大学物理公式大全下册
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1.位置矢量:r,其在直角坐标系中:k z j y i x r ++=;222z y x r ++=角位置:θ2.速度:dtr d V=平均速度:tr V ∆∆=速率:dtds V =(τV V =)角速度:dt d θω=角速度与速度的关系:V=rω3.加速度:dtV d a=或22dt r d a =平均加速度:tV a ∆∆=角加速度:dtd ωβ=在自然坐标系中n a a a n+=ττ其中dtdV a =τ(=rβ),rV n a 2=(=r 2 ω)4.力:F =ma(或F =dtp d ) 力矩:F r M⨯=(大小:M=rFcos θ方向:右手螺旋法则)5.动量:V m p=,角动量:V m r L ⨯=(大小:L=rmvcos θ方向:右手螺旋法则)6.冲量:⎰=dt F I(=FΔt);功:⎰⋅=r d F A(气体对外做功:A=∫PdV )7.动能:mV 2/28.势能:A 保= – ΔE p 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=E K +E P9.热量:CRT M Q μ=其中:摩尔热容量C 与过程有关,等容热容量C v 与等压热容量C p 之间的关系为:C p = C v +R 10. 压强:ωn tSISF P 32=∆==11. 分子平均平动能:kT 23=ω;理想气体内能:RT s r t M E )2(2++=μ12. 麦克斯韦速率分布函数:NdVdN V f =)((意义:在V 附近单位速度间隔内的分子数所占比率) 13. 平均速率:πμRTNdN dV V Vf VV80)(==⎰⎰∞方均根速率:μRTV22=;最可几速率:μRTpV 3=14. 电场强度:E =F/q 0 (对点电荷:rr q E ˆ420πε=) 15. 电势:⎰∞⋅=aar d E U(对点电荷rq U04πε=);电势能:W a =qU a (A= –ΔW)16. 电容:C=Q/U ;电容器储能:W=CU 2/2;电场能量密度ωe =ε0E 2/217. 磁感应强度:大小,B=F max /qv(T);方向,小磁针指向(S →N )。
大学物理公式大全大学物理公式大全物理学是一门探索自然现象的科学,它研究宇宙的运动、力的作用、物质的组成和性质等。
在大学物理学学习中,我们会接触到众多的物理公式。
下面是一份大学物理公式大全,供大家参考。
1. 运动学公式:速度(v)= 位移(s)/ 时间(t)加速度(a)= (末速度(v)- 初速度(u))/ 时间(t)位移(s)= 初速度(u)* 时间(t) + 1/2 * 加速度(a)* 时间(t)^22. 牛顿第一定律(惯性定律):一个物体在没有受到外力作用时,保持静止或匀速直线运动。
3. 牛顿第二定律(力与加速度的关系):力(F)= 质量(m)* 加速度(a)4. 牛顿第三定律(作用与反作用定律):两个物体之间的相互作用力,两个力的大小相等、方向相反。
5. 动能公式:动能(K)= 1/2 * 质量(m)* 速度^26. 动量公式:动量(p)= 质量(m)* 速度(v)7. 转动力矩(扭矩)公式:转动力矩(τ)= 力(F)* 力臂(r)8. 转动惯量公式:转动惯量(I)= 质量(m)* 半径(r)^29. 动量守恒定律:在一个封闭系统中,如果没有外力作用,系统的总动量保持不变。
10. 能量守恒定律:在一个封闭系统中,能量的总量保持不变。
11. 功公式:功(W)= 力(F)* 位移(s)12. 弹性势能公式:弹性势能(E)= 1/2 * 弹性系数(k)* 弹性变形^213. 引力公式:引力(F)= 万有引力常数(G)* (质量1(m1)* 质量2(m2))/ 距离^214. 等离子体温度公式:等离子体温度(T)= 等离子体内电子能量总量(Ee)/ 等离子体内电子数目(Ne)* Boltzmann常数(k)15. 麦克斯韦速度分布公式:概率密度(f)= (质量(m)/ (2 * π * Boltzmann常数(k) * 温度(T)))^(3/2) * e^(-(速度(v)^2)/ (2 * Boltzmann常数(k) * 温度(T)))16. 电场强度公式:电场强度(E)= 电力(F)/ 电荷量(q)17. 电能公式:电能(W)= 电流(I) * 电压(V) * 时间(t)18. 磁场强度公式:磁场强度(B)= 电流(I)* μ0 / (2 *π * r)19. 磁感应强度公式:磁感应强度(B)= 磁场强度(μ0) * 磁化强度(M)20. 麦克斯韦电磁场微分方程组:∇·E = ρ / ε0∇·B = 0∇×E = - ∂B / ∂t∇×B = μ0J + μ0ε0 ∂E / ∂t以上仅是大学物理中的一小部分公式,物理学的知识非常广泛且深入。
引言在大学物理学习的过程中,公式总结是非常重要的。
公式的掌握和运用对于解决物理问题至关重要。
本文将对大学物理学中常见的公式进行总结,帮助读者更好地理解和应用这些公式。
概述一、运动学公式1.位移公式:s=v0t+(1/2)at^22.速度公式:v=v0+at3.加速度公式:a=(vv0)/t4.时间公式:t=(vv0)/a5.加速度与位移公式:s=v0t+(1/2)a(t^2)二、牛顿力学公式1.牛顿第一定律:F=ma2.牛顿第二定律:F=dp/dt=m(dv/dt)3.动量公式:p=mv4.力与位移公式:W=Fdcosθ5.原动力学公式:F=ma=m(dv/dt)三、能量和功的公式1.功公式:W=Fdcosθ2.重力势能公式:PE=mgh3.动能公式:KE=(1/2)mv^24.动能定理:ΔKE=W_net5.功率公式:P=W/t四、电动力学公式1.电流公式:I=Q/t2.电压公式:V=W/Q3.电阻公式:R=V/I4.电功率公式:P=IV=I^2R5.电容公式:C=Q/V五、光学公式1.光速公式:c=λf2.光的折射公式:n1sinθ1=n2sinθ23.焦距公式:1/f=1/v+1/u4.薄透镜成像公式:(1/f)=(1/v)+(1/u)5.杨氏双缝干涉公式:dsinθ=mλ总结通过本文对大学物理学中常见公式的总结,我们可以看到这些公式在解决问题中起到至关重要的作用。
运动学公式帮助我们了解物体的运动,牛顿力学公式帮助我们理解物体受力的原理,能量和功的公式帮助我们理解能量的转化和传递,电动力学公式帮助我们理解电路中的电流、电压和电阻的关系,光学公式帮助我们理解光的传播和成像的原理。
在学习这些公式时,我们需要深入理解它们的物理意义,并能够熟练地运用到实际问题中。
只有通过不断的练习和实践,才能真正掌握这些公式。
希望本文对读者学习大学物理学中的公式有所帮助,能够更好地应用于解决实际问题。
第一章 质点运动学和牛顿运动定律1。
1平均速度 v =t△△r1。
2 瞬时速度 v=lim 0△t →△t△r =dt dr1. 3速度v=dtds==→→lim lim△t 0△t △t△r 1.6 平均加速度a =△t△v1。
7瞬时加速度(加速度)a=lim 0△t →△t△v =dt dv1。
8瞬时加速度a=dt dv =22dtrd1.11匀速直线运动质点坐标x=x 0+vt 1.12变速运动速度 v=v 0+at 1。
