1、靜電、穩(wěn)恒磁場的主要內(nèi)容回顧場源：荷(電場) 穩(wěn)恒電流(磁場)電荷的相關(guān)問題：兩種電荷、量子化、守恒性穩(wěn)恒電流的相關(guān)問題：連續(xù)性條件重要模型：點(diǎn)電荷、電偶極子(電矩) 電流元、環(huán)形電流(磁矩)重要(實(shí)驗(yàn))定律：庫侖定律-兩點(diǎn)電荷間的相互作用畢-薩定律-電流元激發(fā)的磁感強(qiáng)度洛侖茲力關(guān)系-磁場中運(yùn)動(dòng)點(diǎn)電荷的受力安培力定律-電流元在外磁場中的受力真空中的靜電場、穩(wěn)恒磁場實(shí)驗(yàn)確定方法 試驗(yàn)點(diǎn)電荷的受力法描述場的基本物理量： 電場：E，u 磁場：B描述場物理量的基本方法： 點(diǎn)電荷(電流元)產(chǎn)生場的迭加(矢量)或 簡單電荷(電流)產(chǎn)生場的迭加(矢量)場的性質(zhì)-基本定理：衍生量計(jì)算：u, uab, Wab，

2、F, DF 電場強(qiáng)度的計(jì)算疊加法高斯定理法梯度法 電勢的計(jì)算疊加法定義法 磁感強(qiáng)度的計(jì)算疊加法環(huán)路定理法介質(zhì)的電分類：導(dǎo)體、電介質(zhì)感應(yīng)電荷、極化電荷(極化電荷的兩種產(chǎn)生機(jī)制)及其面密度介質(zhì)存在時(shí)的場磁化電流介質(zhì)的磁分類：順磁、抗磁、鐵磁質(zhì)導(dǎo)體：感應(yīng)電荷導(dǎo)體靜電平衡條件:導(dǎo)體內(nèi)部電場強(qiáng)度為零.導(dǎo)體是個(gè)等勢體導(dǎo)體靜電平衡性質(zhì)：導(dǎo)體內(nèi)部電場強(qiáng)度為零; 體表場強(qiáng)與表面處處垂直.體內(nèi)無凈電荷電介質(zhì)：位移極化、取向極化、極化電荷(2). 介質(zhì)中的高斯定理(1). 電位移： 真空中(r=1)介質(zhì)中磁介質(zhì)：抗磁性、順磁性、磁化電流(2). 介質(zhì)中的環(huán)路定理(1). 磁場強(qiáng)度： 真空中(mr=1)介質(zhì)中鐵磁質(zhì)的

3、磁化機(jī)理、特點(diǎn)與應(yīng)用,如居里溫度重要器件一：電容器一般電容器電容：求電容的方法: 定義法、能量法重要器件二：電感器(自感線川、互感器)自感、互感系數(shù)的計(jì)算自感、互感系數(shù)的關(guān)系場的能量場的表現(xiàn)速度選擇器原理質(zhì)譜儀原理同步加速器原理荷電粒子在外磁場中的運(yùn)動(dòng)特征Hall效應(yīng)的起源、分析與應(yīng)用幾種特殊帶電體的場強(qiáng)分布無限大帶電平面 無限長均勻帶電細(xì)桿 無限長均勻帶電圓柱面無限長均勻帶電圓柱體 均勻帶電球面均勻帶電球體 均勻帶電圓環(huán)軸線上一點(diǎn)(1) 有限直導(dǎo)線電流的磁場無限長載流直導(dǎo)線直導(dǎo)線延長線上一些重要電流體系的結(jié)果a-源點(diǎn)到場點(diǎn)的垂直距離無限長載流圓柱體(2). 圓電流軸線上某點(diǎn)的磁場 載流圓環(huán)圓

