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[物理] 开坑(雾)

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发表于 2024-8-27 10:36:52 | 显示全部楼层
本帖最后由 玄猫 于 2024-8-27 10:48 编辑

电磁学进阶



咱们边复习便往下看
静电学
  • 库仑定律:

    • 描述了两个带电粒子之间的相互作用力与距离的关系:F=k∣q1q2∣r2F=kr2∣q1​q2​∣​
    • 其中 FF 是作用力,kk 是库仑常数 (k=8.99×109 Nm2/C2k=8.99×109Nm2/C2),q1q1​ 和 q2q2​ 分别是两个电荷的电量,rr 是它们之间的距离。
  • 电场:

    • 电场强度定义为单位正电荷在该点所受的力:E=FqE=qF​
    • 电场强度的方向与正电荷所受力的方向相同。
  • 电势差与电势能:

    • 电势差(电压)是单位正电荷从一点移动到另一点所做的功:V=WqV=qW​
    • 电势能是将单位正电荷从无限远处移到某点所做的功。

电路理论
  • 欧姆定律:

    • 描述了电流、电压和电阻之间的关系:I=VRI=RV​
    • 其中 II 是通过导体的电流(安培 A),VV 是两端的电压(伏特 V),RR 是电阻(欧姆 Ω)。
  • 电阻:

    • 电阻是阻碍电流流动的性质。不同材料有不同的电阻率,可以通过欧姆定律计算出电阻值。
  • 串联电路:

    • 在串联电路中,所有元件依次连接,电流处处相等:I=I1=I2=...I=I1​=I2​=...
    • 总电压等于各元件电压之和:V总=V1+V2+...V总​=V1​+V2​+...
    • 总电阻等于各元件电阻之和:R总=R1+R2+...R总​=R1​+R2​+...
  • 并联电路:

    • 在并联电路中,所有元件两端的电压相等:V=V1=V2=...V=V1​=V2​=...
    • 电流分为多路通过各个元件:I=I1+I2+...I=I1​+I2​+...
    • 总电阻的倒数等于各元件电阻倒数之和:1R总=1R1+1R2+...R总​1​=R1​1​+R2​1​+...

电磁感应
  • 法拉第电磁感应定律:

    • 描述了磁通量的变化会导致感应电动势的产生:ε=−ΔΦBΔtε=−ΔtΔΦB​​
    • 其中 εε 是感应电动势(伏特 V),ΔΦBΔΦB​ 是磁通量的变化量(韦伯 Wb),ΔtΔt 是时间间隔(秒 s)。
  • 楞次定律:

    • 描述了感应电流的方向:感应电流产生的磁场总是要阻碍引起它的那个变化的磁通量。

电功率与电能
  • 电功率:

    • 电功率是单位时间内消耗的电能:P=IVP=IV
    • 其中 PP 是功率(瓦特 W),II 是电流(安培 A),VV 是电压(伏特 V)。
  • 电能:

    • 电能是电功率随时间的累积:W=P⋅tW=P⋅t
    • 其中 WW 是电能(焦耳 J 或千瓦时 kWh),PP 是功率(瓦特 W),tt 是时间(秒 s)。

交流电与直流电
  • 直流电:

    • 电流方向不随时间改变。
    • 通常用于电子设备和电池供电系统。
  • 交流电:

    • 电流方向随时间周期性地改变。
    • 通常用于家庭和工业用电。


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好了不会了  发表于 2024-8-27 11:29
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发表于 2024-8-27 10:43:32 | 显示全部楼层
接下来我们讲光学(猛然意识到好像还没讲!)