13变速运动质点坐标x=x 0+v 0t+21at 21.14速度随坐标变化公式:v 2—v 02=2a(x —x 0) 1。
15自由落体运动 1.16竖直上抛运动⎪⎩⎪⎨⎧===gy v at y gtv 22122 ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=-=-=gyv v gt t v y gt v v 221202200 1.17 抛体运动速度分量⎩⎨⎧-==gt a v v av v yx sin cos 001。
18 抛体运动距离分量⎪⎩⎪⎨⎧-•=•=20021sin cos gt t a v y t a v x1。
19射程 X=gav 2sin 21。
20射高Y=gav 22sin 201。
21飞行时间y=xtga —g gx 21.22轨迹方程y=xtga —av gx 2202cos 21。
23向心加速度 a=Rv 21。
24圆周运动加速度等于切向加速度与法向加速度矢量和a=a t +a n1。
25 加速度数值 a=22n t a a +1.26 法向加速度和匀速圆周运动的向心加速度相同a n =Rv 21.27切向加速度只改变速度的大小a t =dtdv 1.28 ωΦR dtd R dt ds v ===1.29角速度 dtφωd =1.30角加速度 22dt dtd d φωα== 1。
31角加速度a 与线加速度a n 、a t 间的关系a n =222)(ωωR R R R v == a t =αωR dtd R dt dv ==牛顿第一定律:任何物体都保持静止或匀速直线运动状态,除非它受到作用力而被迫改变这种状态。
第一章 质点运动学和牛顿运动定律1.1平均速度 v =t△△r1.2 瞬时速度 v=lim 0△t →△t △r =dt dr1. 3速度v=dtds==→→lim lim△t 0△t △t△r 1.6 平均加速度a =△t△v1.7瞬时加速度(加速度)a=lim 0△t →△t △v =dt dv1.8瞬时加速度a=dt dv =22dt rd1.11匀速直线运动质点坐标x=x 0+vt 1.12变速运动速度 v=v 0+at1.13变速运动质点坐标x=x 0+v 0t+21at 21.14速度随坐标变化公式:v 2-v 02=2a(x-x 0) 1.15自由落体运动 1.16竖直上抛运动⎪⎩⎪⎨⎧===gy v at y gtv 22122 ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=-=-=gyv v gt t v y gt v v 221202200 1.17 抛体运动速度分量⎩⎨⎧-==gt a v v av v yx sin cos 001.18 抛体运动距离分量⎪⎩⎪⎨⎧-•=•=20021sin cos gt t a v y t a v x1.19射程 X=g av 2sin 21.20射高Y=gav 22sin 201.21飞行时间y=xtga —ggx21.22轨迹方程y=xtga —av gx 2202cos 2 1.23向心加速度 a=Rv 21.24圆周运动加速度等于切向加速度与法向加速度矢量和a=a t +a n1.25 加速度数值 a=22n t a a +1.26 法向加速度和匀速圆周运动的向心加速度相同a n =Rv 21.27切向加速度只改变速度的大小a t =dtdv1.28 ωΦR dtd R dt ds v ===1.29角速度 dtφωd =1.30角加速度 22dt dtd d φωα== 1.31角加速度a 与线加速度a n 、a t 间的关系a n =222)(ωωR R R R v == a t =αωR dtd R dt dv ==牛顿第一定律:任何物体都保持静止或匀速直线运动状态,除非它受到作用力而被迫改变这种状态。
大学物理电磁学公式总结第一章(静止电荷的电场)1.电荷的基本性质:两种电荷,量子性,电荷守恒,相对论不变性。
2. 库仑定律:两个静止的点电荷之间的作用力F =kq 1q 2r 2e r =q 1q 24πε0r 2e r3. 电力叠加原理:F=ΣF i4. 电场强度:E=Fq 0, q 0为静止电荷5. 场强叠加原理:E=ΣE i用叠加法求电荷系的静电场:E =∑q i4πε0r i2e ri i (离散型) E=∫dq4πε0r 2e r q(连续型)6. 电通量:Φe=∫E •dS s7. 高斯定律:∮E •dS s=1ε0Σq int 8. 典型静电场:1) 均匀带电球面:E=0 (球面内)E=q4πε0r 2e r (球面外)2) 均匀带电球体:E=q4πε0R3r =ρ3ε0r (球体内)E=q4πε0r 2e r (球体外)3) 均匀带电无限长直线: E=λ2πε0r ,方向垂直于带电直线4) 均匀带电无限大平面:E=σ2ε0,方向垂直于带电平面9. 电偶极子在电场中受到的力矩:M=p×E第九章 静电场知识点:1、 用积分方法计算连续带电体电场强度,场强叠加是矢量叠加;首先进行矢量分解,再把同方向的相加;2、 运用高斯定理,计算电荷均匀分布、对称带电体周围空间的场强和电势;关键是分析场强分布特点,选好封闭曲面;(1)电荷在表面均匀分布的带电圆筒;(选择一个封闭圆柱曲面) (2)电荷在表面均匀分布的带电球壳;(选择一个封闭球面) (3)电荷均匀分布的无穷大平面;(选择一个封闭圆柱曲面)3、 根据电势定义用积分方法计算连续带电体的激发的电势,要获得积分路径上场强的分布;电势叠加是标量叠加; 4、 电场强度环路定理一些问题辨识:1、理解高斯定理的内容:(1)只有封闭曲面内的电荷,才对该封闭曲面的电通量有贡献;(2)曲面以外的任何电荷,对该封闭曲面的电通量没有贡献;(3)这里强调的是封闭曲面,如果只是一个有限曲面,是封闭曲面的一部分,里外的电荷对该部分是有电通量贡献的:(4)里、外的电荷都对曲面上的各点产生场强;2、场强等于零的空间点,电势可以不为零;电势为零的空间点,场强可以不为零;1、 有关静电场的论述,正确的是( )(1) 只有封闭曲面内的电荷才对该封闭曲面的电通量有贡献;√(2) 无论封闭曲面内的电荷的位置如何改变,只要不离开该封闭曲面,而且电荷代数和不变,该封闭曲面的电通量就不变;√(3) 封闭曲面内部的任何电荷的位置的改变,尽管不离开该封闭曲面,而且电荷代数和不变,该封闭曲面的电通量也要发生改变;×(4) 封闭曲面外的电荷激发的场强对该封闭曲面上的任何面元的电通量的贡献为零;×(5) 如果封闭曲面的电通量为零,则该封闭曲面上任何面元上的电场强度一定为零;×(6) 如果封闭曲面的电通量不为零,则该封闭曲面上任何面元的电通量的一定不为零;×(7) 电场强度为零的空间点,电势一定为零;×(8) 在均匀带电的球壳内部,电场强度为零,但电势不为零;√计算场强的三种方法,按照问题的实际情况选择最方便的方法: (1) 根据连续带电体的积分公式; (2) 采用高斯定理;(3) 先获得电势分布公式,然后计算偏导数;z z y x U E y z y x U E x z y x U E z y x ∂∂-=∂∂-=∂∂-=),,(;),,(;),,(计算电势分布首先计算场强分布,再计算电势分布;➢ 第三章(电势)1. 静电场是保守场:∮E •dr L=0 2. 电势差:φ1 –φ2=∫E •dr (p2)(p1)电势:φp =∫E •dr (p0)(p) (P0是电势零点) 电势叠加原理:φ=Σφi 3. 点电荷的电势:φ=q 4πε0r电荷连续分布的带电体的电势:φ=∫dq4πε0r4. 电场强度E 与电势φ的关系的微分形式:E=-grad φ=-▽φ=-(∂φ∂x i+∂φ∂y j+∂φ∂z k)电场线处处与等势面垂直,并指向电势降低的方向;电场线密处等势面间距小。
