普通物理專題研究

1 贗功及贗功能原理
1.1 贗功及贗功能原理簡(jiǎn)介
1.1.1 贗功的概念
1.1.2 贗功能原理
1.2 關(guān)于贗功的討論
1.2.1 贗功是否是真實(shí)功的問(wèn)題
1.2.2 贗功的本質(zhì)問(wèn)題
1.3 贗功能原理的應(yīng)用
2 小球與均質(zhì)自由桿的碰撞
2.1 完全彈性碰撞
2.2 完全非彈性碰撞
2.3 系統(tǒng)動(dòng)能最小可能值
2.4 討論
3 相對(duì)運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)及類基爾霍夫電壓定律解法
3.1 幾個(gè)概念
3.2 相對(duì)運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)及解法
3.3 算例
3.3.1 算例
3.3.2 算例
3.4 結(jié)語(yǔ)
4 均質(zhì)并有對(duì)稱面的剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的一個(gè)定理
4.1 定理的提出
4.2 定理的證明
4.3 算例
4.3.1 算例
4.3.2 算例
5 由三平行軸慣量求重心的一種方法
5.1 理論推導(dǎo)和結(jié)果
5.2 二值問(wèn)題及說(shuō)明
5.3 結(jié)語(yǔ)
6 引入“折合力”的兩體力學(xué)關(guān)系及應(yīng)用
6.1 引入“折合力”的兩體力學(xué)關(guān)系
6.1.1 引入“折合力”的動(dòng)力學(xué)關(guān)系式
6.1.2 引入“折合力”的動(dòng)量定理表達(dá)形式
6.1.3 引入“折合力”的動(dòng)能定理表達(dá)形式
6.2 算例
6.2.1 引入“折合力”的動(dòng)力學(xué)關(guān)系式算例
6.2.2 引入“折合力”的動(dòng)能定理關(guān)系式算例
6.3 結(jié)語(yǔ)
7 空氣阻力因素與最大飛行路徑拋射角的關(guān)系
7.1 基本方程和程序編制
7.2 最大飛行路徑與拋射角的關(guān)系
7.2.1 不同阻力系數(shù)下的最大飛行路徑拋射角
7.2.2 不同質(zhì)量的物體的最大飛行路徑拋射角
7.3 結(jié)語(yǔ)
8 天體的旋進(jìn)與角動(dòng)量守恒
8.1 作用力矩與反作用力矩
8.2 非慣性平動(dòng)參考系中的角動(dòng)量定理
8.3 地-月系統(tǒng)質(zhì)心參考系中的角動(dòng)量
8.4 天體旋進(jìn)與角動(dòng)量守恒
8.5 結(jié)語(yǔ)
9 駐波實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常出現(xiàn)的一個(gè)錯(cuò)誤
9.1 立體駐波形成的原因
9.2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
9.3 立體駐波的特性分析
9.4 立體駐波對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響
9.4.1 立體駐波對(duì)波長(zhǎng)和張力關(guān)系的影響
9.4.2 立體駐波對(duì)波長(zhǎng)和弦線密度關(guān)系的影響
9.5 對(duì)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的幾點(diǎn)建議
9.6 結(jié)語(yǔ)
10 幾則力學(xué)疑難問(wèn)題的討論
10.1 問(wèn)題
10.2 問(wèn)題
10.3 問(wèn)題
10.4 問(wèn)題
熱力學(xué)部分
11 常用數(shù)學(xué)工具在熱力學(xué)關(guān)系式證明中的應(yīng)用
11.1 常用數(shù)學(xué)工具簡(jiǎn)介
11.1.1 多元函數(shù)的導(dǎo)數(shù)及其全微分
