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大学物理波动学公式集波动学1 定义和概念简谐波方程： x处t时刻相位 振幅 =Acos(t+-2x/) 简谐振动方程：=Acos(t+)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：=Acos(2x/+)相位决定振动状态的量振幅A振动量最大值 决定于初态 0=Acos初相=0处=0时相位 （x0,V0） V0= Asin频率每秒振动的次数 圆频率=2 决定于波源如： 弹簧振子=周期T振动一次的时间 单摆=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=（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的突变（折合光程为/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。2 方法、定律和定理 o x 旋转矢量法： AA1 A2 如图，任意一个简谐振动=Acos(t+)可看成初始角位置为以逆时针旋转的矢量在方向的投影。相干光合成振幅：A= 极大（明纹） （2+1）/2极小（暗纹） 2k 极大（明纹） （2+1）极小（暗纹）其中：=1-2（r2r1）当= 当1-2=0时，光程差=（r2r1）= 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）I1 I2 马吕斯定律 菲涅尔原理：波面子波相干叠加确定其后任一点的振动。 *马吕斯定律：I2=I1cos2 *布儒斯特定律： iP n1 Ip+=90 n2 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： tg ip = n2/n13 公式振动能量：Ek=mV2/2=Ek(t) E= Ek +Ep=kA2/2 Ep=kx2/2= (t)*波动能量： I=A2*驻波： L波节间距=/2基波波长0=2L基频：0=V/0=/2；谐频：=0 *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。 y 杨氏双缝： dsin=（明纹） sin/ 条纹间距y=D/d a f单缝衍射（夫琅禾费衍射）： sin=（暗纹） sin/瑞利判据： min=1/R =1.22/D（最小分辨角） f光栅： dsin=（明纹即主极大满足条件） tg=/ =1/=L/N（光栅常数）薄膜干涉：（垂直入射） 1 2 1 2 3反=22+0 0= 0 中 /2 极增反：反=(2k+1)/2增透：反=k 其中：因V总小于C则0所以称其为膨胀因子；称=为收缩因子。 3狭义相对论的时空观：同时的相对性：由t=(t+vx/c2)，t=0时，一般t0。称x/c2为同时性因子。运动的长度缩短：x=x/x运动的钟变慢：t=tt 4几个重要的动力学关系： 质速关系m=m0 质能关系E=mc2 粒子的静止能量为：E0=m0c2 粒子的动能为：EK=mc2 m0c2= 当Vc时，EKmV2/2 * 动量与能量关系：E2p2c2=E02 *5速度变换关系： 系系： 系系：