1.理想气体物态方程:pV=NkT 变形1:Pv=νRT (R=N A k)变形2:P=nkT (n=N/V为分子数密度)2.理想气体压强公式:P=(1/3)nmv^2 变形:P=2/3nεk (εk分子平均平动动能)3理想气体平均平动动能与温度关系:1/2mv^2=εk=3/2kT4方均根速率: Vrms=(3kT/m)^(1/2)= (3Rt/M)^(1/2)5自由度:单i=3 双刚=5 双非=7 三以上刚=6 ε =i1/2kT6理想气体内能:E=N A i1/2kT =i/2RT7三种统计速率:1)最概然速率V p=(2kT/m)^(1/2)= (2RT/M)^(1/2) 2)平均速率v =(8kT/πm)^(1/2) 3)4 8分子平均碰撞次数:Z,分子连续两次碰撞间的路程均值叫做平均自由程λλ=v/ Z Z =1.41πd ^2 vn 9准静态过程中体积变化做功:ΔW=PΔV=(Sv1v2)pdV10.摩尔定体热容:C v,m=dQ/dT dE=:C v,m* dT11热机效率:η=W/Q1 =(Q1-Q2)/Q1 =1-Q1/Q2 (Q1为吸热量 Q2为热源吸收量)12等体过程中V为常量,即dW=0 dQ=dE 吸收热量全部转化为内能13转动定理:M=Jα常见转动惯量1)中心轴细棒:ml^2 /12 2)圆柱体:mR^2 / 2 3)薄圆环J=mR24)端点轴细棒:J=ml2/14平行轴定理:J=J C+md215电容器电能:W=1/2 QU=1/2 CU216 电场能量密度:w=1/2εΕ217.磁场能量:W=1/2 LI2 密度w=W/V=B2/2μ19.毕奥撒法尔定律:dB=(μ0/4π)*(Idlsinθ/r^2)= (μ0/4π)*(Idl e r/r^2)20.运动电荷磁场:B=(μ0/4π)*(qvr/r^3)21.无限长直导线B=μ0I/2πr022.库伦定律 F=(1/4πε0)(q1q2/r^2)e r23圆形载流导线轴线上一点 B=(μ0/2)(R2I/(R2+x2)3/2) x>>R B=μ0IR2/2x3A-B 等温膨胀内能不变对外做功W1=从T1高温处吸热Q1W1=Q1=vRTT1ln(V2/V1)B-C 绝热膨胀对外做功等于气体减少的内能W2=vCv,m(T1-T2)C-D 等温压缩:外界对气体做功等于气体给低温热源的热量W3=Q2= vRTT2ln(V4/V3)。
电磁学1.定义:①E 和B :F =q(E +V ×B )洛仑兹公式②电势:⎰∞⋅=rr d E U电势差:⎰-+⋅=l d E U电动势:⎰+-⋅=ld K ε(qF K 非静电=) ③电通量:⎰⎰⋅=S d E eφ磁通量:⎰⎰⋅=S d B Bφ磁通链:ΦB =N φB 单位:韦伯(Wb )p=ql④电偶极矩:磁矩:m =I S=IS nˆ ⑤电容:C=q/U 单位:法拉(F )*自感:L=Ψ/I 单位:亨利(H ) *互感:M=Ψ21/I 1=Ψ12/I 2 单位:亨利(H ) ⑥电流:I =dtdq ; *位移电流:I D =ε0dtd e φ 单位:安培(A )⑦*能流密度: B E S ⨯=μ12.实验定律①库仑定律:0204r r Qq Fπε=②毕奥—沙伐尔定律:204ˆr r l Id B d πμ⨯= ③安培定律:d F =I l d ×B④电磁感应定律:ε感= –dtd Bφ 动生电动势:⎰+-⋅⨯=l d B V)(ε感生电动势:⎰-+⋅=l d E iε(E i 为感生电场)*⑤欧姆定律:U=IR (E =ρj)其中ρ为电导率3.*定理(麦克斯韦方程组)电场的高斯定理:⎰⎰=⋅0εq S d E ⎰⎰=⋅0εq S d E 静(E静是有源场)⎰⎰=⋅0S d E感 (E 感是无源场)E =F/q 0 单位:N/C =V/mB=F max /qv ;方向,小磁针指向(S →N );单位:特斯拉(T )=104高斯(G )Θ ⊕ -q l+q磁场的高斯定理:⎰⎰=⋅0S d B⎰⎰=⋅0S d B(B稳是无源场) ⎰⎰=⋅0S d B(B 感是无源场)电场的环路定理:⎰-=⋅dtd l d E B φ⎰=⋅0l d E静(静电场无旋) ⎰-=⋅dtd l d E B φ感(感生电场有旋;变化的磁场产生感生电场)安培环路定理:d I I l d B 00μμ+=⋅⎰⎰=⋅I l d B 0μ稳(稳恒磁场有旋) dtd l d Be φεμ00⎰=⋅ 感(变化的电场产生感生磁场)4.常用公式①无限长载流导线:r I B πμ20= 螺线管:B=nμ0I②带电粒子在匀强磁场中:半径qBmV R =周期qBm T π2=磁矩在匀强磁场中:受力F=0;受力矩B m M⨯= ③电容器储能:W c =21CU 2 *电场能量密度:ωe =21ε0E 2 电磁场能量密度:ω=21εE 2+021μB 2*电感储能:W L =21LI 2 *磁场能量密度:ωB =021μB 2电磁场能流密度:S=ωV④ *电磁波:C=001εμ=3.0×108m/s 在介质中V=C/n,频率f=ν=021εμπ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+φ-2πx/λ) 简谐振动方程:ξ=Acos(ωt+φ) 波形方程:ξ=Acos(2πx/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=Acos φ初相φ——x=0处t=0时相位 (x 0,V 0) V 0= –A ωsin φ 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=mk /周期T ——振动一次的时间 单摆ω=l g /波速V ——波的相位传播速度或能量传播速度。
