等离子体基础知识总结
冷等离子体是等离子体一种近似模型。它假定等离子体的温度为零，用来讨论热效应可以忽略的物理过程。例如，等离子体中的波，当其相速度远大于平均热速度、同时回旋半径远小于垂直于外磁场方向的波长时，热效应不重要，便可用冷等离子体模型来讨论（这种波称为冷等离子体波）。在实际处理中，冷等离子体模型也可用于高温等离子体。
在等离子体中同时存在三种力：热压力、静电力和磁场力。它们对于等离子体粒子的扰动都起着弹性恢复力的作用。因此等离子体不像一般的弹性体，波动现象非常丰富，存在着声波（热压力驱动）、纵波（静电力驱动）、横波（电磁力驱动）以及它们的混杂波。
热压力的存在会产生类似中性气体中声波的“离子声波”，静电力的存在会产生静电波，电磁力的存在会产生电磁波。这些波又不是单独产生的，常常还同时产生形成混杂波。
等离子体中的波基本形式通常分为三类：静电波、电磁波和磁流体力学波。
群速度不能超过光速，因为群速度表示波所携带“信息”在空间的传播快慢。而相速度可以超过光速，相速度是常相位总移动速度，不携带任何信息。
波群在色散系统中传播是，组成该波群的不同频率的单色波具有不同的相速，在传播过程中各单色波之间的相位关系将发生变化，从而导致信号的失真，这就是色散。
“色散”两字的本省意思实际上指信号的失真（或称畸变），它是由于组成波群的各单色波因频率不同因而相速不同引起的，所以把这种相速随频率改变的现象也叫做色散。
如果两列波具有相同的速率（相速度）
，则最终形成的波的包络也具有和原来两列波相
如果两列波速率（相速度）略有不同，
则最终形成的波的包络和原来两列波相同的速率
波的偏振即是波的极化，是指空间固定点的波矢量E 的端点在2π/w 时间内的轨迹，对于电磁波是指电磁波中的电场矢量的端点轨迹
如果等离子体中的电子与均匀的粒子本底有个位移，将会建立电场，它将把电子拉回到原来的位置。由于惯性，电子将冲过平衡位置，并以特征频率围绕它们的平衡轴振荡。这个特征频率被认为是等离子体频率(plasma frequency)。
非磁化等离子体中的静电波 假定：（1）不存在磁场；B=0；（2）不存在热运动（kT=0）；（3）离子以均匀分布固定在空间中；（4）等离子体的大小为无限大。（5）电子只在x 方向运动。因此，不存在涨落磁
场，这是一种静电振荡。
得到等离子体的振荡频率是 该频率称之为电子静电振荡或者朗缪尔振荡。这个频率取决于等离子体的密度，它是等离子体的基本参量之一。因为m 很小，等离子体频率通常是很高的。上式告诉我们，发生等离子体振荡时，必定有一个只取决于n 的频率。尤其，ω与k 无关，所以，群速度d ω/dk 为零。
2/1020???? ??=e pe m e n εω
注意以下几点：
在某种程度上，这种振荡很难被认为是一种“正常”的波，因为它不传播能量或信息（在冷等离子体极限的条件下）。
朗谬尔波：存在热运动（KT>0）
热运动能引起等离子体振荡传播的效应。以热速度流入等离子体临近层的电子，将携带出现在振荡区域的信息。于是，这种等离子体振荡可以正当地称作等离子体波－也称为空间
电荷波。
需要加上状态方程：
利用绝热条件 假定碰撞频率远小于扰动频率，则在波的传播方向上可以看成是一维问题γ=3 朗缪尔波的色散关系 1、在长波近似条件下
说明群速度远小于电子的热速度。
2、当波的频率增加到电子振荡频率的2 波的相速度与电子的热速度很相近，结果，波与粒子发生强烈的相互作用，这时，流体
,短波朗缪尔波是强阻尼的。 3、
频率与k 有关，群速度是有限的。
在大的k 值（小入值）时，信息
近似以热速度传播。
在小的k 值（大入值）时，
尽管Vp 大于Vth ，信息以远慢于
Vth 的速度传播。这是因为在大入时密
