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量子力學公式,麥克勞林公式

來源:整理 時間:2024-11-11 12:40:29 編輯:智能門戶 手機版

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1,麥克勞林公式

sinx=x-x3/3!+x5/5!+......+(-1)n+1次方*x(nn-1)次方/(2n-1)!+...麥克勞林公式是泰勒公式中Xo=0的特殊形式。

麥克勞林公式

2,大學物理中量子物理啥時候用這些公式呢能量EE02pc2Ekmv

第一個公式中等號左邊的E應該是E平方,這是相對論動量與能量的關系,粒子高速運動時的公式。第二個公式是粒子低速時的動能公式。第三個公式是由第一個公式中E0=0得到,E0是靜能。此式適用于光子,光子以光速運動,靜止能量為零,光子能量E與動量P的關系符合此式。

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3,愛因斯坦有哪些公式

狹義相對論公式: 1:設一個物體質量為M,它所在的參照系相對于另一個參照系的速度為v 則它的質量相對于另一個參照系變?yōu)镸1, M1和M之間的關系為M1=M/√[1-(v/c)^2] 2:類似的,設一個物體的長度為L,它相對于另一個參照系的長度為L1 則:L1=L×√[1-(v/c)^2] c為光速,在任何一個參照系看來,c都是不變的,這是光速不變原理 3:生命周期變化公式:T1=T/√[1-(v/c)^2] 4:設光子能量為E,動量為p,動質量為m,則:E^2=p^2c^2+m^2c^4 像這樣的公式還有很多。 廣義相對論公式: 1:設一個物體在一個質量大的星球附近,這個星球質量為M 物體原本的質量為m,在這個星球(有可能為黑洞)所產生的強引力場中它的質量為m1,則m1=m/√[1-2GM/Rc^2] 2:類似的有:L1=L√[1-2GM/Rc^2] 3:生命周期變化公式:T1=T/√[1-2GM/Rc^2] 4:愛因斯坦引力場方程:Gμν=8πGTμν/c^4,(μν是下標) 5:宇宙臨界密度公式:ρc=3H^2/8πG,(c為下標,H為哈勃常量) 關于量子力學的公式: 愛因斯坦光電方程:hν=W-Ek,W為溢出功,Ek為初動能) 光子能量方程:E=hν,(ν為光子頻率) 關于布朗運動的公式 △^2x=(RT/NA)·(t/3πηγ), (△x表示微粒的運動位移,△^2表示△的平方,NA為阿伏加德羅常數(shù))