那么我们先从最基本的初中光学讲起吧
可能时间久了有所遗忘,给你们留个空中课堂链接吧,我个人觉得空中课堂讲的还是可以的
https://basic.sh.smartedu.cn/air ... 3%E5%B9%B4%E7%BA%A7

光的基本性质
  • 光的直线传播:
    • 光在均匀介质中沿直线传播。
    • 这一原理可以用来解释影子的形成。
  • 反射:
    • 当光从一种介质射向另一种介质的表面时,一部分光会被反射回来。
    • 反射定律:入射角等于反射角,即 θi=θrθi​=θr​,其中 θiθi​ 是入射角,θrθr​ 是反射角。
  • 折射:
    • 当光从一种介质进入另一种介质时,光的速度会发生变化,从而导致光线方向的改变。
    • 折射定律(斯涅尔定律):n1sin⁡θi=n2sin⁡θrn1​sinθi​=n2​sinθr​ 其中 n1n1​ 和 n2n2​ 分别是两种介质的折射率,θiθi​ 是入射角,θrθr​ 是折射角。
  • 全反射:
    • 当光从高折射率介质射向低折射率介质时,如果入射角超过一定值(临界角 θcθc​),光将不会折射,而是完全反射回原来的介质。
    • 临界角由两种介质的折射率决定:sin⁡θc=n2n1sinθc​=n1​n2​​

几何光学
  • 平面镜成像:
    • 平面镜成像是虚拟的、正立的、等大的像。
    • 成像的位置与物体到镜子的距离相等。
  • 球面镜成像:
    • 凸面镜:成像总是虚拟的、缩小的。
    • 凹面镜:可以成实像也可以成虚像,取决于物体的位置。
    • 球面镜成像公式:1f=1u+1vf1​=u1​+v1​ 其中 ff 是焦距,uu 是物距,vv 是像距。
  • 透镜成像:
    • 凸透镜(会聚透镜):可以将平行光线汇聚于一点(焦点),并根据物体的位置形成实像或虚像。
    • 凹透镜(发散透镜):可以使平行光线发散,成像总是虚像。
    • 透镜成像公式 同球面镜:1f=1u+1vf1​=u1​+v1​


光的色散
  • 色散:
    • 光通过透明物质时,不同颜色的光折射率不同,导致光被分解为多种颜色的现象。
    • 最典型的例子是阳光通过雨滴后形成的彩虹。



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发表于 2024-8-27 10:45:01 | 显示全部楼层
现在我们来聊聊光学进阶吧

先从几何光学说起
几何光学主要研究光线在传播过程中遇到介质界面时发生的现象,包括反射、折射等。
  • 反射定律:
    • 当光线从一种介质射入另一种介质表面时,入射光线、反射光线和法线位于同一平面内,且入射角等于反射角:θi=θrθi​=θr​
    • 其中 θiθi​ 是入射角,θrθr​ 是反射角。
  • 折射定律(斯涅尔定律):
    • 当光线从一种介质进入另一种介质时,入射光线、折射光线和法线同样位于同一平面内。折射角与入射角的关系遵循斯涅尔定律:n1sin⁡θi=n2sin⁡θrn1​sinθi​=n2​sinθr​
    • 其中 n1n1​ 和 n2n2​ 分别是两种介质的折射率,θiθi​ 是入射角,θrθr​ 是折射角。
  • 全反射:
    • 当光线从高折射率介质射向低折射率介质时,如果入射角大于临界角 θcθc​,则光线不会折射,而是完全反射回原介质中:sin⁡θc=n2n1sinθc​=n1​n2​​
  • 透镜:
    • 透镜根据形状的不同,可以分为凸透镜和凹透镜。
    • 凸透镜(会聚透镜)可以将平行光线汇聚于一点(焦点),而凹透镜(发散透镜)可以使平行光线发散。
    • 透镜成像公式:1f=1u+1vf1​=u1​+v1​ 其中 ff 是焦距,uu 是物距,vv 是像距。



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发表于 2024-8-27 10:47:16 | 显示全部楼层

现在讲一下波动光学,不算难。杨氏双缝实验特别经典,一定要记住

波动光学主要研究光作为波的性质,包括光的干涉、衍射等现象。
  • 光的波动理论:

    • 光的波动理论认为光是由波构成的,这与光的粒子理论相对应。
    • 光的波动性体现在干涉、衍射等现象中。

  • 光的干涉:

    • 光的干涉是指两束或多束光波相遇时,因波峰和波谷叠加而导致的明暗条纹的形成。
    • 最经典的干涉实验之一是杨氏双缝实验,它展示了光的波动性。

  • 光的衍射:

    • 当光波经过障碍物或小孔时,会绕过边缘继续传播,这种现象称为衍射。
    • 衍射导致了光波分布的变化,产生了衍射图样。

  • 偏振光:

    • 偏振光是指光波的振动方向受到限制的情况。
    • 偏振可以通过偏振片实现,偏振片可以过滤掉特定方向的光波。


光谱
  • 色散:

    • 不同颜色的光在穿过透明物质时折射角度不同,这种现象称为色散。
    • 色散导致了光的分解,形成了彩虹色的光谱。

  • 光谱分析:

    • 通过分析光谱可以得到光源的化学成分信息。
    • 星光谱分析可以帮助天文学家了解恒星的组成和性质。



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发表于 2024-8-27 11:01:30 | 显示全部楼层
现代物理学吃完午饭再来说

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你。。。。都学过吗。。。。。  发表于 2024-8-27 11:30
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发表于 2024-8-27 12:17:39 | 显示全部楼层
玄猫 发表于 2024-8-27 11:01
现代物理学吃完午饭再来说

应该算是都学完了吧,但是忘得七七八八了
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发表于 2024-8-27 12:42:19 | 显示全部楼层
咱们继续开3倍速讲现代物理学,没听懂纯属正常,可以自己去找其他学习资源(实在太忙了,有资源可否回复/点评在底下?谢谢)
先给你们讲一下现代物理学的定义:现代物理学是20世纪初发展起来的物理学分支,它包括了相对论、量子力学等重要理论,这些理论对我们理解宇宙的基本运作方式有着革命性的影响。
下面是现代物理学中的一些关键概念和知识点:
相对论
相对论主要由阿尔伯特·爱因斯坦提出,分为狭义相对论和广义相对论两大部分。
  • 狭义相对论:
    • 光速不变原理:在所有惯性参考系中,光速在真空中的速度都是相同的。
    • 相对性原理:物理定律在所有惯性参考系中都具有相同的形式。
    • 时间膨胀:相对于静止观察者,运动中的时钟走得更慢。
    • 长度收缩:相对于静止观察者,运动中的物体在运动方向上的长度缩短。
    • 质能方程:E=mc2E=mc2 表示质量与能量之间的等价性。
  • 广义相对论:
    • 广义相对论扩展了狭义相对论,引入了引力的概念,并将其解释为空间和时间的弯曲。
    • 等效原理:重力场中的自由落体运动与加速度引起的惯性效应是等效的。
    • 引力透镜效应:大质量物体周围的时空弯曲会影响远处光源发出的光线路径。

量子力学
量子力学是描述微观粒子(如原子、分子和基本粒子)行为的理论体系。
  • 波粒二象性:
    • 光和其他粒子既表现出波动特性又表现出粒子特性。
    • 光电效应:当光照射到金属表面时,金属会发射出电子,这个过程不能用经典物理学解释,需要用量子理论来解释。
  • 不确定性原理(海森堡不确定性原理):
    • 无法同时精确测量粒子的位置和动量(或其他共轭变量),即:Δx⋅Δp≥ℏ2Δx⋅Δp≥2ℏ​
    • 其中 ΔxΔx 是位置的不确定度,ΔpΔp 是动量的不确定度,ℏℏ 是约化普朗克常数。
  • 薛定谔方程:
    • 描述量子系统随时间演化的方程。
    • 对于非相对论量子系统,薛定谔方程可以写作:iℏ∂∂tΨ(r,t)=H^Ψ(r,t)iℏ∂t∂​Ψ(r,t)=H^Ψ(r,t)
    • 其中 Ψ(r,t)Ψ(r,t) 是波函数,H^H^ 是哈密顿算符。
  • 量子态:
    • 量子系统的状态由波函数(或密度矩阵)描述。
    • 波函数的平方模(∣Ψ∣2∣Ψ∣2)给出了找到粒子的概率密度。
  • 量子隧穿效应:
    • 即使粒子的能量低于势垒的高度,粒子仍然有一定的概率穿过势垒,出现在势垒的另一边。
  • 原子结构:
    • 玻尔模型:氢原子的电子围绕原子核以特定的轨道运动,轨道能量是量子化的。
    • 量子数:主量子数、角量子数、磁量子数和自旋量子数描述原子轨道的形状、大小和方向。