第一章 质点运动学和牛顿运动定律1.1平均速度 v =t△△r1.2 瞬时速度 v=lim 0△t →△t △r =dt dr1. 3速度v=dtds==→→lim lim△t 0△t △t△r 1.6 平均加速度a =△t△v1.7瞬时加速度(加速度)a=lim 0△t →△t△v =dt dv1.8瞬时加速度a=dt dv =22dt rd1.11匀速直线运动质点坐标x=x 0+vt 1.12变速运动速度 v=v 0+at 1.13变速运动质点坐标x=x 0+v 0t+21at 21.14速度随坐标变化公式:v 2-v 02=2a(x-x 0) 1.15自由落体运动 1.16竖直上抛运动⎪⎩⎪⎨⎧===gy v at y gtv 22122 ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=-=-=gy v v gt t v y gt v v 221202200 1.17 抛体运动速度分量⎩⎨⎧-==gt a v v av v yx sin cos 001.18 抛体运动距离分量⎪⎩⎪⎨⎧-•=•=20021sin cos gt t a v y t a v x1.19射程 X=g av 2sin 21.20射高Y=gav 22sin 201.21飞行时间y=xtga —ggx 21.22轨迹方程y=xtga —av gx 2202cos 2 1.23向心加速度 a=Rv 21.24圆周运动加速度等于切向加速度与法向加速度矢量和a=a t +a n1.25 加速度数值 a=22n t a a +1.26 法向加速度和匀速圆周运动的向心加速度相同a n =Rv 21.27切向加速度只改变速度的大小a t =dtdv1.28 ωΦR dtd R dt ds v ===1.29角速度 dtφωd =1.30角加速度 22dt dtd d φωα== 1.31角加速度a 与线加速度a n 、a t 间的关系a n =222)(ωωR R R R v == a t =αωR dtd R dt dv ==牛顿第一定律:任何物体都保持静止或匀速直线运动状态,除非它受到作用力而被迫改变这种状态。
第一章 质点运动学和牛顿运动定律1.1平均速度 v =t△△r1.2 瞬时速度 v=lim△t →△t △r =dtdr1. 3速度v=dtds ==→→lim lim△t 0△t △t△r 1.6 平均加速度a =△t△v1.7瞬时加速度(加速度)a=lim△t →△t △v =dtdv1.8瞬时加速度a=dt dv =22dt rd1.11匀速直线运动质点坐标x=x 0+vt 1.12变速运动速度 v=v 0+at1.13变速运动质点坐标x=x 0+v 0t+21at 21.14速度随坐标变化公式:v 2-v 02=2a(x-x 0) 1.15自由落体运动 1.16竖直上抛运动⎪⎩⎪⎨⎧===gy v at y gtv 22122 ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=-=-=gyv v gt t v y gt v v 221202200 1.17 抛体运动速度分量⎩⎨⎧-==gt a v v av v yx sin cos 001.18 抛体运动距离分量⎪⎩⎪⎨⎧-∙=∙=20021sin cos gt t a v y t a v x 1.19射程 X=g av 2sin 21.20射高Y=gav 22sin 201.21飞行时间y=xtga —ggx21.22轨迹方程y=xtga —av gx 2202cos 2 1.23向心加速度 a=Rv 21.24圆周运动加速度等于切向加速度与法向加速度矢量和a=a t +a n1.25 加速度数值 a=22n t a a +1.26 法向加速度和匀速圆周运动的向心加速度相同a n =Rv 21.27切向加速度只改变速度的大小a t =dtdv1.28 ωΦR dtd R dt ds v ===1.29角速度 dtφωd =1.30角加速度 22dt dtd d φωα== 1.31角加速度a 与线加速度a n 、a t 间的关系a n =222)(ωωR RR R v == a t =αωR dt d R dt dv ==牛顿第一定律:任何物体都保持静止或匀速直线运动状态,除非它受到作用力而被迫改变这种状态。
大物下公式汇总第五章静电场5.1库仑定律:真空中两个静止的点电荷之间相互作用的静电力F 的大小与它们的带电量q 1、q 2的乘积成正比,与它们之间的距离r 的二次方成反比,作用力的方向沿着两个点电荷的连线。
221041r q q F πε= 基元电荷:e=1.602C 1910-? ;0ε真空电容率=8.851210-? ; 041πε=8.99910? 5.2 r r q q F ?412210πε= 库仑定律的适量形式 5.3场强 0q F E = 5.4 r r Q q F E 3004πε== r 为位矢 5.5 电场强度叠加原理(矢量和)5.6电偶极子(大小相等电荷相反)场强E 3041r P πε-= 电偶极距P=ql 5.7电荷连续分布的任意带电体??==r r dq dE E ?4120πε 均匀带点细直棒5.8 θπελθcos 4cos 20l dx dE dE x == 5.9 θπελθsin 4sin 20l dx dE dE y == 5.10[]j sos a i a rE )(cos )sin (sin 40ββπελ-+-= 5.11无限长直棒j r E 02πελ=5.12 dSd E E Φ= 在电场中任一点附近穿过场强方向的单位面积的电场线数 5.13电通量θcos EdS EdS d E ==Φ5.14 dS E d E ?=Φ5.15 ??=Φ=Φs E E dS E d 5.16 ?=Φs E dS E 封闭曲面高斯定理:在真空中的静电场内,通过任意封闭曲面的电通量等于该封闭曲面所包围的电荷的电量的代数和的01ε 5.17 ?∑=S q dS E 01ε 若连续分布在带电体上=?Q dq 01ε 5.19 ) ?4120Rr r rQ E ?=(πε 均匀带点球就像电荷都集中在球心 5.20 E=0 (r<=""5.21="" p="" 均匀带点球壳内部场强处处为零="">2εσ=E 无限大均匀带点平面(场强大小与到带点平面的距离无关,垂直向外(正电荷)) 5.22)11(400ba ab r r Qq A -=πε 电场力所作的功 5.23 ?=?L dl E 0 静电场力沿闭合路径所做的功为零(静电场场强的环流恒等于零) 5.24 电势差 ??=-=b a b a ab dl E U U U 5.25 电势??=无限远a a dl E U 注意电势零点5.26 )(b a ab ab U U q U q A -=?= 电场力所做的功 5.27 r r QU ?40πε= 带点量为Q 的点电荷的电场中的电势分布,很多电荷时代数叠加,注意为r 5.28 ∑==n i i i a r q U 104πε电势的叠加原理 5.29 ?=Q a r dq U 04πε 电荷连续分布的带电体的电势 5.30 rr P U ?430πε= 电偶极子电势分布,r 为位矢,P=ql5.31 21220)(4x R QU +=πε 半径为R 的均匀带电Q 圆环轴线上各点的电势分布5.36 W=qU 一个电荷静电势能,电量与电势的乘积 5.37 E E 00εσεσ==或静电场中导体表面场强 5.38 Uq C = 孤立导体的电容 5.39 U=RQ04πε 孤立导体球 5.40 R C 04πε= 孤立导体的电容 5.41 21U U q C -= 两个极板的电容器电容 5.42 dS U U q C 021ε=-= 平行板电容器电容 5.43 )ln(2120R R L U Q C πε== 圆柱形电容器电容R2是大的 5.44 rUU ε=电介质对电场的影响 5.45 00U U C C r ==ε 相对电容率 5.46 d Sd C C r r εεεε===00 ε= 0εεr 叫这种电介质的电容率(介电系数)(充满电解质后,电容器的电容增大为真空时电容的r ε倍。