愛因斯坦有哪些公式

4,量子力學是如何解決芝諾悖論的

量子力學是如何解決芝諾悖論的首先,我不贊同你的如下觀點——“如霍金一樣,把很深奧的量子力學原理,用很通俗的語言表述出來,讓基本上不懂量子力學的人也能讀得懂?!蔽铱梢载撠熑蔚馗阏f,別說普通人弄不懂量子力學了,就是大科學家,也沒有真懂量子力學的。至少有以下三位量子力學權威的話可以為證:1)推出量子力學的正統(tǒng)詮釋的哥本哈根學派的領袖人物玻爾曾說:“如果誰沒被量子力學搞得頭暈,那他就一定是不理解量子力學。”2)千年才出一位的科學巨匠愛因斯坦說:“我思考量子力學的時間百倍于廣義相對論,但依然不明白。”3)提出了量子力學的第三種表述(路徑積分)的費曼說:“我們知道它如何計算,但不知道它為何要這樣去計算,但只有這樣去計算才能得出既有趣又有意義的結果。”其次,我想提醒你注意芝諾在提出他的悖論時所默認的邏輯次序是與現(xiàn)代物理有所不同的:芝諾把時空概念置于邏輯起點,運動的概念是建立于時空概念之上的;但現(xiàn)代物理的邏輯卻有了微妙的變化。比如相對論中將光速置于本源的位置,時間間隔是由光鏡構成的自然鐘定義的,空間間隔是由光鐘與光速共同定義的。單從這一改變,就使得芝諾悖論不復存在了,因為在相對論看來,運動(尤其是光的恒定速度的真空運動)才是更根本的,整個邏輯次序被顛倒過來了!再比如量子力學中,雖未直接顛覆運動與時空的邏輯次序,但它至少將運動與時空置于同等地位!來看看量子力學的核心公式吧!ΔpΔx≥h/2π,ΔEΔt≥h/2π——h/2π是約化普朗克常數(shù);Δ表示不確定度(測不準的程度);動量p與能量E都含有速度的成分,即都與運動密切相關;x是空間坐標,t是時間坐標。兩個公式都是兩個量的乘積與一個普適常數(shù)的關系,既然是乘積,并且是滿足交換律的乘積,這就表明,空間與動量所含的運動處于同等的地位,時間與能量中所含的運動處于同等的地位!亦即,運動與時空在這個量子力學核心公式里沒有誰決定誰的問題,而是相互制約的關系——如果考察的時間極短,則相應的能量中所含的運動范圍就會極大;如果考察的空間極小,則相應的動量中所含的運動的范圍就會極大。你所說的“物體在某個很短的時間間隔內靜止”直接就與“ΔEΔt≥h/2π——如果考察的時間極短,則相應的能量中所含的運動范圍就會極大(所謂運動范圍極大是說物體的運動速度是在某個很大的數(shù)值到零之間不確定地迅速變化著)”矛盾!因此,你如果承認量子力學是對的,那你推理的邏輯起點就給它否定掉了,后面的一系列結論自然也都被一并否定了。再次,說說最小時間段和最小空間段——普朗克時間與普朗克空間的問題:最小時空元的概念不是量子力學的直接結論,而是量子力學與廣義相對論結合所導致的一個重要推測。之所以普朗克時空最小,不是因為你說的“假設一個空間段是絕對不可分的”那樣是由于不可分才最小,而是因為到了那個時空尺度,時空極度扭曲,其拓撲結構千變萬化且瞬息萬變,使得時間的先后、空間的前后等一類基本的時空概念都失去了意義(更別說時空的度量了),亦即,再小就是混沌一片根本無法使用時空概念了!簡言之是因為到了失去時空本來意義的臨界點,所以普朗克時空才最小。最后,我想強調一下量子運動與我們日常熟知的運動(也正是芝諾所描述的那種運動)是大相徑庭的:量子運動神秘莫測,粒子的速度與位置似乎都是可以大范圍地突變(在此意義上有超光速的問題),粒子時而在此、時而又突然出現(xiàn)在很遠的某處;時而慢如蝸牛、時而又快似閃電……量子運動恰如一大團迷霧,因此,像愛因斯坦那樣的眾多頂級的科學家都會被量子力學困擾一生!