度梯度小，热运动几乎不携带净动量 const n p e e =-γ()2N N γ=+22223 2p th k v ωω=+……（4.4.4）22e th KT v m ≡12200 p n e m ωε??= ???……（4.3.14）1<<>>D th k k
λυω或者、2/12
2)
31(D pe k λωω+±=当 时候， 朗缪尔波才能传播，群速为： pe ωω>th D g k dk d υλωυ)(2
3==有： 22th
k νω≈朗缪尔波的传播频率宽度： pe ωω≈?k p ωυ=相速度： dk
d g ωυ=群速度： 223th g k dk d υωωυ==
进入到邻近层中。
离子声波
前面在讨论朗缪尔波（电子波），认为离子的质量无穷大，离子是不移动的，这样所获得的是不包括离子效应的高频波（电子波）。
实际上离子的质量是有限的，所以，离子对等离子体中的波必然有贡献。由于离子移动比较慢，因此离子将对等离子体中的低频波产生影响。离子与高频波之间几乎没有什么作用。因此，我们这一节主要考虑低频波。
由于电子的质量很小，无论是高频或者是低频都会影响到它的运动。因此在描述低频波的时候，方程中必须包含离子和电子项。
等离子体中的低频波就是声波。
在中性气体中的声振荡以热动压力为恢复力，声速与粒子热运动速度同数量级。
无碰撞时，普通声波不会发生。然而由于离子的电荷仍然能够相互传播振动；声波能够经电场的媒介而发生。
然而气体温度趋于零时，声波不存在；而等离子体离子温度为零时，离子声波仍然存在。考虑到对于低频波，电子的压缩过程是等温的，取γ＝1，这时离子声速为
中性气体中声波速度
然而气体温度趋于零时，声波不存在；而等离子体离子温度为零时，
离子声波仍然存在。考虑到对于低频波，电子的压缩过程是等温的，取γ＝1，这时离子声速为
事实上，驱动离子声波由两种力：离子的热压力和电荷分离的静电力。当等离子体离子受到低频扰动而形成稠密和稀疏的区域时，一方面由于离子的热运动使离子扩散，这对应于Vs 式的第二项，这一项与中性气体驱动力是类似的。另一方面，离子的过剩区域产生电场，这个电场受到周围电子的屏蔽，然而这个屏蔽效应是不完全的，还有量级为Te/e 的电势泄漏出来，这对应于第一项。这个电场作用在离子上使离子由稠密区向稀疏区运动。
离子静电波 离子静电波的一般色散关系。
一般的试验条件下，德拜长度非常小，所以对于波长远大于德拜长度的低频波，等离子体近似是正确的 朗缪尔波或者电子静电波的色散关系 离子声波的色散关系 i
e e i i i s m T m T γγυ+=定义离子的声速：
在推导上面色散关系上时，我们作了近似处
理
: (:;111有限却允许E n n e i ≈222s k υω=2/1??? ??=M KT C s γM T e s =υ可见等离子体近似
11e i n n ≈222)/2(λπλλD D k =引起了 量级的误差 222223the pe k υωω+=e e the m T 22=υ22222thi i pi k υγωω+=i
i thi m T 22=υ
朗缪尔波基本上是恒频的. 存在大的k
离子声波基本上是恒速的. 存在大的k
4、什么条件下可以把带电粒子在磁场中的轨道运动分成回旋运动和导心运动？环形磁约束装置中为什么要用螺旋磁场位形？
答：带电粒子在给定的电磁场中的运动，不考虑带电粒子运动对场的反作用以及带电粒子间的相互作用（即单粒子轨道运动）条件下可以分成回旋运动和导心运动
简单的环形磁场不能有效的约束带电粒子，因为其磁力线是一个简单的圆环，带电粒子沿磁力线运动时漂移的方向处处相同，最终粒子都离开中心区域而跑到管壁了。如果把简单圆环磁场改成非圆环磁场，在原来的沿大环方向的圆环磁场
