大学物理常考重要公式集合
概念：包括定义和相关公式
1．位置矢量：，其在直角坐标系中：；角位置：θ
2．速度：平均速度： 速率：〔〕角速度：角速度与速度的关系：V=ｒω
3．加速度：或 平均加速度： 角加速度：
在自然坐标系中其中〔=ｒβ〕，〔=r2ω〕
4．力：=ｍ 〔或=〕 力矩：〔大小：M=rFcosθ方向：右手螺旋法则〕
5．动量：，角动量：〔大小：L=rmvcosθ方向：右手螺旋法则〕
6．冲量：〔=Δｔ〕；功：〔气体对外做功：A=∫PdV〕
mg(重力) →mgh
-kx〔弹性力〕 → kx2/2
F= (万有引力) →=Ep
(静电力) →
7．动能：mV2/2
8．势能：A保= –ΔEp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=EK+EP
9．热量：其中：摩尔热容量C与过程有关，等容热容量Cv与等压热容量Cp之间的关系为：Cp= Cv+R
10．压强：
11．分子平均平动能：；理想气体内能：
12．麦克斯韦速率分布函数：〔意义：在V附近单位速度间隔内的分子数所占比率〕
13．平均速率：
方均根速率：；最可几速率：
14．熵：S=KlnΩ〔Ω为热力学几率，即：一种宏观态包含的微观态数〕
15．电场强度：=/q0 〔对点电荷：〕宋承宪近况
16．电势：〔对点电荷〕；电势能：Wa=qUa(A= –ΔW)
17．电容：C=Q/U ；电容器储能：W=CU2/2；电场能量密度ωe=ε0E2/2
18．磁感应强度：大小，B=Fmax/qv(T)罗威拿犬；方向，小磁针指向〔S→N〕。
定律和定理
1．矢量叠加原理：任意一矢量可看成其独立的分量的和。即：=Σ〔把式中换成、、、、、就分别成了位置、速度、加速度、力、电场强度和磁感应强度的叠加原理〕。
2．牛顿定律：=ｍ 〔或=〕；牛顿第三定律：′=；万有引力定律：
3．动量定理：→动量守恒：条件
4．角动量定理：→角动量守恒：条件
5．动能原理：〔比较势能定义式：〕
6．功能原理：A外+A非保内=ΔE→机械能守恒：ΔE=0条件A外+A非保内=0
7．理想气体状态方程：或P=nkT〔n=N/V，ｋ=Ｒ/N美国军事实力0〕
8．能量均分原理：在平衡态下，物质分子的每个自由度都具有相同的平均动能，其大小都为kT/2。
克劳修斯表述：不可能把热量从低温物体传到高温物体而不产生其它影响。
开尔文表述：不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用的功而不产生其它影响。
实质：在孤立系统内部发生的过程，总是由热力学概率小的宏观状态向热力学概率大的状态进行。亦即在孤立系统内部所发生的过程总是沿着无序性增大的方向进行。
9．热力学第一定律：ΔE=Q+A
10．热力学第二定律： 孤立系统：ΔS>0
〔熵增加原理〕
11．库仑定律：
〔k=1/4πε0〕
12．高斯定理：〔静电场是有源场〕→无穷大平板：E=σ/2ε0
13．环路定理： 〔静电场无旋，因此是保守场〕
θ2
I
r Po R
θ1
I
14．毕奥—沙伐尔定律：
直长载流导线：
无限长载流导线：
载流圆圈：，圆弧：
电磁学
1．定义：
=/q0 单位：N/C =V/ｍ
B=Fmax/qv；方向，小磁针指向〔S→N〕；单位：特斯拉〔T〕=104高斯〔G〕
①和：
=q(+×)洛仑兹公式
②电势：
电势差： 电动势：〔〕
③电通量：磁通量：磁通链：ΦB=NφB单位：韦伯〔Wb〕
Θ⊕
-q +q
S
④电偶极矩：=q磁矩：=I=IS
⑤电容：C=q/U 单位：法拉〔F〕
*自感：L=Ψ/I 单位：亨利〔H〕
*互感：M=Ψ21/I1=Ψ12/I2 单位：亨利〔H〕
⑥电流：I =；*位移电流：ID =ε0 单位：安培〔A〕
⑦*能流密度：
2．实验定律
1库仑定律：②毕奥—沙伐尔定律：③安培定律：d=I×
④电磁感应定律：ε感= – 动生电动势：
感生电动势：〔i为感生电场〕
*⑤欧姆定律：U=IR〔=ρ〕其中ρ为电导率
3．*定理〔麦克斯韦方程组〕
电场的高斯定理：〔静是有源场〕
〔感是无源场〕
磁场的高斯定理：〔稳是无源场〕毕业十周年
〔感是无源场〕
电场的环路定理： 〔静电场无旋〕
〔感生电场有旋；变化的磁场产生感生电场〕
安培环路定理： 〔稳恒磁场有旋〕
〔变化的电场产生感生磁场〕
4．常用公式
①无限长载流导线： 螺线管：B=ｎμ0I
2带电粒子在匀强磁场中：半径周期
磁矩在匀强磁场中：受力F=0；受力矩
③电容器储能：Wc=CU2*电场能量密度：ωe=ε0E2电磁场能量密度：ω=ε0E2+B2
*电感储能：WL=LI2 *磁场能量密度：ωB=B2电磁场能流密度：S=ωV
4*电磁波：C==3.0×108m/s 在介质中V=C/ｎ，频率ｆ=ν=
波动学
1．定义和概念
简谐波方程： x处t时刻相位
振幅
ξ=Acos(ω到张家界三日游t+φ-2πx/λ) 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=
周期T——振动一次的时间 单摆ω=
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= 光速V=C/n
空气V=
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
ωφ
o x
1旋转矢量法：
A
A1 A2
ｏ ｘ
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逆时针旋转的矢量在ｘ方向的投影。
相干光合成振幅：
A=
其中：Δφ=φ1-φ2–〔r2–r1〕当Δφ=
当φ关于爱的歌曲1-φ2=0时，光程差δ=〔r2–r1〕=
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〕
I1 θ I2 马吕斯定律
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：I2=I1cos2θ
5*布儒斯特定律：
iP
n1 Ip+γ=90°
n2
γ 布儒斯特定律
当入射光以Ip入射角入射时则反射光为垂直入射面振动的完全偏振光。Ip称布儒斯特角，其满足：
tg ip = n2/n1
3．公式
振动能量：Ek=mV2/2=Ek(t) E= Ek +Ep=kA2/2
Ep=kx2/2= (t)
*波动能量： I=∝A2
*驻波：
←λ→
L
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〔VR——观察者速度；Vs——波源速度〕
对光波其中Vr指光源与观察者相对速度。
ｙ
Δy
ｄ θ
杨氏双缝： dsinθ=ｋλ〔明纹〕
θ≈sinθ≈ｙ/Ｄ
条纹间距Δy=D/λd
ｙ
a θ
f
单缝衍射〔夫琅禾费衍射〕：
ａsinθ=ｋλ〔暗纹〕
θ≈sinθ≈ｙ/ｆ
瑞利判据：
θmin=1/R =1.22λ/D〔最小分辨角〕
ｙ
ｄ
θ
f
光栅：
dsinθ=ｋλ〔明纹即主极大满足条件〕
tgθ=ｙ/ｆ
ｄ=1/ｎ=L/N〔光栅常数〕
薄膜干涉：〔垂直入射〕
1 2
ｎ1
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