也因此,芝諾悖論在量子力學的框架內是沒有多少意義的,因為量子運動迥然不同于經典運動。下面引述的內容是我以前答題時的描述,如果你還想對量子運動是何等的奇異有更多一些的了解,不妨看看。……盡管日常語言無法精確地描述奇異的微觀世界,但我們所熟悉的語言還只有日常語言;微觀世界我們從未真正的體驗過,所以我們沒有微觀語言。目前最好的語言就是數(shù)學公式的推演了,而一切描述性的關于微觀圖像的說法都是似是而非的。但是既然我們不能很專業(yè)地只討論數(shù)學,那我們還是要使用一些形象化的日常語言盡力對微觀世界進行一些一鱗半爪式的描述。以下的描繪肯定不是精確的,但有一定的啟發(fā)性。我通常是這樣來想象一個自由的、且近期尚未與別的粒子相互作用過的微觀粒子——它是一團云霧和一個點粒子的統(tǒng)一體,這團云霧的尺度大約就是該粒子的德布羅意波長的大小,點粒子在這團云霧的范圍內(嚴格來說,它應遍布全空間,但超出這個云霧范圍的幾率很小,暫時忽略不計)忽而出現(xiàn)在這里、忽而又在那里冒出(某一片刻,粒子在此處向真空交出了它的全部能量從而“融化”到真空里;下一個片刻,另一處的真空又突然給出一些能量“重塑”了這個粒子),這種極快速的、隨機的在不同位置的“生生滅滅、進進出出”正表現(xiàn)出一團云霧的樣子。接下來看我特別選定的三種電子:1)熱電子——其動能等于室溫下電子的平均動能,其德布羅意波長約為6納米(10^-9m);2)低能電子——其動能等于130幾伏特的電場中獲得的能量,其德布羅意波長約為1埃(10^-10m),這差不多正是一個氫原子的尺度;3)高能電子——其動能等于一萬五千億伏特(10^12V)的電場中獲得的能量,其德布羅意波長約為1費米(10^-15m),這差不多正是一個質子或中子的尺度。再看這三種電子在原子以及原子核面前的表現(xiàn):1)熱電子這團云霧在尺度上比氫原子大近百倍,而橫截面積則大上千倍,它倆相遇有點兒像飛機穿過一大塊積雨云,彼此幾乎都沒啥變化。當然還是有一點兩者產生相互作用的幾率(這種作用的細節(jié)與下述第二種情況類似)。2)低能電子這團云霧的尺度與氫原子相當,它將產生不少與相互作用有關的后果,只有一點幾率是繞過原子就像第一情況那樣。學習過量子力學基礎內容的人都會記得一維條件下的入射平面波經過有限高有限寬的勢壘(或有限深有限寬的勢井)后部分反射部分透射(或陷入井中被約束)的情景,現(xiàn)在原子中的繞核電子對外來低能電子來說就有點像勢壘,而其中的原子核就象勢井,雖是三維情況,但大體仍是反射、透射及約束這三種情況。碰到原子后的電子云霧變得復雜:它開始隨時間而不斷擴展,一部分向入射的反方向擴展,這對應著反射波,也就是對應著反彈回去的幾率;還有一部分“隧穿”過原子,即透射波;還有一小部分變成圍繞核的電子云,對應著形成負離子的幾率;還有很小很小的一部分深入核中(詳見下述)。3)高能電子的那團云霧相當集中,對原子繞過、反射、透射等的幾率都很小,它就像一根針,輕易即可刺破原子這個“大氣球”而深入核中甚至質子或中子之中。電子與核子的相互作用基本上仍是電磁的,不必考慮強相互作用,因為電子根本就不帶色荷。質子帶正電,對電子就相當于勢井。中子雖不帶電,但它有磁矩,可相當于微弱的勢井或勢壘??淇擞袔щ姡蚕喈斢趧菥騽輭?。它們對電子都會出產生反射透射等的影響。這么高能的電子還可通過弱作用(弱電統(tǒng)一的能標已基本達到)創(chuàng)造一系列正反夸克對(它們形成新粒子)導致更復雜的局面(我也不清楚,就不能繼續(xù)說了)……