4、心處的 圓心角 載流圓弧 圓心角(3). 長直載流螺線管(5). 環(huán)行載流螺線管(4). 無限大載流導(dǎo)體薄板板上下兩側(cè)為均勻磁場無限長均勻帶電平面,已知：、b、a、d 求：P點(diǎn)的場強(qiáng)解: P點(diǎn)(與平面共面)沿Y方向放置的無限長直線dq在P點(diǎn)產(chǎn)生的 迭加法求場強(qiáng)如下圖所示的絕緣細(xì)線上均勻分布著線密度為的正電荷,兩直導(dǎo)線的長度和半圓環(huán)的半徑都等于R試求：環(huán)中心點(diǎn)O處的場強(qiáng)和電勢 解: (1)由于電荷均勻分布與對稱性，AB和CD段電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)互相抵消，取則dq= Rd 在o點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)如圖，由于對稱性，點(diǎn)場強(qiáng)沿y軸負(fù)方向.(2) AB段電荷在o點(diǎn)產(chǎn)生的電勢 U1，以同理CD段產(chǎn)生的電勢U2

5、半圓環(huán)產(chǎn)生的電勢U3 如圖所示,兩根導(dǎo)線沿半徑方向引到鐵環(huán)上的A、B兩點(diǎn),并在很遠(yuǎn)處與電源相連,求環(huán)中心的磁感應(yīng)強(qiáng)度.解: 環(huán)中心的磁感應(yīng)強(qiáng)度為1、2、3、4、5段載流導(dǎo)線在此點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和. O點(diǎn)在3和4的延長線上,5離O點(diǎn)可看作無限遠(yuǎn),故:設(shè)1圓弧弧長l1,2圓弧弧長l2,圓的周長為l所以設(shè)為導(dǎo)線電阻率, S為截面積則：R1、R2分別為1導(dǎo)線和2導(dǎo)線的電阻,顯然I1R1=I2R2=UAB ,因此 B中=02、一無限長載流導(dǎo)線折成V形，頂角為 ，置于xy平面內(nèi)，一條邊與X軸重合，如圖示。當(dāng)導(dǎo)線通有電流I時(shí)，求y軸上點(diǎn)P(a,0)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B。(06年題）P(a,0)xy0解：

6、方向：所以，點(diǎn)P(a,0)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度Bp為：方向：一個(gè)半徑為R的球體內(nèi)分布著體密度為= kr 的電荷，式中 r 是徑向距離，k是常量。求空間的場強(qiáng)分布，并畫出E 對r 的關(guān)系曲線。 解：rR時(shí)無限大均勻帶電平面挖一圓孔 已知：、R 求:圓孔軸線上一點(diǎn)的場強(qiáng)圓孔原電荷無限大帶電平面圓盤P處的P處的補(bǔ)償法求場強(qiáng)均勻帶電圓弧求:解: 因圓弧空隙圓弧上電荷帶電圓環(huán)點(diǎn)電荷已知:O處的O處的d1時(shí)激發(fā)態(tài); n 時(shí),電離態(tài)。激發(fā)能:從基態(tài)激發(fā)態(tài)時(shí)所需的能量.電離能: 從基態(tài)電離態(tài)時(shí)所需的能量二. 微觀粒子的波粒二象性1. 德布羅意波(或物質(zhì)波)_德布羅意關(guān)系式2、波函數(shù)的統(tǒng)計(jì)解釋概率波 波函數(shù)摸的平方表

7、征了t 時(shí)刻,空間 處出現(xiàn)的概率密度,這就是波函數(shù)的物理意義. 即玻恩對波函數(shù)的統(tǒng)計(jì)解釋。 波函數(shù)必須滿足的條件:波函數(shù)歸一化條件波函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)條件：3、海森伯的不確定性原理 ：單值、連續(xù)、有限 不確定性原理 是微觀粒子波粒二象性的必然反映。 海森伯的不確定關(guān)系式：三、一維定態(tài)薛定諤方程哈密頓能量算符又叫哈密頓算符的本征方程三維四. 一維定態(tài)方程應(yīng)用1、一維無限深勢阱中(阱寬為a)的粒子 粒子波函數(shù)0概率分布函數(shù)2、方勢壘的穿透、隧道效應(yīng)隧道效應(yīng)：能量 E小于勢壘高度 V0 的粒子能穿 過勢壘的現(xiàn)象。粒子的能量：求解一維無限深勢阱中粒子能量的確方法(用駐波思想): 動(dòng)量算符1. 力學(xué)量算符：能量