大学物理下册公式总结大学物理下册是物理学专业学生学习的重要课程之一,其中包含了大量的公式和定理。
这些公式和定理是物理学的基础,可以帮助我们理解和解决各种物理问题。
下面是对大学物理下册中常见的公式进行总结。
1. 力学力学是物理学的基础学科,主要研究物体的运动和力的作用。
下面是力学中常用的公式:1.1 牛顿第一定律:物体在没有外力作用的情况下会保持静止或匀速直线运动。
1.2 牛顿第二定律:物体的加速度与作用在物体上的力成正比,与物体的质量成反比。
F=ma。
1.3 牛顿第三定律:物体间的相互作用力大小相等,方向相反。
1.4 质点的动能公式:动能等于质点质量乘以速度的平方的一半。
K=1/2mv^2。
1.5 动量定理:物体的动量改变等于作用在物体上的力乘以时间。
I=Δp=FΔt。
2. 动力学动力学研究物体间力的作用和作用力之间的关系。
下面是动力学中常见的公式:2.1 弹簧力公式:弹簧的力等于弹性系数乘以弹簧的伸长量。
F=kx。
2.2 引力定律:两个物体之间的引力等于它们质量的乘积除以它们之间的距离的平方。
F=G(m1·m2)/r^2。
2.3 斯托克斯定律:物体在流体中运动时所受到的阻力与物体速度的大小、流体的粘性、物体横截面积和流体速度的方向有关。
2.4 圆周运动的向心力公式:物体做圆周运动时,所受到的向心力等于物体质量乘以速度的平方除以半径。
F=mV^2/R。
3. 热学热学研究物体热力学性质,包括热量传递、温度等方面。
下面是热学中常见的公式:3.1 热传导定律:热传导的速率正比于传导物质的温度差和传导物质横截面积,反比于物质厚度。
Q/t=K(AΔT)/L。
3.2 理想气体状态方程:理想气体的压强乘以体积等于气体的物质的量乘以理想气体常数乘以气体的温度。
PV=nRT。
4. 电磁学电磁学研究电荷和电荷之间的相互作用,电场和磁场等方面。
下面是电磁学中常见的公式:4.1 库仑定律:两个电荷的相互作用力等于它们电荷的乘积除以它们之间距离的平方,再乘以库仑常数。
第一章质点运动学和牛顿运动定律△r1.1 均匀速度v =△t刹时速度 v= lim△r dr=△t 0△t dt△rlim0ds1. 3 速度 v=dtlim0△t△t△t均匀加快度 a =△v△ta= lim△v dv 刹时加快度(加快度)=△t0△t dt刹时加快度 a= dv=d2r dt dt 2匀速直线运动质点坐标x=x +vt变速运动速度 v=v 0+at变速运动质点坐标x=x0+v0t+ 1 at2222速度随坐标变化公式:v0)-v0 =2a(x-x自由落体运动竖直上抛运动v gt v v0gty 1 at2y v0 t 1 gt2 22 v22gy v2v022gy抛体运动速度重量v x v0 cosav y v0 sin a gtx v0 cos a ?t抛体运动距离重量y v0sin a ?t 1 gt22圆周运动加快度等于切向加快度与法向加快度矢量和 a=a t +a n加快度数值a=a t2a n2法向加快度和匀速圆周运动的向心加快度同样a n= v2R切向加快度只改变速度的大小a t =dvds R dΦdtv Rωdt dt角速度ωdφdt角加快度αdω d 2φdt dt 2角加快度 a 与线加快度 a 、 a 间的关系n t2ω 2a t =dvωa n=v(R )Rω2RαR dR R dt dt牛顿第必定律:任何物体都保持静止或匀速直线运动状态,除非它遇到作使劲而被迫改变这类状态。
牛顿第二定律:物体遇到外力作用时,所获取的加快度 a 的大小与外力 F 的大小成正比,与物体的质量 m成反比;加快度的方向与外力的方向同样。
1.37 F=ma牛顿第三定律:若物体 A 以力 F1作用与物体 B,则同时物体 B 必以力 F2作用与物体 A;这两个力的大小相等、方向相反,并且沿同向来线。
万有引力定律:自然界任何两质点间存在着互相吸引力,其大小与两质点质量的乘积成正比,与两质点间的距离的二次方成反比;引力的方向沿两质点的连线1.39F=Gm1m2G 为万有引力称量×r 2v02 sin 2a 1.19 射程 X=g射高Y= v02 sin 2a2g1.21 飞翔时间y=xtga —gx2g10-1122N? m/kg重力 P=mg (g重力加快度 )重力 P=GMmr 2M有上两式重力加快度g=G r2 ( 物体的重力加快度与物体自己的质量没关,而紧随它到地心的距离而变)1.22 轨迹方程y=xtga —gx21.43 胡克定律 F= — kx (k是比率常数,称为弹簧的劲度1.23 向心加快度a=2v02 cos2 av 2系数 )最大静摩擦力f最大=μ0N(μ 0静摩擦系数)R滑动摩擦系数 f= μN ( μ滑动摩擦系数略小于μ )第二章 守恒定律动量 P=mvd (mv)dP 牛顿第二定律 F=dt dt动量定理的微分形式 Fdt=mdv=d(mv)dvF=ma=mdtt 2 v 2Fdt = d (mv) = mv 2- mv 1t 1v 1冲量 I= t 2 Fdtt 1动量定理 I=P 2-P 1均匀冲力 F 与冲量I=t 2Fdt = F (t -t )t 1 21t 2IFdtmv 2 mv 1均匀冲力 F ==t 1t 1 t 2 t 1=t 1t 2t 2质点系的动量定理 (F 1 +F 2 ) △ t=(m 1v 1+m 2v 2) —(m 1v 10+m 2 v 20)左面为系统所受的外力的总动量,第一项为系统的末动量,二为初动量nnn2.13 质点系的动量定理:F i △ tm i v im i vi 0i 1i 1i 1作用在系统上的外力的总冲量等于系统总动量的增量2.14 质点系的动量守恒定律 (系统不受外力或外力矢量和 为零)nnm i v i =m i v i0 =常矢量i1i 1L p ? R mvR 圆周运动角动量R 为半径Lp ? dmvd 非圆周运动, d 为参照点 o 到 p点的垂直距离L mvr sin 同上MFd Fr sin F 对参照点的力矩Mr ? F力矩MdL作用在质点上的合外力矩等于质点角动dt量的时间变化率dLdt假如关于某一固定参照点, 质点(系)L 常矢量所受的外力矩的矢量和为零, 则此质点关于该参照点的角动量保持不变。