5,量子力學怎樣去理解

【表象】在經典力學中,物質的任何一個物理量都是處在一種簡單的確定狀態(tài),給定單位、參考系以后,就可以簡單地分別確定每一個物理量,不同獨立的物理量之間可以毫無瓜葛地存在,所有物理量往往是要混雜在一起,來描述和研究物體的狀態(tài)。而在量子力學中,物質的每一個物理量的狀態(tài)都變得復雜了,所以往往要一次研究一個物理量的狀態(tài)。這個作為研究對象的物理量,被稱為“表象”,它有兩層含義,一個是“這個物理量的狀態(tài)可以作為該粒子完整狀態(tài)的代表”,另一個是“這個物理量僅僅是一種現(xiàn)象而不是本質”。也就是說,在量子力學中,往往確定一個粒子的狀態(tài),所需要做的僅僅是掌握該粒子的某一個物理量,也就是“表象”的狀態(tài)。以后我們將看到,其他物理量的狀態(tài),基本上可以由表象的狀態(tài)唯一確定。 接下來的講解將圍繞一個表象進行,多個物理量的故事將在之后引出,量子力學中最常用的表象是粒子的位置。【本征態(tài)與疊加態(tài)】 一個物理量的最簡單的狀態(tài),就是它是一個確定值,雖然現(xiàn)實中這種情況不存在,但這不失為一個學習的好起點。這種狀態(tài),叫做“本征態(tài)”,我們說“一個具有確定動量的粒子”處在“動量本征態(tài)”,意思就是,它的動量是確定值。以后我們將看到,量子力學學者們是如何通過動量本征態(tài),猜出了薛定諤方程。 在現(xiàn)實中,物質的狀態(tài)一般不是表象的本征態(tài),而是表象存在多種可能值,當物質處在這種狀態(tài)時,我們稱之為疊加態(tài)。這就是我們之前所提到的“物理量所處在的比較復雜的狀態(tài)”??梢哉f疊加態(tài)的存在,是量子力學的根本性質之一,這種狀態(tài)可以被理解為,物質在多種狀態(tài)下同時存在,而當多種物理量的疊加態(tài)被相互關聯(lián)時,這種狀態(tài)也將顯示出神奇的性質?!靖怕拭芏群瘮?shù)的引入】 樸素地講,所謂疊加態(tài)就是物理量同時具有多個值,這些值有可能是連續(xù)的,也就是一個范圍區(qū)間;也有可能是分立的,也就是幾個值。這種狀態(tài)通常以“多種可能”或“不確定”來理解,所以科學家用概率和概率密度來完善對這種狀態(tài)的描述,我們可以用概率來描述分立可能值的“相對權重”,用概率密度來描述“相對權重”在連續(xù)可能值上的分布。因為典型情況下可能值是連續(xù)的,這樣量子力學就將物理量的狀態(tài)復雜化為概率密度函數(shù)。 例如,以位置為表象的概率密度函數(shù) ,含義為“粒子出現(xiàn)在位置r的概率密度”,不過這里的概率并不一定以1表示100%,而是全空間積分后的得到的那個不一定是1的數(shù),也就是說這個函數(shù)的值是相互比較而言的,而不是絕對的?!鞠喔尚缘拇嬖谂c波函數(shù)的引入】 有一些常識的人都知道,打開量子力學世界大門的第一個實驗是楊氏雙縫實驗。大致地說“這個實驗證明物質是一種波”;但具體來講,楊氏實驗的現(xiàn)象其實是物理量的概率分布出現(xiàn)了相干現(xiàn)象,有些地方概率相加加強,有些地方概率則被抵消。所以為了將相干性引入概率密度函數(shù)的疊加,物理學家發(fā)明了“波函數(shù)”來更為深入地描述物理量的狀態(tài),這一次我們真正得到了認識量子世界的鑰匙。如果要概率密度的疊加具有相干性,則這個疊加不能是概率密度函數(shù)直接疊加,而是讓“波函數(shù)”來疊加。而且要滿足,一個“波函數(shù)”可以唯一確定一個概率密度函數(shù),而一個概率密度函數(shù)以某種方式卻對應無窮多個不同相位的“波函數(shù)”。為達目的不擇手段的科學家們選用復數(shù)來擔此重任,并定義“波函數(shù)”,并使其模的平方為概率密度函數(shù)。學過復數(shù)的人都知道,“?!币欢ǖ娜w復數(shù),正好在復平面上成為一個圓周,這恰好可以用來表示相位。這里需要注意的是,正如“勢能只能在做功時表現(xiàn)”導致勢能具有相對性一樣,波函數(shù)的相位也是具有相對性的,因為它只在相干的時候才表現(xiàn)出來,其他情況下,只有概率密度是有意義的?!