11.1.2 多元函數(shù)的變量變換
11.1.3 復(fù)合函數(shù)的導(dǎo)數(shù)
11.2 熱力學(xué)關(guān)系式常用的證明方法
11.2.1 系數(shù)比較法與全微分求偏導(dǎo)數(shù)法
11.2.2 循環(huán)關(guān)系法
11.2.3 鏈?zhǔn)疥P(guān)系法
11.2.4 復(fù)合函數(shù)求導(dǎo)
11.2.5 勒讓德變換
11.2.6 雅可比行列式
11.3 結(jié)語(yǔ)
12 導(dǎo)出分子平均平動(dòng)能公式的幾種方法
12.1 由壓強(qiáng)公式和理想氣體狀態(tài)方程導(dǎo)出
12.2 由麥克斯韋速率分布律導(dǎo)出
12.3 由能量按自由度均分定理導(dǎo)出
12.4 根據(jù)分子碰撞服從的力學(xué)(經(jīng)典)規(guī)律運(yùn)用統(tǒng)計(jì)概念導(dǎo)出
12.5 根據(jù)熱平衡和力學(xué)平衡的概念，并運(yùn)用壓強(qiáng)公式導(dǎo)出
13 對(duì)氣體等溫氣壓公式的修正
13.1 氣體多方平衡過(guò)程的氣壓公式的推導(dǎo)
13.2 數(shù)值計(jì)算結(jié)果和討論
13.3 結(jié)語(yǔ)
14 升華能隨溫度和壓強(qiáng)的變化
15 氣體中有速率為無(wú)窮大的分子嗎
16 關(guān)于熱力學(xué)第一定律的微觀解釋
16.1 由分子組成的質(zhì)點(diǎn)組的動(dòng)能定理
16.2 熱力學(xué)第一定律的微觀解釋
16.3 結(jié)語(yǔ)
17 關(guān)于克勞修斯方法對(duì)可逆和不可逆過(guò)程(循環(huán))的處理
17.1 關(guān)于克勞修斯方法所使用的系統(tǒng)和過(guò)程
17.2 克勞修斯方法對(duì)可逆過(guò)程的處理
17.3 克勞修斯方法對(duì)不可逆過(guò)程的處理
17.4 進(jìn)一步的論述
17.4.1 從有限過(guò)程到微變過(guò)程
17.4.2 關(guān)于“凈熱比較法”與克勞修斯方程的一致性
17.4.3 關(guān)于熵的另一個(gè)導(dǎo)出方法及比較
17.4.4 兩種方法對(duì)絕熱過(guò)程的處理(克勞修斯方法的一個(gè)假設(shè)條件)
17.4.5 關(guān)于克勞修斯方法的實(shí)質(zhì)和意義
18 均勻物質(zhì)熱力學(xué)關(guān)系的兩種記憶方法
18.1 “魔句”與方圖記憶法
18.1.1 “魔句”與方圖
18.1.2 對(duì)全微分公式的記憶
18.1.3 對(duì)偏微商公式的記憶
18.1.4 對(duì)麥?zhǔn)详P(guān)系的記憶
18.2 U-H-F-G圖記憶法
19 用恒流量熱器測(cè)定水的比熱容
19.1 儀器裝置
19.2 實(shí)驗(yàn)原理
19.3 實(shí)驗(yàn)步驟
19.4 數(shù)據(jù)記錄與處理
19.4.1 第1組數(shù)據(jù)記錄
19.4.2 數(shù)據(jù)處理
19.4.3 標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算
19.4.4 第2組數(shù)據(jù)記錄與處理
19.5 結(jié)語(yǔ)
20 幾則熱學(xué)疑難問(wèn)題的討論
20.1 問(wèn)題
20.2 問(wèn)題
20.3 問(wèn)題
20.4 問(wèn)題
光學(xué)部分
21 薄透鏡在不同介質(zhì)中的會(huì)聚與發(fā)散性質(zhì)
21.1 透鏡兩側(cè)媒質(zhì)折射率相同
21.1.1 兩側(cè)媒質(zhì)折射率小于透鏡折射率
21.1.2 兩側(cè)媒質(zhì)折射率大于透鏡折射率
21.2 透鏡兩側(cè)媒質(zhì)折射率不同
21.2.1 Δn〉0，且n〉n
21.2.2 Δn〉0，且n〈n
21.2.3 Δn〈0，且n〉n