大学物理下册公式大全电磁学1.定义:①E 和B : F =q(E +V ×B )洛仑兹公式 ②电势:rrd E U电势差: l d E U电动势:l d K (q F K 非静电)③电通量: S d E e 磁通量: Sd B B磁通链:ΦB =N φB 单位:韦伯(Wb )④电偶极矩:p =q l 磁矩:m =I S =IS n ˆ ⑤电容:C=q/U 单位:法拉(F )*自感:L=Ψ/I 单位:亨利(H )*互感:M=Ψ21/I 1=Ψ12/I 2 单位:亨利(H ) ⑥电流:I =dtdq ; *位移电流:I D =ε0dtd e 单位:安培(A )⑦*能流密度: BE S12.实验定律①库仑定律:0204r r Qq F②毕奥—沙伐尔定律:24ˆr r l Id B d③安培定律:d F =I l d ×B④电磁感应定律:ε感= –dt d B动生电动势:ld B V)(感生电动势:ld E i(E i 为感生电场)*⑤欧姆定律:U=IR (E=ρj )其中ρ为电导率3.*定理(麦克斯韦方程组) 电场的高斯定理:0 q S d E0 q S d E静(E静是有源场) 0S d E 感(E 感是无源场)磁场的高斯定理: 0S d B 0S d B (B 稳是无源场) 0S d B (B感是无源场)E =F /q 0 单位:N/C =V/m B=F max /qv ;方向,小磁针指向(S →N );单位:特斯拉(T )=104高斯(G )Θ ⊕ -q l +q电场的环路定理: dt d l d E B 0l d E 静 (静电场无旋)dt d l d E B 感(感生电场有旋;变化的磁场产生感生电场) 安培环路定理:dI I l d B 00 I l d B 0稳 (稳恒磁场有旋)dt d l d B e00 感(变化的电场产生感生磁场) 4.常用公式①无限长载流导线:r I B 20螺线管:B=nμ0I ②带电粒子在匀强磁场中:半径qB mV R周期qB mT 2磁矩在匀强磁场中:受力F=0;受力矩B m M③电容器储能:W c =21CU 2 *电场能量密度:ωe =21ε0E 2电磁场能量密度:ω=21ε0E 2+021 B 2*电感储能:W L =21LI 2 *磁场能量密度:ωB =21 B 2 电磁场能流密度:S=ωV④ *电磁波:C=001=3.0×108m/s 在介质中V=C/n,频率f=ν=0021波动学1.定义和概念简谐波方程: x 处t 时刻相位 振幅ξ=Acos(ωt+φ-2πx/λ) 简谐振动方程:ξ=Acos(ωt+φ) 波形方程:ξ=Acos(2πx/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=Acos φ初相φ——x=0处t=0时相位 (x 0,V 0) V 0= –A ωsin φ 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=m k /周期T ——振动一次的时间 单摆ω=l g /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= /T 光速V=C/n 空气V= /B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.x处落后0点的相位0点处初相0点处相位振动量 (位移)2.方法、定律和定理 ①旋转矢量法: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A在x方向的投影.相干光合成振幅:A=cos 2212221A A A A其中:Δφ=φ1-φ2– 2(r 2–r 1当φ1-φ2=0时,光程差δ=(r 2–r 1) ② ③菲涅尔原理:波面子波相干叠加确定其后任一点的振动.④*马吕斯定律:I 2=I 1cos 2θ ⑤*布儒斯特定律:当入射光以I p 入射角入射时则反射光为垂直入射面振动的完全偏振光.I p 称布儒斯特角,其满足:tg i p = n 2/n 13.公式振动能量:E k =mV 2/2=E k (t) E= E k +E p =kA 2/2 E p =kx 2/2= (t)*波动能量:2221A I=V A V 2221 ∝A 2*驻波:波节间距d=λ/2 基波波长λ0=2L基频:ν0=V/λ0=V/2L; 谐频:ν=nν0*多普勒效应: 机械波sRV V V V'(V R ——观察者速度;V s ——波源速度)对光波rrV C V C'其中V r 杨氏双缝: dsin θ=kλ(明纹) θ≈sin θ≈y/D 条纹间距Δy=D/λd单缝衍射(夫琅禾费衍射):asin θ=kλ(暗纹)θ≈sin θ≈y/f瑞利判据:θmin =1/R =1.22λ/D (最小分辨角)光栅:dsin θ=kλ(明纹即主极大满足条件) tg θ=y/fd=1/n=L/N (光栅常数)薄膜干涉:(垂直入射)δ反=2n2t+δ0 δ0= 0 中 λ/2 极 增反:δ反=(2k+1)λ/2 增透:δ反=k λ现代物理(一)量子力学1.普朗克提出能量量子化:ε=hν(最小一份能量值) 2.爱因斯坦提出光子假说:光束是光子流.光电效应方程:hν=21mv2+A 其中: 逸出功A=hν0(ν0红限频率) 最大初动能21mv2=eUa (Ua 遏止电压) 3.德布罗意提出物质波理论:实物粒子也具有波动性.则实物粒子具有波粒二象性:ε=hν=mc 2 对比光的二象性: ε==mc 2 p=h/λ=mv p=h/λ=m c注:对实物粒子:2210c Vm m>0且ν≠c/λ亦ν≠V/λ;而对光子:m 0=0且ν=C/λ 4.海森伯不确定关系: ΔxΔpx ≥h/4π ΔtΔE ≥h/4π 波函数意义:202=粒子在t时刻r处几率密度.归一化条件:12dV Ψ的标准条件:连续、有限、单值. (二)狭义相对论:1.两个基本假设:①光速不变原理:真空中在所有惯性系中光速相同,与光源运动无关. ②狭义相对性原理:一切物理定律在所有惯性系中都成立. 2.洛仑兹变换:Σ’系→Σ系 Σ系→Σ’系 x=γ(x’+vt’) x’=γ(x - vt) y=y’ y’=y z=z’ z’=zt=γ(t’+vx’/c 2) t’=γ(t-vx/c 2)其中:2211c v因V 总小于C 则γ≥0所以称其为膨胀因子;称β=221c v为收缩因子. 3.狭义相对论的时空观:①同时的相对性:由Δt=γ(Δt’+v Δx’/c 2),Δt’=0时,一般Δt ≠0.称x’/c 2为同时性因子. ②运动的长度缩短:Δx=Δx’/γ≤Δx ′ ③运动的钟变慢:Δt=γΔt’≥Δt ′ 4.几个重要的动力学关系: ① 质速关系m=γm 0② 质能关系E=mc 2 粒子的静止能量为:E 0=m 0c 2粒子的动能为:E K=mc2– m0c2=242212082)111(22cVmVmcmcv当V<<c时,E K≈mV2/2 *③动量与能量关系:E2–p2c2=E02 *5.速度变换关系:Σ’系→Σ系:'1'2xcvxx uvuu'11'22xcvcvyy uuu'11'22xcvcvzz uuuΣ系→Σ’系:'1'2xcvxx uvuu'11'22xcvcvyy uuu'11'22xcvcvzz uuu。
大学物理公式大全大学物理所有的公式应有尽有大学物理公式大全大学物理是一门基础科学课程,它研究物质的运动、能量与力的相互作用关系。
作为学习物理的学生,熟练掌握各种物理公式是非常重要的。
本文将为大家提供一份大学物理公式大全,以帮助读者更好地学习和理解物理知识。