镜谝粋€波函數(shù)】 早在量子力學誕生之前的量子論中,便得出了兩個公式E=hv和p=h/λ,我們以此為依據確定波函數(shù)的周期和波長,得到了波函數(shù)假設。以粒子位置為表象,粒子處在動量本征態(tài)下,波函數(shù)為ψ=exp[2*pi*i(r*p-E*t)/h],方程中的ψ;顯然這個函數(shù)符合波函數(shù)的要求,這就是量子力學上最簡單的波函數(shù),它具有兩個顯然性質,第一是具有確定的動量,第二是在無窮大空間各處的概率密度相同。 波函數(shù)和經典機械波與經典電磁波并不是同一種意義上的波,首先,波函數(shù)本身的物理意義就很含糊,不能再說它是某種物理量與物理量之間構成的微分方程的根。其次,它的相速度基本不具有什么物理意義,不能當成波速來理解,因為它根本就是在時間和空間上分別延伸的。【相干疊加與不確定性原理】 仔細研究過三角函數(shù)的人都知道,不同頻率的三角函數(shù)加在一起存在“拍”現(xiàn)象,如果將上一節(jié)中的波函數(shù),取不同動量的函數(shù)進行疊加,則會得到概率密度起伏不平的波函數(shù)。如果將一個區(qū)間內的動量所對應的波函數(shù)積分起來,則波函數(shù)就會在某一個位置疊加,概率密度函數(shù)在這里形成一個“小山”,動量的區(qū)間越大,小山就越“高瘦”,小山以外其他地方就越低矮。換言之,動量越不確定,粒子的位置就越確定?!緶y量與本征態(tài)的改變】 與經典物理不同,量子力學賦予概率以物理意義,而概率的存在,一般是為了描述尚未實驗或可重復實驗的東西。而實驗一旦發(fā)生,那么實驗所發(fā)生的事情的概率就會變?yōu)?00%,這樣一來就得到一個神奇的預言:當物質被測量之后,物質的量子態(tài)就勢必會近似變?yōu)楸粶y物理量的本征態(tài)。如果在經典力學中,這樣的過程只是從未知到已知,根本不一定是物理變化;而在量子力學中這樣的“準物理變化”卻會直接改變波函數(shù)的形態(tài),乃至改變其他物理量并影響粒子的行為。
如果真的想理解,還要從數(shù)學上理解??傊?,微觀物體又是粒子又是波。你覺得不好理解,只是因為生活中你無法用眼睛和手直觀的觀察到。
1. 學量子力學最好的方法就是用右腦,多思考多聯(lián)想,不要陷入數(shù)學。2. 學好量子力學需要做到兩件事:1. 掌握描述量子力學時用到的數(shù)學工具。2. 理解用量子力學描述物理系統(tǒng)的思想方法。3. 學好量子力學需要掌握的數(shù)學工具如下:1. 一些基本的數(shù)學分析知識,包括基礎的實變函數(shù),復變函數(shù),常微分和偏微分方程等。這些我認為任何理科的高等數(shù)學或者數(shù)學分析課程都會涵蓋。2. 對一些基本的特殊函數(shù)的了解,如球諧函數(shù),貝塞爾函數(shù)等。這些在物理系本科所開的數(shù)學物理方法課程中會有介紹,當然自行查閱亦無不可。3. 對于線性代數(shù)基礎概念比較好的理解,包括線性空間,子空間,正交,基,矩陣和線性變換,本征值和本征向量。尤其要建立起矩陣就是變換,和本征向量轉化為基的概念,因為這是描述量子力學的基礎。這些概念在本科的線性代數(shù)課程中也應該清晰明了的建立起來。4. 最好有一點群論的基礎,對理解對稱性會有幫助。4. 以上是關于學習量子力學需要掌握的數(shù)學工具,因為看起來是你的難點,所以我多花了一點筆墨。在掌握了這些基本的數(shù)學工具后,學習量子力學就是一個理解其物理思想,即用算符和態(tài)描述物理系統(tǒng)的方法的過程。對此 有幾點建議:1. 找一本好的教材。如果你是物理科班出身,我不推薦曾謹言的量子力學教程(更加不推薦他的習題集),不推薦程檀生的現(xiàn)代量子力學教程;推薦sakurai的modern quantum mechanics,尤其是前三章,直接從量子力學的思考方式出發(fā),導出一系列物理量的思維軌跡非常精彩。2. 關注算符和物理量的推導,尤其是角動量。3. 一定要做習題。4.在學習量子力學的過程中,你會遇到無窮無盡的形而上的困惑,或者自己無法理解的概念。我的建議是少思考些哲學,多關注下量子力學是怎樣用來描述某個特定的物理體系,從而解決這個體系下的實際問題。歸根到底,量子力學不是一種哲學,而是我們描述世界的一種方法。