21.2.4 Δn〈0，且n〈n
21.3 結(jié)語(yǔ)
22 諾莫圖法在薄透鏡和球面鏡成像分析中的應(yīng)用
22.1 諾莫圖結(jié)構(gòu)及符號(hào)法則
22.2 凸透鏡及凹面鏡成像規(guī)律分析
22.2.1 凸透鏡成像
22.2.2 凹面鏡成像
22.3 凹透鏡及凸面鏡成像規(guī)律分析
22.3.1 凹透鏡成像
22.3.2 凸面鏡成像
22.4 符號(hào)規(guī)則的討論
22.5 結(jié)語(yǔ)
23 二次成像法測(cè)定光具組的基點(diǎn)
23.1 測(cè)量原理及測(cè)量方法
23.1.1 確定焦點(diǎn)的位置
23.1.2 二次成像法測(cè)定光具組的焦距
23.1.3 確定光具組兩主點(diǎn)之間的距離
23.1.4 確定光具組主點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)的位置
23.2 測(cè)量舉例
23.3 討論
24 菲涅耳雙棱鏡干涉實(shí)驗(yàn)中距離參數(shù)的研究
24.1 狹縫與雙棱鏡的距離
24.2 雙棱鏡與測(cè)微目鏡的距離
24.3 干涉條紋間距和條紋數(shù)目
24.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
25 正確理解半波損失
25.1 問(wèn)題的提出
25.2 正確理解半波損失的產(chǎn)生
25.2.1 光波在介質(zhì)界面上反射時(shí)半波損失的產(chǎn)生
25.2.2 薄膜干涉中半波損失的產(chǎn)生
25.3 結(jié)語(yǔ)
26 夫瑯禾費(fèi)衍射光強(qiáng)的兩種計(jì)算方法
26.1 單縫衍射
26.1.1 用菲涅耳積分法計(jì)算光強(qiáng)
26.1.2 用振幅矢圖解法計(jì)算光強(qiáng)
26.1.3 兩種方法的比較
26.2 光柵衍射
26.2.1 用積分法計(jì)算光柵衍射光強(qiáng)
26.2.2 用振幅矢圖解法計(jì)算光柵衍射光強(qiáng)
26.2.3 兩種計(jì)算光柵衍射光強(qiáng)方法的比較
27 夫瑯禾費(fèi)矩孔衍射的特征及其MATLAB模擬
27.1 夫瑯禾費(fèi)矩孔衍射
27.1.1 夫瑯禾費(fèi)矩孔衍射實(shí)驗(yàn)裝置
27.1.2 夫瑯禾費(fèi)矩孔衍射的衍射場(chǎng)及光強(qiáng)分布
27.1.3 夫瑯禾費(fèi)矩孔衍射的特征
27.2 夫瑯禾費(fèi)矩孔衍射的MATLAB模擬
27.2.1 參數(shù)的設(shè)定
27.2.2 程序的編寫(xiě)和調(diào)試
27.2.3 夫瑯禾費(fèi)矩孔衍射的MATLAB模擬結(jié)果
27.3 結(jié)語(yǔ)
28 光的干涉和衍射的模擬
28.1 雙縫干涉模擬
28.2 單縫衍射的模擬
28.3 光柵衍射的模擬
29 用干涉法測(cè)原子發(fā)光持續(xù)時(shí)間
29.1 干涉實(shí)驗(yàn)的方法及結(jié)果
29.1.1 牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)的方法和結(jié)果
29.1.2 劈尖干涉實(shí)驗(yàn)方法和結(jié)果
29.2 用測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系得到的理論結(jié)果
29.3 關(guān)于結(jié)果的比較和說(shuō)明
30 幾則光學(xué)疑難問(wèn)題的討論
30.1 問(wèn)題
30.2 問(wèn)題
30.3 問(wèn)題
30.4 問(wèn)題
電磁學(xué)部分
31 電磁學(xué)的三個(gè)基本結(jié)論
31.1 “同種電荷(磁極)相斥，異種電荷(磁極)相吸”
31.2 “電流同向相吸，異向相斥”
31.3 “導(dǎo)體越長(zhǎng)，對(duì)電流的阻礙越大”
32 通電導(dǎo)體中的凈電荷