核物理
  • 放射性衰变:
    • 放射性元素自发地释放粒子或能量,转变为其他元素的过程。
    • 包括α衰变、β衰变、γ衰变等多种类型。
  • 核反应:

    • 包括核裂变和核聚变。
    • 核裂变:重核分裂成两个较轻的核,释放大量能量。
    • 核聚变:两个轻核结合成一个较重的核,同样释放大量能量。



基础概念讲完了,进阶感觉没什么必要讲,毕竟进阶我自己还没完全搞清楚。
总算在退游前赶完最后一点(?未必是最后的)物理。但是好像没讲声学什么的,希望有人能帮我弥补一下。
再见啦朋友们,有事微信联系我!

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发表于 2024-8-29 02:53:21 来自手机 | 显示全部楼层
本帖最后由 玄猫 于 2024-8-29 12:42 编辑

鲸浪你真的不帮我补充一下吗,在补突然发现的暑假作业

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别问了暑假作业没写完  发表于 2024-8-29 12:39
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发表于 2024-9-7 17:14:57 | 显示全部楼层
趁着周末来聊聊现代物理学中一些经典的小实验吧


现代物理学的发展依赖于一系列重要的实验,这些实验不仅验证了理论预测,还推动了新的科学发现和技术进步。以下是几个著名的现代物理实验:

1. **迈克尔逊-莫雷实验**:此实验试图检测以太风的存在,最终却未能找到任何证据支持以太的存在,这一结果促进了相对论的发展。

2. **光电效应实验**:阿尔伯特·爱因斯坦解释了光电效应,提出了光量子假说,这标志着量子理论的诞生。

3. **康普顿散射实验**:证实了光的量子性,并且展示了光子与物质相互作用时遵循的能量和动量守恒定律。

4. **斯特恩-格拉赫实验**:证明了电子自旋的存在,支持了量子力学中关于粒子自旋的理论。

5. **双缝实验**:展示了电子和其他粒子表现出的波动性和粒子性,是波粒二象性的经典演示。

6. **α粒子散射实验**(卢瑟福散射实验):通过观察α粒子被金箔散射的情况,提出了原子的核模型。

7. **弗兰克-赫兹实验**:提供了电子在原子间碰撞导致能级跃迁的直接证据,支持了量子能级的概念。

8. **约瑟夫森效应实验**:发现了超导体之间的量子隧穿效应,这是量子力学在宏观尺度上的一个重要表现。

9. **贝尔不等式实验**:通过实验验证了量子力学的非局域性,挑战了爱因斯坦的局部实在论。

10. **冷原子实验**:利用激光冷却技术达到极低温度,观察到了玻色-爱因斯坦凝聚等奇特的量子现象。

这些实验不仅证实了物理学理论的有效性,还开启了新的研究领域,如量子信息科学、量子计算以及新材料科学等。随着技术的进步,新的实验方法和工具不断出现,使得我们能够探索更加复杂的现象和更深奥的自然法则。

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我太菜了

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 楼主| 发表于 2024-9-16 08:24:58 | 显示全部楼层
来我们这边直接开简弦振动
简谐振动的基本表达形式x=Acos(ωt+φ),其中A是振幅,ω是角频率,t是经过时间,φ是初相位,ωt+φ是相对位置
那么有一个最基本的模型,弹簧振子,即,一个弹簧一端连接在竖直墙面上,另一端连接着一个物体,物体以v0的速度向弹簧方向运动,那么不难得出ma=F=-kx,其中a是x求导两次的结果,则角频率为根号下k/m
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