6,大學物理公式

△v=|v1-v2|/√(1-v1v2/c^2)L=Lo* √(1-v^2/c^2)M=Mo/√(1-v^2/c^2)t=to* √(1-v^2/c^2)
概念(定義和相關公式) 1. 位置矢量: ,其在直角坐標系中: ; 角位置:θ 2. 速度: 平均速度: 速率: ( )角速度: 角速度與速度的關系:V=rω 3. 加速度: 或 平均加速度: 角加速度: 在自然坐標系中 其中 (=rβ), (=r2 ω) 4. 力: =m (或 = ) 力矩: (大?。篗=rFcosθ方向:右手螺旋法則) 5. 動量: ,角動量: (大小:L=rmvcosθ方向:右手螺旋法則) 6. 沖量: (= Δt);功: (氣體對外做功:A=∫PdV) mg(重力) → mgh -kx(彈性力) → kx2/2 F= (萬有引力) → =Ep (靜電力) → 7. 動能:mV2/2 8. 勢能:A保= – ΔEp不同相互作用力勢能形式不同且零點選擇不同其形式不同,在默認勢能零點的情況下: 機械能:E=EK+EP 9. 熱量: 其中:摩爾熱容量C與過程有關,等容熱容量Cv與等壓熱容量Cp之間的關系為:Cp= Cv+R 10. 壓強: 11. 分子平均平動能: ;理想氣體內能: 12. 麥克斯韋速率分布函數(shù): (意義:在V附近單位速度間隔內的分子數(shù)所占比率) 13. 平均速率: 方均根速率: ;最可幾速率: 14. 熵:S=KlnΩ(Ω為熱力學幾率,即:一種宏觀態(tài)包含的微觀態(tài)數(shù)) 15. 電場強度: = /q0 (對點電荷: ) 16. 電勢: (對點電荷 );電勢能:Wa=qUa(A= –ΔW) 17. 電容:C=Q/U ;電容器儲能:W=CU2/2;電場能量密度ωe=ε0E2/2 18. 磁感應強度:大小,B=Fmax/qv(T);方向,小磁針指向(S→N)。 定律和定理 1. 矢量疊加原理:任意一矢量 可看成其獨立的分量 的和。即: =∑ (把式中 換成 、 、 、 、 、 就分別成了位置、速度、加速度、力、電場強度和磁感應強度的疊加原理)。 2. 牛頓定律: =m (或 = );牛頓第三定律: ′= ;萬有引力定律: 3. 動量定理: →動量守恒: 條件 4. 角動量定理: →角動量守恒: 條件 5. 動能原理: (比較勢能定義式: ) 6. 功能原理:A外+A非保內=ΔE→機械能守恒:ΔE=0條件A外+A非保內=0 7. 理想氣體狀態(tài)方程: 或P=nkT(n=N/V,k=R/N0) 8. 能量均分原理:在平衡態(tài)下,物質分子的每個自由度都具有相同的平均動能,其大小都為kT/2。 克勞修斯表述:不可能把熱量從低溫物體傳到高溫物體而不產生其它影響。 開爾文表述:不可能從單一熱源吸取熱量,使之完全變?yōu)橛杏玫墓Χ划a生其它影響。 實質:在孤立系統(tǒng)內部發(fā)生的過程,總是由熱力學概率小的宏觀狀態(tài)向熱力學概率大的狀態(tài)進行。亦即在孤立系統(tǒng)內部所發(fā)生的過程總是沿著無序性增大的方向進行。 9. 熱力學第一定律:ΔE=Q+A 10.熱力學第二定律: 孤立系統(tǒng):ΔS>0 (熵增加原理) 11. 庫侖定律: (k=1/4πε0) 12. 高斯定理: (靜電場是有源場)→無窮大平板:E=σ/2ε0 13. 環(huán)路定理: (靜電場無旋,因此是保守場) θ2 I r P o R θ1 I 14. 畢奧—沙伐爾定律: 直長載流導線: 無限長載流導線: 載流圓圈: ,圓弧: 電磁學 1. 