大学物理波动学公式集
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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。
物理公式大全——大学物理篇第一章 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 ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=-=-=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 —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 =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。
大学物理公式全集基本概念(定义和相关公式)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:θ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=rω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 an+=ττ其中dtdV a =τ(=rβ),rV na 2=(=r2 ω)1.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)2.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)3.冲量:⎰=dt F I(=FΔt);功:⎰⋅=r d F A(气体对外做功:A=∫PdV )4.动能:mV 2/25.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 P6.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 7.压强:ωn tSISF P 32=∆==8.分子平均平动能:k T 23=ω;理想气体内能:RT s r t M E )2(2++=μ9.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) 10.平均速率:πμRTNdNdV V Vf V V80)(==⎰⎰∞方均根速率:μRTV22=;最可几速率:μRTpV 3=11.熵:S=Kln Ω(Ω为热力学几率,即:一种宏观态包含的微观态数)mg(重力) → mgh-kx (弹性力) → kx 2/2F= r r Mm G ˆ2- (万有引力) →r Mm G - =E p r r Qq ˆ420πε(静电力) →r Qq 04πε12.电场强度:E =F /q 0 (对点电荷:rr q Eˆ420πε=) 13.电势:⎰∞⋅=aar d E U(对点电荷rq U04πε=);电势能:W a =qU a (A= –ΔW) 14. 电容:C=Q/U ;电容器储能:W=CU 2/2;电场能量密度ωe =ε0E 2/2 15. 磁感应强度:大小,B=F max /qv(T);方向,小磁针指向(S →N )。
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。
大学物理公式大全大学物理公式大全(上)1. 运动学公式1.1 一维运动公式- 平均速度(v):v = Δx / Δt- 匀变速直线运动:v = v0 + at,x = v0t + (1/2)at^2,v^2 = v0^2 + 2aΔx- 重力加速度(g):g = 9.8 m/s^21.2 二维运动公式- 向心加速度(a):a = v^2 / r- 圆周运动速度(v):v = 2πr / T- 圆周运动周期(T):T = 2πr / v- 圆周运动角度(θ):θ = s / r2. 力学基本公式1.3 牛顿定律- 牛顿第一定律:物体静止或匀速直线运动时,合力 F = 0- 牛顿第二定律:物体的加速度与作用力成正比,反比于质量,F = ma- 牛顿第三定律:作用力与反作用力大小相等,方向相反,分别作用于两个物体1.4 摩擦力公式- 静摩擦力(fs):fs ≤μsN(µs为静摩擦因数,N为垂直于接触面的合力)- 动摩擦力(fd):fd = μdN(µd为动摩擦因数,N为垂直于接触面的合力)1.5 弹力公式- 弹簧定律:F = -kx(k为弹簧劲度系数,x为弹簧伸长量)3. 动量和能量1.6 动量公式- 动量(p):p = mv(m为质量,v为速度)- 冲击力(F):F = Δp/Δt1.7 动能公式- 动能(K):K = (1/2)mv^21.8 动能定理- 动能定理:W = ΔK = FΔx(W为外力所做的功,ΔK为动能变化量,F为力,Δx为力的位移)4. 旋转运动1.9 角度和弧度- 弧长(s)与半径(r)的关系:s = rθ(θ为角度)- 角度与弧度(rad)的转换关系:θ(rad) = θ(°) x (π/180)1.10 角速度公式- 角速度(ω):ω = ∆θ / ∆t1.11 角加速度公式- 角加速度(α):α = ∆ω / ∆t大学物理公式大全(下)5. 静电学1.12 库仑定律- 库仑定律(静电力):F = k |q1q2| / r^2(q1、q2为电荷,r为距离,k 为库仑常数)1.13 电场强度- 电场强度(E):E = F / q(F为电场力,q为测试电荷)1.14 电势能- 电势能(U):U = k |q1q2| / r(U为电势能,q1、q2为电荷,r为距离,k为库仑常数)6. 电磁感应1.15 法拉第电磁感应定律- 法拉第电磁感应定律:ε = -dΦ / dt(ε为感应电动势,Φ为磁通量,t 为时间变化率的负值)1.16 洛伦兹力公式- 洛伦兹力(F):F = q(v x B)(q为电荷,v为电荷的速度,B为磁场的磁感应强度)7. 光学1.17 折射公式- 折射定律:n1sinθ1 = n2sinθ2(n1、n2为介质的折射率,θ1、θ2为入射角和折射角)1.18 薄透镜公式- 薄透镜公式:1/f = 1/do + 1/di(f为透镜焦距,do为物距,di为像距)1.19 光的干涉- 杨氏双缝干涉:dsinθ = mλ(d为缝宽,θ为干涉角,m为干涉级次,λ为波长)8. 热学1.20 热传导公式- 热传导定律:Q = kA (∆T / L)(Q为传热量,k为导热系数,A为截面积,∆T为温差,L为长度)1.21 热膨胀公式- 线膨胀公式:∆L = αL∆T(∆L为长度变化,α为线膨胀系数,L为初始长度,∆T为温差)以上是大学物理的一些基本公式,希望对你的学习有所帮助。