1. 动力学公式1.1 速度公式:v = Δx/Δt1.2 加速度公式:a = Δv/Δt1.3 位移公式:Δx = v * Δt + 1/2 * a * (Δt)^21.4 牛顿第二定律公式:F = m * a1.5 动量公式:p = m * v1.6 冲量公式:J = F * Δt1.7 功公式:W = F * Δx1.8 功率公式:P = W/Δt2. 静力学公式2.1 引力公式:F = G * (m1 * m2) / r^22.2 压强公式:P = F/A2.3 压强传递原理公式:p1 * A1 = p2 * A22.4 浮力公式:F = ρ * V * g2.5 杨氏模量公式:Y = F/A * ΔL/L2.6 霍克定律公式:F = k * Δx3. 动能和势能公式3.1 动能公式:E_k = 1/2 * m * v^23.2 势能公式:E_p = m * g * h3.3 机械能守恒公式:E_k1 + E_p1 + W_nc = E_k2 + E_p24. 热学公式4.1 温度转换公式:F = 9/5 * C + 324.2 热量传递公式:Q = m * c * ΔT4.3 热平衡条件公式:m1 * c1 * ΔT1 = m2 * c2 * ΔT24.4 热功定理公式:Q = W4.5 热力学第一定律公式:ΔU = Q - W4.6 熵变公式:ΔS = Q/T5. 电学公式5.1 电场强度公式:E = F/q5.2 电势公式:V = U/q5.3 电流公式:I = Q/Δt5.4 电阻公式:R = V/I5.5 欧姆定律公式:V = I * R5.6 等效电阻公式(串联):1/R = 1/R1 + 1/R2 + ...5.7 等效电阻公式(并联):1/R = 1/R1 + 1/R2 + ...6. 波动和光学公式6.1 波长公式:λ = v/f6.2 光速公式:c = λ * f6.3 光的折射公式:n1 * sinθ1 = n2 * sinθ26.4 焦距公式:1/f = 1/d_o + 1/d_i6.5 图像放大率公式:m = h_i/h_o = -d_i/d_o7. 声学公式7.1 声速公式:v = λ * f7.2 声强公式:I = P/A7.3 声品质公式:Q = f/Δf7.4 谐振频率公式:f = nv/2L8. 磁学公式8.1 洛伦兹力公式:F = q * (v × B)8.2 磁感应强度公式:B = μ * N * I/L本文只是简要列举了大学物理中的一些常用公式,并不全面。
引言概述:大学物理是一门基础而重要的学科,涵盖了广泛的知识领域,其中包括了许多重要的物理公式。
这些公式是研究物理现象和解决物理问题时的基础工具。
本文将为您提供一份大学物理公式的完整指南,详细介绍了五个主要领域的公式,并对每个公式的应用和推导进行深入讨论。
正文内容:一、牛顿力学1.牛顿第一定律公式:F=ma2.牛顿第二定律公式:F=dp/dt=md^2x/dt^23.牛顿第三定律公式:F_1=F_24.大轨道运动定律公式:F=Gm_1m_2/r^25.动能定理公式:K=1/2mv^26.动量守恒定律公式:m_1v_1i+m_2v_2i=m_1v_1f+m_2v_2f 7.动量冲量定理公式:Fdt=dp8.万有引力定律公式:F=G(m_1m_2)/r^29.刚体转动定律公式:τ=Iα二、电磁学1.库仑定律公式:F=k(q_1q_2/r^2)2.电场强度公式:E=F/q3.电势能公式:U=k(q/r)4.法拉第电磁感应定律公式:ε=dΦ/dt5.汤姆生公式公式:U_L=1/2LI^26.麦克斯韦方程组公式:∇E=ρ/ε_0,∇H=0,∇xE=∂B/∂t,∇xH=J/ε_0+∂D/∂t 7.安培定律公式:Bl=μI8.毕奥萨伐尔定律公式:F=μ0I_1I_2(l/2πr)9.弗朗西斯电磁感应定律公式:V=NdΦ/dt三、光学1.折射定律公式:n_1sin(θ_1)=n_2sin(θ_2)2.薄透镜公式公式:1/f=1/do+1/di3.杨氏双缝干涉公式公式:x=λL/d4.光的多普勒效应公式:f'=f(v+v_observer)/(v+v_source)5.镜面成像公式公式:1/do+1/di=1/f6.光程差公式公式:ΔL=nλ7.马吕斯定律公式:θ_1/θ_2=v_1/v_2=λ_1/λ_2 8.射电天文学公式公式:v_r=cΔλ/λ9.艾里斑公式公式:asinθ=mλ四、热学1.热力学第一定律公式:ΔU=QW2.理想气体状态方程公式:PV=nRT3.熵增定律公式:ΔS=Q/T4.热传导公式公式:dQ/dt=kAdT/dx5.热容定律公式:Q=mcΔT6.热平衡定理公式:m_1c_1T_1+m_2c_2T_2=m_3c_3T_3 7.热工学效率公式公式:η=(W/Q_H)100%8.理想气体绝热过程公式公式:PV^γ=常数9.热平衡定理公式:Q_H=Q_C+W五、量子力学1.德布罗意波长公式公式:λ=h/p2.斯特恩格拉赫实验公式公式:Δθ=eV/h3.声子的能量公式公式:E=hf4.泡利不相容原理公式:ΔpΔq≥h/2π5.薛定谔方程公式:iħ∂ψ/∂t=ħ^2/(2m)∇^2ψ+Vψ6.库仑势能公式公式:V(r)=k/r7.波恩定则公式:N=2l+18.熟悉派塞尔公式公式:Ψ=[2/(πa_0^3)]^1/2exp(r/a_0)9.波尔理论公式:E=13.6Z^2/n^2总结:大学物理中的公式是解决物理问题和研究物理现象的重要工具。
1.元电荷——电子(质子)所带的电量(e=1.60×10-19C )为所有电量中的最小值,叫做元电荷。
2.库伦定律:处在静止状态的两个点电荷,在真空(空气)中的相互作用力,与两个点电荷的电量成正比,与两个点电荷间距离的平方成反比,作用的方向沿着两个点电荷的连线221r q q k F =(其中k 为比例系数,F m /1099⨯=)静电力021041r r q q F q πε=(其中0ε为电容率m F /1085.812-⨯=,0r 为人的单位矢量。
3.电场中某点的电场强度E 的大小等于单位电荷在该点受力的大小,其方向为正电荷在该点受力的方向:020041r r q q F E πε==,在已知静电场中各点电场强度的条件下电荷q 的静电力qE F =。
4.点电荷系在某点P 产生的电场强度等于各点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和,这称为电场的叠加原理。
5.电偶极子:两个大小相等的异号点电荷+q 和-q ,相距为l ,如果要计算电场强度的各场点相对这一对电荷的距离r 要比l 大的多,这样一对点电荷称为电偶极子。
ql p =,p 为点偶极子电偶极距,l 的方向规定为由负电荷指向正电荷。
6.静电场中的电场线有两条重要的性质:(1)电场线总是起自正电荷,终止于负电荷(或从正电荷伸向无限远,或来自无限远到负电荷止);(2)电场线不会自成闭合线,任意两条电场线也不会相交。
7.电通量:在电场中穿过任意曲面S 的电场线条数称为穿过该面的电通量,用e Φ表示。
8.高斯定理:真空中的任何静电场中,穿过任一闭合曲面的电通量,在数值上等于该闭合曲面内包围的电量的代数和乘以01ε即)(10内∑⎰⎰=∙=Φii s e q dS E ε(不连续分布的源电荷) dV dS E V s e ρε⎰⎰⎰=∙=Φ01(连续分布)。
9.高斯定理的重要意义:把电场与产生电场的源电荷联系起来了,它反映了静电场是有源电场这一基本的性质。
大学物理公式——必背以下是大学物理中需要掌握的一些重要公式:力学运动学- 速度公式:$\vec{v} = \frac{\Delta \vec{x}}{\Delta t}$- 加速度公式:$\vec{a} = \frac{\Delta \vec{v}}{\Delta t}$- 牛顿第一定律:物体静止或匀速直线运动时所受合外力为零。