32.1 關(guān)于通電導(dǎo)體介面凈電荷的一個(gè)方程
32.1.1 方程的導(dǎo)出
32.1.2 方程(32.5)和方程(32.7)的討論及介面凈電荷
32.2 電阻率連續(xù)變化的通電導(dǎo)體內(nèi)的凈電荷
32.3 介面電流和介面電容的設(shè)想
32.3.1 介面電流
32.3.2 介面電容
33 幾種不同形狀導(dǎo)體表面的電荷面密度
33.1 無(wú)限大導(dǎo)體表面
33.2 楔形導(dǎo)體表面
33.3 半圓柱形凸起表面
34 電阻體電容
34.1 電阻端面電容
34.2 電阻體分布電容
34.3 結(jié)語(yǔ)
35 梯形電阻網(wǎng)絡(luò)的研究
35.1 梯形電阻網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)和入端電阻的計(jì)算
35.1.1 梯形電阻網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)
35.1.2 梯形電阻網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算
35.2 計(jì)算機(jī)輔助分析梯形網(wǎng)絡(luò)
35.3 結(jié)語(yǔ)
36 格林函數(shù)互易性在電磁學(xué)中的應(yīng)用
36.1 格林函數(shù)
36.1.1 格林函數(shù)的公式
36.1.2 無(wú)界空間的格林函數(shù)例
36.2 格林函數(shù)的互易性
36.3 格林函數(shù)的互易性在電磁學(xué)中應(yīng)用的例子
37 鏡像對(duì)稱性在電磁學(xué)中的應(yīng)用
37.1 真矢量和贗矢量
37.2 利用安培環(huán)路定理求磁場(chǎng)
37.2.1 對(duì)稱性分析
37.2.2 作安培環(huán)路，用場(chǎng)強(qiáng)表達(dá)積分
37.2.3 利用安培環(huán)路定理求場(chǎng)強(qiáng)
37.3 一個(gè)綜合問(wèn)題
37.3.1 對(duì)稱性分析
37.3.2 做高斯面，利用高斯定理式(37.6)求場(chǎng)強(qiáng)
37.3.3 作環(huán)路，利用環(huán)路定理式(37.7)求場(chǎng)強(qiáng)
37.4 關(guān)于 《費(fèi)曼物理學(xué)講義》中的一道例題
38 最小作用量原理在電學(xué)中的應(yīng)用實(shí)例
38.1 電阻并聯(lián)電路中電流的實(shí)際分布使電路的耗散功率取極小值
38.2 電容器串聯(lián)電路中電壓的實(shí)際分布使電路儲(chǔ)存能量取極小值
38.3 惠斯通電橋電路中電流的實(shí)際分布使電路的耗散功率取極小值
38.4 導(dǎo)體球電荷量的實(shí)際分布使系統(tǒng)的靜電能取極小值
39 一種準(zhǔn)確測(cè)量熱敏電阻溫度特性的方法
39.1 測(cè)量原理
39.1.1 熱敏電阻的溫度特性
39.1.2 內(nèi)熱效應(yīng)
39.1.3 內(nèi)熱模型
39.2 測(cè)量方法
39.2.1 內(nèi)熱效應(yīng)的測(cè)量
39.2.2 溫度特性的測(cè)量和數(shù)據(jù)處理
39.3 結(jié)語(yǔ)
40 幾則電磁學(xué)疑難問(wèn)題的討論
40.1 問(wèn)題
40.2 問(wèn)題
40.3 問(wèn)題
40.4 問(wèn)題
綜合、延伸、應(yīng)用
41 什么是“物理學(xué)”——物理學(xué)概念之沿革
41.1 物理學(xué)概念的西方源起
41.2 中文“物理學(xué)”一詞的來(lái)源
41.3 關(guān)于“物理學(xué)”的一般傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)
41.4 《物理百科全書(shū)》關(guān)于“物理學(xué)”的解釋
