大学物理简答题.doc

.\ 大学物理简答题目 ⒈简述毕奥—萨伐尔定律的内容及其定义式 定律文字描述：电流元Idl 在空间某点P处产生的磁感应强度 dB 的大小与电流元Idl 的大小成正比，与电流元Idl 所在处到 P点的位置矢量和电流元Idl 之间的夹角的正弦成正比， 而与电流元Idl 到P点的距离的平方成反比。 毕奥-萨伐尔定律适用于计算一个稳定电流所产生的磁场。这电流是连续流过一条导线的电荷，电流量不随时间而改变，电荷不会在任意位置累积或消失。采用国际单位制，用方程表示： 其中，是源电流， L是积分路径，dl 是源电流的微小线元素，为电流元指向待求场点的单位向量，μ为真空磁导率其值为。dB的方向垂直于Idl和所确定的平面，当右手弯曲，四指从方向沿小于 角转向r时，伸直的大拇指所指的方向为dB的方向， 即dB、dl、r三个矢量的方向符合右手定则。[1] 2.请简述静电场的高斯定理的内容及数学表达式。 高斯定律（Gauss law）表明在闭合曲面内的电荷分布与产生的电场之间的关系。高斯定律在静电场情况下类比于应用在磁场学的安培定律，而二者都被集中在麦克斯韦方程组中。因为数学上的相似性，高斯定律也可以应用于其它由反平方定律决定的物理量，例如引力或者辐照度。 设空间有界闭合区域，其边界为分片光滑闭曲面。函数 及其一阶偏导数在上连续，那么：[1] 或记作： 其中的正侧为外侧，为的外法向量的方向余弦。 高斯投影 即矢量穿过任意闭合曲面的通量等于矢量的散度对闭合面所包围的体积的积分。它给出了闭曲面积分和相应体积分的积分变换关系，是矢量分析中的重要恒等式，也是研究场的重要公式之一。 ⒊简述安培环路定理的内容及其公式 在稳恒磁场中，磁感应强度B沿任何闭合路径的线积分，等于这闭合路径所包围的各个电流之代数和。这个结论称为安培环路定理（Ampere circuital theorem）。安培环路定理可以由毕奥－萨伐尔定律导出。它反映了稳恒磁场的磁感应线和载流导线相互套连的性质。 它的数学表达式是 公式 4磁介质的分类有哪些？ 弱磁性：顺磁性、抗磁性 强磁性：铁磁质 5什么是电磁感应现象 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫电磁感应现象。 本质是闭合电路中磁通量的变化。而闭合电路中由电磁感应现象产生的电流叫做感应电流。 6简述楞次定律的内容 楞次定律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 7电磁感应定律的基本表述是什么？ 因磁通量变化产生感应电动势的现象，闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫电磁感应，产生的电流称为感应电流。这是初中物理课本为便于学生理解所定义的电磁感应现象，不能全面概括电磁感现象：闭合线圈面积不变，改变磁场强度，磁通量也会改变，也会发生电磁感应现象。所以准确的定义如下： 因磁通量变化产生感应电动势的现象。 感应电动势的大小由法拉第电磁感应定律确定；e(t) = -n(dΦ)/(dt)。对动生的情况也可用E=BLV来求。 8感应电动势的分类有哪些 感应电动势分为感生电动势和动生电动势。 9简述自感现象和互感应现象 自感现象：流过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈的磁通量发生变化而产生的自感电动势，总是阻碍线圈中原来电流的变化，当原来电流在增大时，自感电动势与原来电流方向相反；当原来电流减小时，自感电动势与原来电流方向相同。 因此，“自感”简单地说，由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫做自感现象 互感现象：由一个线圈中的电流发生变化而使其它线圈产生感应电动势的现象叫互感现象 10. 什么是位移电流？位移电流的定义式是什么？ 在电磁学里，位移电流 （displacement current） 定义为电位移通量对于时间的变化率：[1] 位移电流的单位与电流的单位相同，在SI单位制中单位为安[培]。如同真实的电流，位移电流也会产生磁场。但是，位移电流并不是移动的电荷所形成的电流；而是电位移通量对于时间的偏导数，故它不具有传导电流所具有的其它效应，如焦耳热效应和化学效应 11. 简述位移电流与传导电流的关系？ 