8、算符五. 力學(xué)量算符坐標(biāo)算符:動(dòng)能算符:勢能算符:六. 氫原子（氫原子的量子力學(xué)處理方法）1、氫原子本征波函數(shù)為： 其中:主量子數(shù)角量子數(shù)磁量子數(shù) 2. 完全描述電子狀態(tài)的四個(gè)量子數(shù)：主量子數(shù)角量子數(shù)磁量子數(shù)自旋磁量子數(shù)另外，自旋量子數(shù)（只有1/2一個(gè)值），確定自旋角動(dòng)量。泡利不相容原理和能量最小原理 在同一主量子數(shù)為n的殼層上，可能有的最多電子數(shù)為：按能量最小原理排列時(shí)，電子不完全按K,L,M主殼層來排列，而按 來確定能量大小。多電子在殼層中的分布遵從的兩條基本規(guī)律：3. 多電子原子中電子分布： 在多電子的原子中，電子的分布是分層次的。電子的分布層次叫電子殼層。n=1,2,3,4,的殼層依次

9、叫K,L,M,N,殼層；每一殼層上對應(yīng)l=0,1,2,3,可分成s, p, d, f分殼層。 例題一個(gè)日地模型是真空中的兩個(gè)黑體球。太陽表面溫度是Ts=6000K，地球上大氣和海洋有效傳熱把地球調(diào)節(jié)為一個(gè)表面溫度均勻的球。地球和太陽的半徑分別是Re=6106m，Rs=7108m，日-地距離d=1.51011m。不計(jì)地球內(nèi)部熱源，當(dāng)?shù)厍蜻_(dá)到平衡輻射時(shí)( )估算地球表面的溫度。估算地球表面1平方公里面積上在10小時(shí)內(nèi)接收到的總太陽輻射能；若燃燒每公斤標(biāo)準(zhǔn)煤可獲得3107J能量，估算上述接收到的總太陽輻射能需燃燒多少噸標(biāo)準(zhǔn)煤？解：太陽表面單位時(shí)間內(nèi)總輻射能是 地球上單位表面積單位時(shí)間內(nèi)接收到的太陽輻

10、射能是 地球上單位時(shí)間內(nèi)接收到的太陽輻射的總能量是 地球單位時(shí)間內(nèi)總的輻射出能量是 由平衡輻射時(shí)Qse=Qe得因地球上單位表面積單位時(shí)間內(nèi)接收到的太陽輻射能是 則1平方公里面積上在10小時(shí)內(nèi)接收到的太陽輻射能是相當(dāng)?shù)拿毫吭诳灯疹D效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，若散射光波長是入射光波長的1.2倍，則散射光子的能量與反沖電子的動(dòng)能Ek之比等于多少?解：由能量守恒 反沖電子的動(dòng)能：由已知?dú)涔庾V的某一線系的極限波長為364.7nm 其中有一譜線波長為=656.5nm. 試由玻爾理論求:(1) 與該波長相應(yīng)的始態(tài)和末態(tài)的能量各為多少?電子在相應(yīng)的始態(tài)和末態(tài)軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)的周期之比為多少?09年解(1)根據(jù)玻爾理論可得極限波長對應(yīng)的波數(shù)(即可求得該線系的終態(tài))(該線系為巴爾末系)同理有:于是便得: (2) 電子在其軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)周期為:常溫下的中子稱為熱中子，試計(jì)算T=300K時(shí)熱中子的平均動(dòng)能，由此估算其德布羅意波長。(中子的質(zhì)量m0=1.6710-27kg )。=6.2110-21 (J)解：熱中子平均動(dòng)能Ek=32kT=321.3810-233002m0p2Ek=2m0pEk=2m0Ek=hplh=0.146 (nm)Ekm0c2試證明帶電粒子在均勻磁場中作圓軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)，其德