⼤学物理公式⼤全⼤学物理公式集基本概念(定义和相关公式)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:θ速度:dtr d V=平均速度:tr V ??= 速率:dt dsV =(τ V V =)⾓速度:dt d θω=⾓速度与速度的关系:V=rω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=(=r2 ω)p d )⼒矩:F r M=(⼤⼩:M=rFcos θ⽅向:右⼿螺旋法则)2.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)3.冲量:?=dt F I(=FΔt);功:?=r d F A(⽓体对外做功:A=∫PdV )4.动能:mV 2/25.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 P6.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 7.压强:ωn tS ISF P 32===8.分⼦平均平动能:kT 23=ω;理想⽓体内能:RT s r t M E )2(2++=µ9.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) 10.平均速率:πµdV V Vf VV80)(==∞⽅均根速率:µRTV 22=;最可⼏速率:µRTpV 3=11.熵:S=Kln Ω(Ω为热⼒学⼏率,即:⼀种宏观态包含的微观态数)12.电场强度:E =F /q 0 (对点电荷:rrq E420πε=) 13.电势:?∞=aar d E U(对点电荷rq U04πε=-kx (弹性⼒)→ kx 2/2F= rrMm G ?2- (万有引⼒) →r Mm G - =E pr r Qq ?420πε(静电⼒) →r Qq 04πεW)14.电容:C=Q/U ;电容器储能:W=CU 2/2;电场能量密度ωe =ε0E 2/2 15.磁感应强度:⼤⼩,B=F max /qv(T);⽅向,⼩磁针指向(S →N )。
第一章 质点运动学和牛顿运动定律平均速度 v =t△△r1.2瞬时速度 v=lim△t →△t △r =dtdr速度v=dtds ==→→lim lim△t 0△t △t△r 平均加速度a =△t△v瞬时加速度(加速度)a=lim△t →△t △v =dtdv瞬时加速度a=dt dv =22dtr d匀速直线运动质点坐标x=x 0+vt 变速运动速度 v=v 0+at变速运动质点坐标x=x 0+v 0t+21at 2速度随坐标变化公式:v 2-v 02=2a(x-x 0)自由落体运动 竖直上抛运动 抛体运动速度分量⎩⎨⎧-==gt a v v av v yx sin cos 00 抛体运动距离分量⎪⎩⎪⎨⎧-•=•=20021sin cos gt t a v y t a v x射程 X=gav 2sin 2射高Y=ga v 22sin 20飞行时间y=xtga —ggx 2轨迹方程y=xtga —av gx 2202cos 2向心加速度 a=Rv 2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 n 加速度数值 a=22n t a a + 法向加速度和匀速圆周运动的向心加速度相同a n =Rv 2切向加速度只改变速度的大小a t =dt dvωΦR dtd R dt ds v ===角速度 dtφωd =角加速度 22dt dtd d φωα== 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 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。
牛顿第二定律:物体受到外力作用时,所获得的加速度a 的大小与外力F 的大小成正比,与物体的质量m 成反比;加速度的方向与外力的方向相同。
1.37 F=ma牛顿第三定律:若物体A 以力F 1作用与物体B ,则同时物体B 必以力F 2作用与物体A ;这两个力的大小相等、方向相反,而且沿同一直线。
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 ϖ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–λπ2(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。
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
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=Acosφ
初相φ——x=0处t=0时相位(x0,V0)V0= –Aωsinφ
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。
方法、定律和定理
x
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 ϖ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–λπ2(r 2–r 1当φ1-φ2=0时,光程差δ=(r 2–r 1) 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)
I
**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
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:2221
A ρωω= I=V A V 222
1
ρωω=∝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ννr
r V C V C +-='其中V r 指光源与观察者相对速度。
y
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:
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)
增反:δ反=(2k+1)λ/2
增透:δ反=k λ
其中:2211c v -=
γ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 0
② 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 =mc 2 –
m 0c 2=Λ++=--24020212082)111
(22
c
V m V m c m c v 当V<<c 时,E K ≈mV 2/2
*③ 动量与能量关系:E 2–p 2c 2=E 02
*5.速度变换关系:
Σ’系→Σ系: '1'2x c v x x u v u u ++= '11'2
2
x c v c v y y u u u +-= '11'22x c v
c v z z u u u +-
=
Σ系→Σ’系:'
1'2x c v x x u v u u --= '11'22x c v c v y y u u u --= '11'22x c v c v z z u u u --=。