位移电流是电位移矢量随时间的变化率对曲面的积分。英国物理学家麦克斯韦首先提出这种变化将产生磁场的假设并称其为“位移电流”。但位移电流只表示电场的变化率,与传导电流不同,它不产生热效应、化学效应等。 位移电流与传导电流两者相比，唯一共同点仅在于都可以在空间激发磁场，但二者本质是不同的： (1)位移电流的本质是变化着的电场，而传导电流则是自由电荷的定向运动； (2)传导电流在通过导体时会产生焦耳热，而位移电流则不会产生焦耳热； (3)位移电流也即变化着的电场可以存在于真空、导体、电介质中，而传导电流只能存在于导体中。 12. 写出麦克斯韦方程组的积分形式 积分形式 麦克斯韦方程组的积分形式如下： 稳恒场中的形式当时，方程组就还原为静电场和稳恒磁场的方程： 无场源自由空间中的形式 当，方程组就成为如下形式： 麦克斯韦方程组的积分形式反映了空间某区域的电磁场量(D、E、B、H)和场源(电荷q、电流I)之间的关系。 微分形式 在电磁场的实际应用中，经常要知道空间逐点的电磁场量和电荷、电流之间的关系。从数学形式上，就是将麦克斯韦方程组的积分形式化为微分形式。 13. 麦克斯韦电磁场理论的局限性是什么？ 麦克斯韦电磁场理论的核心思想是：变化的磁场可以激发涡旋电场，变化的电场可以激发涡旋磁场；电场和磁场不是彼此孤立的，它们相互联系、相互激发组成一个统一的电磁场。麦克斯韦进一步将电场和磁场的所有规律综合起来，建立了完整的电磁场理论体系。这个电磁场理论体系的核心就是麦克斯韦方程组。 14. 场物质与实物物质的不同是什么？ 实物物质都是由具有实际大小、质量的粒子组成的 而场物质不是，具有力和能的性质，但却是看不见摸不到的 15. 简谐振动动的判断（满足其中一条即可） 1.有一段是F=mg,所以不是; 2.F=mg*sinθ；所以不是 3。F=ρgV,又因为V正比于h，所以是简谐运动 4.F=-Δkx,所以是； 5.这是一个近似的简谐运动，因为角度比较小，所以mgsinθ约等于mgθ，这个 θ 就是弧度，因为角度比较小，还有半径比较大，所以可以看成直线，所以受力与距平衡位置的位移成正比，所以是简谐运动 16.什么是拍现象？产生拍现象的条件是什么？ 17. 什么是驻波？形成驻波后，介质中各个质点振动的振幅，频率，相位等特征量有何特点？ 驻波是指两列振幅相同的相干波在同一直线上沿相反方向传播时互相叠加而成的波。 驻波通过时，每一个质点皆作简谐运动。各质点振荡的幅度不相等，振幅为零的点称为节点或波节（Node），振幅最大的点位于两节点之间，称为腹点或波腹（Antinode）。 18. 简述马吕斯定律及其公式 马吕斯定律指出，光线束在各向同性的均匀介质中传播时，始终保持着与波面的正交性，并且入射波面与出射波面对应点之间的光程均为定值 马吕斯定律（Malus law）表明，照射偏振光于偏振片，则透射光的辐照度为 ； 其中，如右图所示，是入射光的辐照度，，是入射光的偏振方向与偏振片的传输轴之间的夹角。 19. 请描述布儒斯特角和布儒斯特定律； 自然光在电介质界面上反射和折射时，一般情况下反射光和折射光都是部分偏振光，只有当入射角为某特定角时反射光才是线偏振光，其振动方向与入射面垂直，此特定角称为布儒斯特角或起偏角，用θb表示。此规律称为布儒斯特定律。光以布儒斯特角入射时，反射光与折射光互相垂直。 当入射角满足关系式tan ib=n2/n1 时，反射光为振动垂直于入射面的线偏振光， 该式称为布儒斯特定律（Brewster law) ，ib为起偏振角或布儒斯特角。 当光线以起偏振角入射时，反射光和折射光的传播方向互相垂直，即：ib+r0=90 20. 简述惠更斯原理； 从同一波阵面上各点发出的子波，在传播过程中相遇时，也能相互叠加而产生干涉现象，空间个点波的强度，由各子波在改点的相干叠加所决定，这个发展了的惠更斯原理称为惠更斯—菲涅尔原理。 21. 简述光程的定义； 光程是一个折合量，可理解为在相同时间内光线在真空中传播的距离。在传播时间相同或相位改变相同的条件下，把光在介质中传播的路程折合为光在真空中传播的相应路程。在数值上，光程等于介质折射率乘以光在介质中传播的路程。 22．什么是简谐振动（或称简谐运动）？ 如果做机械振动的质点，其位移与时间的关系遵从正弦（或余弦）函数规律，这样的振动叫做简谐运动，又名简谐振动。[1-2]因此，简谐运动常用 作为其运动学定义。其中振幅A，角频率，周期T，和频率v的关系分别为：、w=2 π f