器间电场强度；面4 解：（1）设上极板的电荷密度为，则极板上的电荷密度与电场法向分量的关系为：可以证明（苗明川，全程导学100页）：，式中表示电荷密度。该关系式只有在两板带等量异号的电荷才能成立。由于平行板间为均匀电场，故12定义应遵循的重要原则（1）不能与客观事实、规律相矛盾。如：能量是物体做功的本领。得它会导致热力学第一定律和第二定律矛盾，因此这样定义是不妥当的。（2）要反映事物本质。定义“能量是质量的量度”未能反映能量是“运动强弱的量度”这一本质。（3）不能人为的主观杜撰。（4）定义要全面。定性定义、定量定义二者缺一不可。13基本概念物理量简称基本量，但它与单位制中的基本量是不同概念。如：国际单位制中只有7个基本量，而全部物理学中基本概念物理量却较多。力在经典物理学中是基本概念，但它在国际单位制中却是“导出量”，而在重力单位制中又为基本量。随着物理学的发展，在近代物理学中，力又丧失了原来基本概念的地位而成为导出概念。14电阻定义：、（欧姆定律）、（电阻定律）对于电阻只由材料决定的这一性质由定义更为直观。但要指明定义有局限性，即只对某种导线才成立（中学时，因数学知识限制，只对柱形的均匀导体成立）。15矢量的分类：1、极矢量是真正矢量一阶张量；2、另一类为赝矢量并非真正矢量，实为反对称二阶张量，如：角速度，力矩，角动量，磁感应强度，磁化强度M等。由于它往往用业反映一个平面内的转运，故也称“轴矢量与转动有关的矢量，及极矢量的矢积都是轴矢量。”。二者区别：当空间坐标反演（即镜向反演）时，其镜像矢量是否改变指向。16所谓成像是指同一物点中出发的光线经过不同路径到达同一像点。例如，在干涉实验中，同一点的光过不同路径到达不同像平面上的点，所以这不是成像，也就是说像平面上干涉条纹并不是物的像。17基本概念间“循环论证”无法消除的根源：1、基本概念是理论系统中最前提的概念，因此如果对它采用形式逻辑法则定义，不可能用已知明确的概念去定义它。2、基本概念基本概念的“定义”是基于实验的人为规定。的定义与导出概念不同，它不遵守形式逻辑法则。可以说，任何一门学科的出发点，即它的第一条（或第一批）命题，我们在理论体系中称为“原理”或“公理”的，必定要提出不少于两个未曾先定义的概念。3、科学“定义”加引号是区分形式逻辑的定义基本概念的方法是基于当时科学水平测量精确度的实验的人为规定。虽然这样的定义有概念关系上的“循环论证”（因为无法避免），但这样的定义是明确因为人为规定给出了当时科学水平的明确的实验标准。和科学国为实践是科学的最根本的标准。的。18广义相对论中，“惯性力”被认为有施力物体由于远处质量有加速度从而辐射引力波，在该非惯性系中产生引力场所引起的，属于引力，有施力者存在，惯性力与引力在效果上是等价的。（它们也有区别：场源不同，前者是远处物质加速运动引起；在引力场“消除”方面有差别。前者可以全部清除，后者只能局域被代替，故将后者称为永久引力场。），因此也符合力的本质。所以“惯性力”被认为是“虚拟力”的看法只是在经典力学中成立。19惯性牛一中所说的物体惯性仅指平动惯性。定义：物体尽量维持原来运动状态的特性。注意：不能用牛一的表述给“惯性”下定义。例如：“惯性是物体不受力下，保持静止或匀速直线运动的特性。”将惯性的概念局限于“不受力”条件下。但实际上物体受力也有惯性，它仍表现尽量维持原运动状态的特性。20惯性运动定义：不受力不是合力为零，虽然运动效果相同，但本质上是不同的运动。不受力是理想运动，以理想实验为基础，而合力为零是真实实验。只有真实实验不能产生惯性运动概念，这也正是牛一不是牛二的特例的原因之一。下物体静止或作匀速直线运动称为惯性运动。21牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例：1、从物理上考虑，“受力”下物体的规律不能包括“不受力”下物体运动的规律。