41.5 朝永振一郎關(guān)于“物理學(xué)”的見(jiàn)解
41.6 哥本哈根學(xué)派的觀點(diǎn)
41.7 《未來(lái)我們選擇怎樣的物理學(xué)》一文的相關(guān)思想
41.8 趙凱華先生的觀點(diǎn)
41.9 啟示
42 物理模型的構(gòu)建
42.1 量綱分析法
42.2 抽象化
42.3 類比法
42.4 理想化方法
42.5 構(gòu)造法
42.6 等效代換法
42.7 唯象法
42.8 微元法與迭代法
43 量綱分析的基本理論及其應(yīng)用
43.1 量綱分析基礎(chǔ)
43.1.1 基本定理
43.1.2 量綱的基本運(yùn)算規(guī)則
43.2 量綱分析中的Π定理
43.3 量綱分析中矢量空間待定系數(shù)法的應(yīng)用
43.4 說(shuō)明
44 基于量綱分析的建模研究
44.1 量綱分析基礎(chǔ)
44.1.1 量綱
44.1.2 白金漢Π定理
44.2 相似定律
44.3 量綱分析建模
45 盧瑟福散射公式的幾何證明方法
45.1 α粒子運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)
45.2 推導(dǎo)過(guò)程
45.2.1 證法一
45.2.2 證法二
45.3 結(jié)語(yǔ)
46 從諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)看光學(xué)的發(fā)展
46.1 百年諾貝爾獎(jiǎng)光學(xué)部分
46.2 諾貝爾獎(jiǎng)與光學(xué)的發(fā)展
46.3 結(jié)語(yǔ)
47 機(jī)械能守恒定律服從力學(xué)相對(duì)性原理
47.1 問(wèn)題的提出
47.2 機(jī)械能守恒定律服從力學(xué)相對(duì)性原理
47.3 對(duì)文獻(xiàn)［85］的若干商榷意見(jiàn)
47.4 結(jié)語(yǔ)
48 基于同時(shí)的相對(duì)性對(duì)鐘慢尺縮效應(yīng)的再認(rèn)識(shí)
48.1 同時(shí)的相對(duì)性
48.2 鐘慢效應(yīng)
48.2.1 鐘慢效應(yīng)的物理意義
48.2.2 對(duì)鐘慢效應(yīng)的再認(rèn)識(shí)
48.3 尺縮效應(yīng)
48.3.1 對(duì)尺縮效應(yīng)的再認(rèn)識(shí)
48.3.2 列車(chē)-隧道問(wèn)題
49 關(guān)于連續(xù)介質(zhì)中橫波的能量探討
49.1 定性分析
49.1.1 質(zhì)元的受力分析
49.1.2 回復(fù)力與質(zhì)元的動(dòng)能ΔEk
49.1.3 切向力與彈性勢(shì)能ΔEp
49.1.4 質(zhì)元的機(jī)械能
49.2 定量分析
49.2.1 質(zhì)元的動(dòng)能ΔEk
49.2.2 質(zhì)元的勢(shì)能ΔEp
49.2.3 質(zhì)元的機(jī)械能
49.3 結(jié)語(yǔ)
50 威耳遜對(duì)云室的實(shí)驗(yàn)研究
50.1 威耳遜生平
50.2 威耳遜對(duì)云室技術(shù)的研究
50.2.1 對(duì)凝結(jié)核的初步研究
50.2.2 對(duì)云室的研究
50.2.3 實(shí)驗(yàn)裝置
50.2.4 分析照片徑跡，驗(yàn)證康普頓效應(yīng)
50.3 有益的啟示
51 虛擬投影示波器及其在物理演示實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用
51.1 虛擬示波器的功能與使用方法
51.2 投影示波器演示物理實(shí)驗(yàn)舉例
51.2.1 演示L、C交流電壓電流的相位差
51.2.2 演示李薩如圖形
51.2.3 演示LRC電路的暫態(tài)過(guò)程
52 一種用數(shù)字示波器測(cè)量液體表面張力系數(shù)的實(shí)驗(yàn)方法
52.1 原理
