大物

气体动理论

不受外界影响的条件下，系统的宏观性质不随时间改变的状态，称为平衡态。

平衡态是一种动态平衡。

统计值和实际宏观存在偏差的现象称为涨落现象，分子数越多，涨落就越小。（可以理解为统计中与均值的偏差）

气体系统用元组(P,V,T)表示，PV图上的一点表示了气体系统的一个稳定的平衡态。

理想气体物态方程

PV=(m/M)RT

R称为摩尔气体常量。

k=R/NA

k称为玻尔兹曼常量

热力学第零定律：如果两个系统分别与处于确定状态的第三个系统达到热平衡，则这两个系统彼此也将处于热平衡。也就是说热平衡的比较具有传递性

温度：互为热平衡的几个热力学系统，有某种共同的宏观性质，我们将这种决定系统热平衡的宏观性质定义为温度。

温度是热学中特有的物理量，决定了一个系统是否与其他系统处于热平衡，处于热平衡的各系统温度相同。

温度是状态的函数。反映了组成系统的大量微观粒子无规则运动的激烈程度。

物质的微观模型

一些物质有大量微观粒子，分子或者原子组成。

分子数密度：单位体积内的分子数叫做分子数密度

n=N/V

分子不停地做无规则运动

理想气体的微观模型

分子可以看作质点，大小可忽略。每个分子运动服从牛顿运动定律

分子之间的相互作用可以忽略，分子所受的重力也可以忽略

分子之间的碰撞，分子和器壁的碰撞是完全弹性碰撞

理想气体压强公式：

自由度

单原子分子

动能: 3/2KT

对于刚性分子而言
每个钢性气体分子的总动能为：i/2KT

理想气体的内能

所有分子热运动动能和分子内原子间的势能之和

只见他套用分子的动能公式乘以阿伏伽德罗常量，将玻尔兹曼常量替换为摩尔气体常量即可

理想气体的内能是温度的单值函数，与热力学温度成正比，与体积和压强无关

麦克斯韦气体分子速率分布律

一定量的气体分子总数为N，dN表示速率分布在某区间v-v+dv的分子数，dN/N表示分布在此区间内的分子数占总分子数的比率。

dN/N是v的函数，在不同速率附近取相等的区间，此比率一般不相等。

当速率区间足够小，dN/N还应与区间大小成正比。

因此有dN/N=f(v)dv

物理意义：速率在v附近，单位速率区间的分子数占总分子数的比率。

统计速率

最概然速率

物理意义：温度为T的平衡态下，vp附近单位速率间隔中的分子数占分子数的比率最大，也就是曲线极值对应的v值。

平均速率

物理意义：描述分子平均运动快慢

方均根速率

分子平均平动动能的标志

热力学

准静态过程：系统在状态变化中所经历中间状态都无线的接近于平衡态的变化过程，也叫平衡过程

准静态过程要求过程无限缓慢，理想过程

系统内能的增量只与系统始末状态有关。

热力学第一定律

Q=(E2-E1)+W

dQ=dE+dW

摩尔热容量

定容摩尔热容量

Cv=i/2*R

Qv=nCv(T2-T1)

定压摩尔热容量

Cp=Cv+R

Qp=nCp(T2-T1)

循环过程

一个热力学系统有某一平衡态出发，经过任意过程又回到初态，这种过程称为循环。

循环过程特征：内能变化为0，W为闭合曲线包围的面积，系统对外所做的净功

热机的效率：在一正循环中，系统从高温热源吸热Q1，像低温热源放热Q2

效率为1-|Q2|/Q1

制冷系数：逆循环中，系统从低温热源吸热Q2，高温热源放出热量Q1

制冷系数为Q2/（|Q1|-Q2）

卡诺循环

有两个可逆等温过程和两个可逆绝热过程组成的循环称之为卡诺循环

波动光学

光程：光在真空中传播的几何路径，等于介质折射率n和光的几何路径r之积。

相干条件：频率相同，相位相同，振动方向相同。

相干光的获取：波面分割法，振幅分割法。

波面分割法

当光程差为波长的整数倍时，出现明条纹，当为半波长的奇数倍时，出现暗条纹。

半波损失：当光从光疏介质入射到光密介质，在反射回光疏介质时，反射光的相位比入射光改变了PI。反射光的光程在界面上发生了波长/2的突变，这种现象叫做半波损失。

振幅分割法

增透膜：减少反射光强度而增加透射光强度的薄膜

增射光加强的条件：2ne=k*波长

反射光加强的条件：2ne+波长/2=k*波长

增反膜：增加反射光强度而减少透射光强度的薄膜

光的衍射

光在传播过程中绕过障碍物偏离直线传播，出现光强度不均匀分布的现象

波长越大，障碍物越小，衍射越明显。

菲涅尔衍射

当光源和观察屏，或两者之一离障碍物的距离为有限远时，所发生的衍射称为菲涅尔衍射

夫琅禾费衍射

当光源和观察屏，或两者之一离障碍物的距离为无限远时，所发生的衍射称为菲涅尔衍射

单缝衍射：中央明纹最亮，最宽。各级明条纹随级数增加而减少。单缝越小，波长越大，条纹越宽。

明文坐标：（2k+1）*波长/2

暗纹坐标：k*波长

其中k为条纹的级数