第一和第二的实验基础不同一般地，一般结论可以包括特殊结论，但不能包括极限情况。如，“平均速度”在时的极限产生“瞬时速度”概念，二者本质不同。，真实实验不能包括理想实验，这两定律彼此独立的实验根据。2、无论在力学发展史上，还是在理论体系中牛顿一都是牛顿二的前提和基础。惯性系也是牛顿二成立的参考系。质点也是牛顿二的物质客体模型。力的定性定义是第二定律中进一步定量定义的基础。惯性概念是第二定律中进一步定义惯性大小（即惯性质量）的基础。3、第一定律比第二定律适用范围更广泛。经典力学之外，第二定律及原有力的概念不再有效，但牛一的推广表述一个不受外界作用的孤立体系保持原来的运动状态。仍可用。22经典力学认为：牛顿一、二定律均为惯性系，而牛顿第三定律不必限于惯性系现代物理学认为严格讲牛顿第三定律对非惯性系不适用。条件。23由可见相对论中的即经典力学中。与经典理论中的对应，因此将m定义为惯性大小的量度已不适宜。可以证明，在相对论中，表明“平动惯性大小量度”的物理量也是一个“惯性张量”的量。与v，外力与速度的夹角有关，而且含有m因子，因此，说“物体的速度越大，则惯性越大”也是对的。24对光子，引力子（？）等少数粒子（），按定义质量，动量的定量式均无法适用。从而力也失去了意义。这是由于这些粒子根本没有加速运动，因此以加速的性质去定义惯性质量和力经典物理中的定义： 為一千克力； 为一千克，以“千克原器”为单位的经典观念也就不再适用。对场：由于没有加速运动问题，故力的概念失去意义。25物体获得平动能（做加速运动）必有外力存在。这说“物体获得平动能必有外力做功则只对质点成立，对质点组不一定成立内力对质点组可做功！。”称为外力矢量和，称为外力的合力。根据定义，“合力”是一种“等效力”，可以代替总的作用效果。因为不能替代各外力的总的作用效果，所以不能称为“合力”在理论力学中，称为主矢，主矩各外力对质心的力矩的矢量合，二者为各外力对质点组的等效。而且对质点组，有时很难找到一个力等效各个外力的作用，因此一般不存在合力的概念。26回复力定义：在振动系统的一般振动中，力图使系统回复位置的内力。线性回复力：在简谐振动中，力图使振动质点回复到平衡位置的力。27一对静摩擦力滑动摩擦力严格来说与相对速率有关做功之和恒等于零，且与参与系选择无关。因此，不产生机械能与其它形式能量的转化问题，所以，静摩擦力不称为“耗散力”的原因。28在中学物理中，重力、支持力可以画在质心，而车轮虽确受静摩擦力，但不能将其搬到质心，如果这样做，静摩擦力就成了平动阻力，与点不符。只有可以画到质心。在中学物理中规定刚性条件下，车不受平动阻力。如研究实际问题，在中学仅给出“平均阻力”数值，而不讲来源。因为“等效滚动阻力”概念已超出中学范围。汽车受力问题滚动摩擦力矩概念，由于形变引起阻碍轮的滚动的力矩。A为支持力作用点，可视为转动的瞬心；重力P与N作用线距离为。由于滚动力矩在效果上也阻碍了轮的平动。因此可以设想在轴心处存在一个阻碍平动的“等效滚动阻力”，用以代替滚动摩擦力矩对平动的作用效果。令：；方向向后。可称为“滚动阻力系数”。“平均阻力”实质、汽车总“等效滚动阻力” 、空气阻力；所以（定义式）“汽车牵引力”的实质驱动力矩引入等效外力“等效牵引力”，使外力功等于发动机做功。令：，定量定义式：由于对后轮（驱动轮）做功，所以的作用点就在后轮中心，方向向前。“等效牵引力”定性定义：“的实质是一个与驱动力矩做功等效的数值上满足上述数量关系的假想的等效外力”。在中学讨论中：将汽车以质点处理，则轮的转动惯性及滚动摩擦都要略掉，则，这也仅仅是数值上的关系，概念不相同。但事实上，轮转动动量占相当比例，中学这样处理，对车辆而言已是很粗略的近似。友情提示：部分文档来自网络整理，供您参考！文档可复制、编制，期待您的好评与关注！ / 9