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库仑定律
一、库仑定律 真空中两静止点电荷 $q1,q2$ 之间的的库仑力 $F$ 大小为： $$ F=k\frac{q1q2}{r^2} $$ 其中 $k$ 为库仑常数，大小为 $9.0\times 10^9\mathrm{Nm^2/C^2}$ 。常常进入真空中的介电常数 $\varepsilon0=\frac{1}{4\pi k}$ ，将库仑定律写为以下形式： ...
静力学公理和物体的受力分析
一、静力学公理与推论 1、公理：二力平衡公理 要使刚体在两个力作用下维持平衡状态，必须也只需这两个力的大小相等、方向相反、沿同一直线作用。 2、公理：加减平衡力系公理 可以在作用于刚体的任何一个力系上加上或去掉几个互成平衡的力，而不改变原力系对刚体的作用。但是涉及内力和变形的问题中，此公理不再适用。 3、推论：力在刚体上的...
光调制法测量光速
一、实验原理概述 本实验采用调制法测量光速。利用周期性调制的光信号，通过接收端与参考信号的时间延迟或相位差，结合信号传播路径的已知长度，精确计算光速 $c$。 一个强度依赖时间变化的周期性光信号满足： $$ I = I0 + \Delta I0 \cos2\pi \nu t $$ 其中： $I0$：平均光强 $\Delta I0$...
大学物理实验绪论
一、实验测量与误差分布 1、测量的基本概念 直接测量：被测量可以直接通过仪器读数获得，无需通过计算转换。 间接测量：被测量需通过已知函数关系由直接测量量计算得到。 测量的四要素：被测对象、测量程序、测量准确度、计量单位。 2、有效数字与有效位数 有效数字：可靠数字（仪器直读）+存疑数字（估读所得），反映测量精度。 ...
奥托循环和卡诺循环
一、奥托循环（Otto Cycle） 1. 循环过程描述 !https://laoguantx.top/article/物理/普通物理学/13.png 奥托循环由四个过程组成（以理想气体为工质）： 1. $1 \rightarrow 2$：绝热压缩 2. $2 \rightarrow 3$：等容加热（燃烧过程，吸热$Q\mathr...
不同情况下两列波叠加情况计算
设两列波的表达式均为： $$ f1x,t = A1 \cosk1 x + \omega1 t + \varphi1 $$ $$ f2x,t = A2 \cosk2 x + \omega2 t + \varphi2 $$ 常见叠加情况如下： 一、同频同波数同相位（完全相同的波） $$ fx,t = f1x,t + f2x,t ...
狭义相对论
一、经典物理的困境 在19世纪末，经典物理（牛顿力学、麦克斯韦电磁学）面临一系列实验事实的挑战。狭义相对论正是在这些困境下应运而生，并彻底改变了我们对时空的看法。 1、关键实验现象与问题 1. 时间膨胀实验 观测：静止$\pi$介子的平均寿命为$26.0$纳秒（$\mathrm{ns}$），而以$0.913$倍光速（$0.913...
柯尼希定理 (König's Theorem)
1、定理内容 刚体系统的总动能$K$等于质心平动能$\frac{1}{2}Mv{cm}^2$与各质点相对质心的动能$K'$之和： $$ K = \frac{1}{2}Mv{cm}^2 + K' $$ 2、证明过程 1. 坐标系设定： 实验室系：$\vec{r}i$ 质心系：$\vec{r}i = \vec{r}{...
平行轴定理与垂直轴定理
一、平行轴定理 Parallel Axis Theorem 1、定理内容 刚体关于任意轴的转动惯量$I$，等于关于通过质心的平行轴的转动惯量$I{cm}$加上刚体质量$M$与两轴间距离$d$平方的乘积： $$ I = I{cm} + Md^2 $$ 2、证明过程 1. 坐标系设定： 设质心轴为$z'$轴，任意平行轴为...
流体运动描述的两种方法
流体运动的描述主要有两种基本方法： 拉格朗日方法（Lagrangian Description）：跟踪流体中各个微小粒子的运动，描述粒子在随时间演化过程中的位置、速度和加速度。 欧拉方法（Eulerian Description）：在固定的空间控制体上描述流体的各种物理量（如速度、密度、压强等）随时间的变化。 下面分别对这两种方法进行详细推...