定義: = /q0 單位:N/C =V/m B=Fmax/qv;方向,小磁針指向(S→N);單位:特斯拉(T)=104高斯(G) ① 和 : =q( + × )洛侖茲公式 ②電勢: 電勢差: 電動勢: ( ) ③電通量: 磁通量: 磁通鏈:ΦB=NφB單位:韋伯(Wb) Θ ⊕ -q +q S ④電偶極矩: =q 磁矩: =I =IS ⑤電容:C=q/U 單位:法拉(F) *自感:L=Ψ/I 單位:亨利(H) *互感:M=Ψ21/I1=Ψ12/I2 單位:亨利(H) ⑥電流:I = ; *位移電流:ID =ε0 單位:安培(A) ⑦*能流密度: 2. 實驗定律 ① 庫侖定律: ②畢奧—沙伐爾定律: ③安培定律:d =I × ④電磁感應定律:ε感= – 動生電動勢: 感生電動勢: ( i為感生電場) *⑤歐姆定律:U=IR( =ρ )其中ρ為電導率 3. *定理(麥克斯韋方程組) 電場的高斯定理: ( 靜是有源場) ( 感是無源場) 磁場的高斯定理: ( 穩(wěn)是無源場) ( 感是無源場) 電場的環(huán)路定理: (靜電場無旋) (感生電場有旋;變化的磁場產生感生電場) 安培環(huán)路定理: (穩(wěn)恒磁場有旋) (變化的電場產生感生磁場) 4. 常用公式 ①無限長載流導線: 螺線管:B=nμ0I ② 帶電粒子在勻強磁場中:半徑 周期 磁矩在勻強磁場中:受力F=0;受力矩 ③電容器儲能:Wc= CU2 *電場能量密度:ωe= ε0E2 電磁場能量密度:ω= ε0E2+ B2 *電感儲能:WL= LI2 *磁場能量密度:ωB= B2 電磁場能流密度:S=ωV ④ *電磁波:C= =3.0×108m/s 在介質中V=C/n,頻率f=ν= 波動學 1. 定義和概念 簡諧波方程: x處t時刻相位 振幅 ξ=Acos(ωt+φ-2πx/λ) 簡諧振動方程:ξ=Acos(ωt+φ) 波形方程:ξ=Acos(2πx/λ+φ′) 相位Φ——決定振動狀態(tài)的量 振幅A——振動量最大值 決定于初態(tài) x0=Acosφ 初相φ——x=0處t=0時相位 (x0,V0) V0= –Aωsinφ 頻率ν——每秒振動的次數(shù) 圓頻率ω=2πν 決定于波源如: 彈簧振子ω= 周期T——振動一次的時間 單擺ω= 波速V——波的相位傳播速度或能量傳播速度。決定于介質如: 繩V= 光速V=C/n 空氣V= 波的干涉:同振動方向、同頻率、相位差恒定的波的疊加。 光程:L=nx(即光走過的幾何路程與介質的折射率的乘積。 相位突變:波從波疏媒質進入波密媒質時有相位π的突變(折合光程為λ/2)。 拍:頻率相近的兩個振動的合成振動。 駐波:兩列完全相同僅方向相反的波的合成波。 多普勒效應:因波源與觀察者相對運動產生的頻率改變的現(xiàn)象。 衍射:光偏離直線傳播的現(xiàn)象。 自然光:一般光源發(fā)出的光 偏振光(亦稱線偏振光或稱平面偏振光):只有一個方向振動成份的光。 部分偏振光:各振動方向概率不等的光??煽闯上嗷ゴ怪眱烧穹煌墓獾暮铣?。 2. 方法、定律和定理 ω φ o x ① 旋轉矢量法: A A1 A2 o x 如圖,任意一個簡諧振動ξ=Acos(ωt+φ)可看成初始角位置為φ以ω逆時針旋轉的矢量 在x方向的投影。 相干光合成振幅: A= 其中:Δφ=φ1-φ2– (r2–r1)當Δφ= 當φ1-φ2=0時,光程差δ=(r2–r1)= ② 惠更斯原理:波面子波的包絡面為新波前。