$\sum \vec{F}=0$- 牛顿第二定律:物体运动的加速度与作用在它上面力的大小成正比,与物体的质量成反比,加速度的方向与力的方向相同。
$\vec{F}=m\vec{a}$- 牛顿第三定律:相互作用的两个物体之间,彼此施加的作用力大小相等,方向相反。
$\vec{F}_{12}=-\vec{F}_{21}$动力学- 动能公式:$E_k = \frac{1}{2}mv^2$- 动能定理:物体动能的增量等于物体受到的合外力沿着物体位移方向所做的功。
$\Delta E_k = W_{\rm net}$万有引力- 引力公式:$F = G\frac{m_1m_2}{r^2}$,其中$G$为万有引力常量,等于6.67×10<sup>-11</sup>N·(m/kg)<sup>2</sup>。
- 开普勒第一定律:行星绕太阳公转轨道是一个椭圆,太阳位于椭圆的一个焦点上。
- 开普勒第二定律:行星与太阳连线在相等的时间内扫过相等的面积。
- 开普勒第三定律:行星绕太阳公转的周期的平方等于它与太阳的平均距离的立方。
$T^2 = \frac{4\pi^2r^3}{GM}$电动力学库仑定律- 库仑定律公式:$F_e =\frac{1}{4\pi\epsilon_0}\frac{q_1q_2}{r^2}$,其中$\epsilon_0$为真空中介电常数,等于 8.85×10<sup>-12</sup>N<sup>-1</sup>·m<sup>-2</sup>·C<sup>2</sup>。
电磁学
1.定义:
①E 和B :
F =q(E +V ×B
)洛仑兹公式
②电势:⎰
∞
⋅=
r
r d E U
电势差:⎰-+
⋅=l d E U
电动势:⎰
+
-
⋅=
l
d K ε(q
F K 非静电
=) ③电通量:⎰⎰⋅=S d E e
φ磁通量:⎰⎰⋅=S d B B
φ磁通链:
ΦB =N φB 单位:韦伯(Wb ) 磁矩:m
=I S
=IS n
ˆ ④电偶极矩:p
=q l
⑤电容:C=q/U 单位:法拉(F )
*自感:L=Ψ/I 单位:亨利(H ) *互感:M=Ψ21/I 1=Ψ12/I 2 单位:亨利(H ) ⑥电流:I =
dt
dq ; *位移电流:I D =ε0
dt
d e φ 单位:安培(A )
⑦*能流密度: B E S ⨯=
μ
1
2.实验定律
①库仑定律:0
204r r
Qq F πε=
②毕奥—沙伐尔定律:204ˆr r l Id B d πμ⨯= ③安培定律:d F =I l d ×B
④电磁感应定律:ε感= –dt
d B
φ 动生电动势:⎰+
-⋅⨯=
l d B V
)(ε
感生电动势:⎰
-
+
⋅=l d E i
ε(E i 为感生电场)
*⑤欧姆定律:U=IR (E =ρj
)其中ρ为电导率 3.*定理(麦克斯韦方程组) 电场的高斯定理:
⎰⎰
=⋅0εq S d E ⎰⎰
=⋅0
εq S d E 静(E
静是有源场)
⎰⎰=⋅0
S d E
感 (E 感是无源场) 磁场的高斯定理:⎰⎰=⋅0S d B
⎰⎰=⋅0S d B
(B 稳是无源场)
E =F
/q 0 单位:N/C =V/m
B=F max /qv ;方向,小磁针指向(S →N );单位:特斯拉(T )=104高斯(G )
Θ ⊕
-q l +q
⎰⎰=⋅0
S d B
(B 感是无源场) 电场的环路定理:⎰
-=⋅dt
d l d E B φ
⎰=⋅0l d E
静
(静电场无旋)
⎰-=⋅dt d l d E B φ 感(感生电场有旋;变化的磁场产生感
生电场)
安培环路定理:d I I l d B 00μμ+=⋅⎰
⎰
=⋅I l d B 0μ
稳 (稳恒磁场有旋) dt
d l d B
e φεμ00⎰=⋅ 感
(变化的电场产生感生磁场)
4.常用公式
①无限长载流导线:r I B πμ20= 螺线管:B=nμ0I
②带电粒子在匀强磁场中:半径qB
mV R =周期qB
m T π2=
磁矩在匀强磁场中:受力F=0;受力矩B m M
⨯=
③电容器储能:W c =21CU 2 *电场能量密度:ωe =21ε0E 2
电磁场能量密度:ω=21ε
0E
2+0
21
μB 2
*电感储能:W L =21LI 2 *磁场能量密度:ωB =0
21μB 2
电磁场能流密度:S=ωV
④ *电磁波:C=
001
εμ=3.0×108m/s 在介质中V=C/n,频率f=ν=
021
εμπ
波动学
1.定义和概念
简谐波方程: x 处t 时刻相位 振幅
简谐振动方程:ξ=Acos(ωt+φ) 波形方程:ξ=Acos(2πx/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=Acos φ 初相φ——x=0处t=0时相位 (x 0,V 0) V 0= –A ωsin φ 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=m k /
周期T ——振动一次的时间 单摆ω=l g /
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=μ/T 光速V=C/n 空气V=ρ/B
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。
2.方法、定律和定理 ①旋转矢量法: 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A
在x方向的投影。
相干光合成振幅: A=φ∆++cos 2212221A A A A
其中:Δφ=φ1-φ2–λπ
2(r 2–r 1当φ1-φ2=0时,光程差δ=(r 2–r 1)
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) ③菲涅尔原理:波面子波相干叠加确定其后任一
点的振动。
④*马吕斯定律:I 2=I 1cos 2θ ⑤*布儒斯特定律:
当入射光以I p 入射角入射时则反射光为垂直入射面振动的
完全偏振光。
I p 称布儒斯特角,其满足:
tg i p = n 2/n 1
3. 公式
振动能量:E k =mV 2/2=E k (t) E= E k +E p =kA 2/2 E p =kx 2/2= (t) *波动能量:222
1A ρωω= I=V A V 222
1ρωω=∝A 2
*驻波:
波节间距d=λ/2 基波波长λ0=2L
基频:ν0=V/λ0=V/2L; 谐频:ν=nν0
*多普勒效应:
机械波ννs
R V V V V -+='(V R ——观察者速度;V s ——波源速度) 对光波ν
νr
r V C V C +-=
'其中V r 指光源与观察者相对速度。
杨氏双缝: dsin θ=kλ(明纹) θ≈sin θ≈y/D 条纹间距Δy=D/λd
单缝衍射(夫琅禾费衍射)
:
asin θ=kλ(暗纹)
θ≈sin θ≈y
/f
瑞利判据:
θ
min =1/R =1.22λ/D (最小分辨角) 光栅: dsin θ=kλ(明纹即主极大满足条件) tg θ=y/f d=1/n=L/N (光栅常数) 薄膜干涉:(垂直入射)
δ反=2n2t+δ0 δ0= 0 中
λ/2 极
增反:δ反=(2k+1)λ/2
增透:δ反=k λ。