52.2 實(shí)驗(yàn)裝置
52.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方法
52.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
53 從魚(yú)洗到海嘯
53.1 魚(yú)洗噴水物理機(jī)制綜述
53.2 海嘯成因的新發(fā)現(xiàn)竟與魚(yú)洗噴水機(jī)制如出一轍
54 引潮力對(duì)月球及人造衛(wèi)星軌道平面的影響
54.1 月球軌道平面的旋進(jìn)及其原因分析
54.2 引潮力矩
54.3 計(jì)算平均旋進(jìn)角速度和旋進(jìn)周期
54.4 討論與說(shuō)明
55 轎車(chē)沖撞行人過(guò)程的力學(xué)分析
55.1 人體模型的力學(xué)分析
55.1.1 前保險(xiǎn)杠與下肢的沖撞
55.1.2 腿部被沖擊后人體轉(zhuǎn)動(dòng)角速度的大小
55.1.3 頭部受沖擊后人體轉(zhuǎn)動(dòng)角速度大小
55.1.4 人體發(fā)生倒立翻轉(zhuǎn)時(shí)車(chē)速的臨界值
55.2 討論
55.2.1 人體的影響
55.2.2 車(chē)體的影響
56 力學(xué)模型和規(guī)律在“哥倫比亞”號(hào)失事原因中的運(yùn)用
57 物理學(xué)在現(xiàn)代汽車(chē)ABS上的應(yīng)用
57.1 “防抱制動(dòng)系統(tǒng)”的力學(xué)原理
57.1.1 防抱制動(dòng)系統(tǒng)概述
57.1.2 汽車(chē)制動(dòng)的力學(xué)原理
57.2 “防抱制動(dòng)系統(tǒng)”的電磁控制原理
57.2.1 輪速傳感器
57.2.2 電磁閥控制器
58 高密度信息存儲(chǔ)的物理原理
58.1 光盤(pán)存儲(chǔ)的原理
58.1.1 只讀式光盤(pán)(CD-ROM)的工作原理
58.1.2 磁光(MO)型光盤(pán)的工作原理
58.1.3 相變型光盤(pán)的工作原理
58.2 實(shí)現(xiàn)高密度信息存儲(chǔ)的途徑
58.2.1 減小激光聚焦直徑的方法
58.2.2 近場(chǎng)光學(xué)技術(shù)的應(yīng)用
58.2.3 超分辨技術(shù)
58.2.4 超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)光盤(pán)技術(shù)
59 空氣微粒的阻力系數(shù)計(jì)算及動(dòng)力學(xué)行為分析
59.1 微粒的空氣阻力系數(shù)的計(jì)算
59.2 微粒空氣阻力系數(shù)討論及動(dòng)力學(xué)行為分析
59.2.1 微粒的空氣阻力系數(shù)
59.2.2 空氣阻力與速度的關(guān)系
59.2.3 微粒動(dòng)力學(xué)行為的分析
59.3 結(jié)語(yǔ)
60 一種基于電容傳感器的液體密度測(cè)量電路的設(shè)計(jì)
60.1 液體密度測(cè)量電路原理
60.2 各部分工作原理
60.2.1 電容傳感器檢測(cè)液體密度原理
60.2.2 放大電路
60.2.3 A/D轉(zhuǎn)換電路
60.2.4 單片機(jī)
60.2.5 顯示電路
60.3 液體密度測(cè)量電路
60.3.1 硬件電路
60.3.2 軟件流程設(shè)計(jì)
60.4 測(cè)量舉例
60.4.1 實(shí)驗(yàn)裝置的校準(zhǔn)
60.4.2 實(shí)驗(yàn)裝置的定標(biāo)
60.4.3 測(cè)量
60.5 結(jié)語(yǔ)
61 人體在近0℃的溫度感知實(shí)驗(yàn)?zāi)M及分析
61.1 “下雪不冷化雪冷”傳統(tǒng)解釋的問(wèn)題
61.2 人體在近0℃的溫度感知模擬實(shí)驗(yàn)
61.3 模擬數(shù)值比較及分析
61.4 “下雪不冷化雪冷”現(xiàn)象形成的機(jī)理
參考文獻(xiàn)
后記