(用來判斷波的傳播方向) I1 θ I2 馬呂斯定律 ③ 菲涅爾原理:波面子波相干疊加確定其后任一點的振動。 ④ *馬呂斯定律:I2=I1cos2θ ⑤ *布儒斯特定律: iP n1 Ip+γ=90° n2 γ 布儒斯特定律 當入射光以Ip入射角入射時則反射光為垂直入射面振動的完全偏振光。Ip稱布儒斯特角,其滿足: tg ip = n2/n1 3. 公式 振動能量:Ek=mV2/2=Ek(t) E= Ek +Ep=kA2/2 Ep=kx2/2= (t) *波動能量: I= ∝A2 *駐波: ← λ → L 波節(jié)間距d=λ/2 基波波長λ0=2L 基頻:ν0=V/λ0=V/2L; 諧頻:ν=nν0 *多普勒效應: 機械波 (VR——觀察者速度;Vs——波源速度) 對光波 其中Vr指光源與觀察者相對速度。 y Δy d θ 楊氏雙縫: dsinθ=kλ(明紋) θ≈sinθ≈y/D 條紋間距Δy=D/λd y a θ f 單縫衍射(夫瑯禾費衍射): asinθ=kλ(暗紋) θ≈sinθ≈y/f 瑞利判據: θmin=1/R =1.22λ/D(最小分辨角) y d θ f 光柵: dsinθ=kλ(明紋即主極大滿足條件) tgθ=y/f d=1/n=L/N(光柵常數(shù)) 薄膜干涉:(垂直入射) 1 2 n1 t n2 n3 δ反=2n2t+δ0 δ0= 0 中 λ/2 極 增反:δ反=(2k+1)λ/2 增透:δ反=kλ 現(xiàn)代物理 (一)量子力學 1. 普朗克提出能量量子化:ε=hν(最小一份能量值) 2. 愛因斯坦提出光子假說:光束是光子流。 光電效應方程:hν= mv2+A 其中: 逸出功A=hν0(ν0紅限頻率) 最大初動能 mv2=eUa(Ua遏止電壓) 3. 德布羅意提出物質波理論:實物粒子也具有波動性。 則實物粒子具有波粒二象性:ε=hν=mc2 對比光的二象性: ε=hν=mc2 p=h/λ=mv p=h/λ=mc 注:對實物粒子: >0且ν≠c/λ亦ν≠V/λ;而對光子:m0=0且ν=C/λ 4.海森伯不確定關系: ΔxΔpx≥h/4π ΔtΔE≥h/4π 波函數(shù)意義: =粒子在t時刻r處幾率密度。 歸一化條件: Ψ的標準條件:連續(xù)、有限、單值。 (二)狹義相對論: 1.兩個基本假設:①光速不變原理:真空中在所有慣性系中光速相同,與光源運動無關。 ②狹義相對性原理:一切物理定律在所有慣性系中都成立。 2.洛侖茲變換: ∑系→∑系 ∑系→∑系 x=γ(x+vt) x=γ(x - vt) y=y y=y z=z z=z t=γ(t+vx/c2) t=γ(t-vx/c2) 其中: 因V總小于C則γ≥0所以稱其為膨脹因子;稱β= 為收縮因子。 3.狹義相對論的時空觀: ①同時的相對性:由Δt=γ(Δt+vΔx/c2),Δt=0時,一般Δt≠0。稱x/c2為同時性因子。 ②運動的長度縮短:Δx=Δx/γ≤Δx′ ③運動的鐘變慢:Δt=γΔt≥Δt′ 4.幾個重要的動力學關系: ① 質速關系m=γm0 ② 質能關系E=mc2 粒子的靜止能量為:E0=m0c2 粒子的動能為:EK=mc2 – m0c2= 當V<<c時,EK≈mV2/2 *③ 動量與能量關系:E2–p2c2=E02 *5.速度變換關系: ∑系→∑系: ∑系→∑系:
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文章TAG:量子力學公式麥克勞林公式

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