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提綱挈領(lǐng)地學(xué)習(xí)大學(xué)物理(下)

2015-08-15 00:53:42
新課程(下) 2015年9期
關(guān)鍵詞:磁學(xué)靜電場電動勢

王 莉

(沈陽工業(yè)大學(xué)基礎(chǔ)部)

經(jīng)過一個學(xué)期《大學(xué)物理(上)》的學(xué)習(xí),大部分學(xué)生已經(jīng)適應(yīng)了大學(xué)物理課程的節(jié)奏,加上已經(jīng)學(xué)習(xí)完了高等數(shù)學(xué)的課程,也為大學(xué)物理下冊的學(xué)習(xí)打好了基礎(chǔ)。

大學(xué)物理下冊主要研究的是電磁學(xué)、光學(xué)和量子物理基礎(chǔ)。下面按照章節(jié)說起。

電磁學(xué)包括電和磁以及電磁感應(yīng)三部分,電學(xué)和磁學(xué)既有相同之處又有不同,學(xué)好了電學(xué)才能學(xué)好磁學(xué),反之,電學(xué)掌握不好磁學(xué)就易混淆。

靜電場由兩部分組成,分別是真空中的靜電場以及電解質(zhì)中的靜電場。電學(xué)部分的重要物理量是電場強度和電勢。主要物理模型是點電荷和勻強電場。一個重要實驗定律是庫倫定律,兩個重要定理分別是高斯定理和安培環(huán)路定理。兩個定理應(yīng)用了高數(shù)中通量和環(huán)流的概念,通過兩個定理的數(shù)學(xué)表達式,理解靜電場是一種真實的客觀存在的物質(zhì),是有源無旋場。電場的能量儲存在電場中而非電容中。電場對放入其中的電荷有力的作用。

穩(wěn)恒磁場也分成兩部分,分別是真空中的恒定磁場和磁介質(zhì)中的恒定磁場。磁學(xué)部分的重要物理量是磁感應(yīng)強度和磁場強度,主要物理模型是無限長載流直導(dǎo)線和勻強磁場。重要實驗定律是比奧薩法爾定律(與電場中庫侖定律類比),重要定理是磁場中的高斯定理和安培環(huán)路定理,通過磁場中上述兩定理的數(shù)學(xué)表達式,理解穩(wěn)恒磁場是有旋無源場。磁場對放入其中的運動電荷有力的作用。磁場對單個運動電荷的作用稱為洛倫茲力,對大量定向運動電荷的作用稱為安培力。值得注意的是大學(xué)物理上冊中學(xué)習(xí)的右手螺旋定則,在磁學(xué)部分有大量應(yīng)用。

電磁感應(yīng)部分,高中已經(jīng)學(xué)過楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律。難點在于感應(yīng)電動勢分成了感生電動勢和動生電動勢。電動勢的產(chǎn)生的實質(zhì)是非靜電力的做功,動生電動勢是洛侖茲力充當(dāng)非靜電力,感生電動勢是感應(yīng)電場的力充當(dāng)非靜電力。磁場的能量儲存在磁場中而非電感中。

光學(xué)的重點在于波動光學(xué),包括光的干涉、衍射和偏振三部分。在光的干涉和衍射中要牢記明暗紋條件,重點理解光程差的概念,注意半波損失情況的發(fā)生。偏振的學(xué)習(xí)中主要是馬呂斯定律和布儒斯特定律的應(yīng)用。

量子力學(xué)基礎(chǔ)通過研究三個經(jīng)典實驗——黑體輻射,光電效應(yīng),康普頓效應(yīng),得到能量不連續(xù),光的波粒二象性,由此學(xué)習(xí)測不準(zhǔn)原理和波函數(shù)的統(tǒng)計意義。重點理解物質(zhì)波,波爾的氫原子理論。所謂“量子”,即為不連續(xù),能量不連續(xù),光不連續(xù)(光子),能級不連續(xù)等等。

以上就是筆者近些年從事大學(xué)物理教學(xué)的一些體會。

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