B0B,它们合成的磁场就是一个闭合的非圆环形
磁场。带电粒子沿磁力线运动时，相对于螺线管中心轴而言，它的位置和方位都在不断改变。这样，粒子在磁力线上的不同位置，相对于中心轴而言，其漂移方向不一样，有时背向中心而去，有时又趋向中心轴。在垂直中心轴的某一截面来看，粒子只是在中心附近运动，而不是定向漂向管壁。在环形系统中，磁力线沿大环延伸又绕小环中心轴转动，并且在转一周不闭合的性质叫磁力线的旋转变换
1、什么是等离子体？它和气体与固体有什么相同和不同之处？答：等离子体是由非缚束的带电粒子组成的多粒子体系。等离子是和固体液体气体同一层次的物质存在形式，它是由大量带电粒子组成的有宏观空间尺度和时间尺度的体系。
相同之处:1.都是同一层次的物质存在形式。2.都是由大量的粒子组成。不同之处：固体气体为中性粒子，固体中的粒子大部分是缚束粒子不能自由运动（导体中的自由电子例外），气体中的粒子可以自由运动但是为中性，而等离子体中粒子为非缚束的带电粒子。
5、在托卡马克等离子体中粒子轨道分为那两大类？给出他们的原因。
答：在托卡马克等离子体中粒子轨道可以分为飞行轨道和香蕉轨道两大类。
在托卡马克型磁场位形中，由于磁力线的转动变换，对于一条磁力线，有的部分处在大环的外侧，有的部分处在大环的内侧，所以磁力线所经过的区域，有的地方磁场强，而有的地方磁场弱，因此在某种程度上，存在着磁镜场结构，磁场的这一特点使得粒子轨道分为飞行轨道和香蕉轨道两大类。
飞行轨道形成的成因：粒子的平行速度很大，能够通过磁镜的强磁场区而不被反射回来。香蕉轨道形成的成因：粒子的平行速度不够大，不能够通过磁镜的强磁场区，只能沿磁力线在两个强磁场区域构成的局部磁镜间来回运动，其引导中心轨道在截面上的投影呈现香蕉形。
8、在均匀等离子体中平行于磁场方向上，有哪些本征电磁波？给出他们各自的磁场方向、传播方向及扰动电场方向的示意图，并画出他们的色散关系图（频率-波矢图）。
答：左旋圆偏振波、右旋圆偏振波（低频分支为电子回旋波）和哨音波。详见P286-291页。
9、为什么要在托卡马克等离子体中注入射频波（起什么作用）？主要的射频波有那三类？给出他们的频率范围。
答：在等离子体中注入射频波的作用是给等离子体加热和驱动等离子体电流，此外还可以驱动等离子体转动。主要的射频波有离子回旋波、低混杂波和电子回旋波。其频率范围如下：电子回旋波ECRH 100-200GHz 主要给电子加热
低混杂波LH 1-8GHz 同时对电子和离子加热离子回旋波ICRH 30-120MHz 主要对离子加速 10、碰撞指的是粒子间怎样的相互作用？什么是弹性碰撞和非弹性碰撞？它们会引起什么样的等离子体现象？
答：在等离子体中，带电粒子的碰撞是指粒子间的短程库仑力作用引起粒子的运动状态的改变。弹性碰撞在碰撞后不改变粒子的种类和内部能量状态，粒子体系的动量和能量守恒，碰撞改变量只是相碰粒子各自的动量和能量。非弹性碰撞改变体系的内部能量状态或改变粒子的种类，主要包含两类，原子的激发和解激发、原子的电离和复合。弹性碰撞引起等离子体的输运过程，一般称为经典输运；非弹性碰撞引起等离子体能量损失，引起反常输运。
《固体物理》基本概念和知识点 第一章基本概念和知识点 1) 什么是晶体、非晶体和多晶？() 晶面有规则、对称配置的固体，具有长程有序特点的固体称为晶体；在凝结过程中不经过结晶(即有序化)的阶段，原子的排列为长程无序的固体称为非晶体。由许许多多个大小在微米量级的晶粒组成的固体，称为多晶。 2) 什么是原胞和晶胞？() 原胞是一个晶格最小的周期性单元，在有些情况下不能反应晶格的对称性； 为了反应晶格的对称性，选取的较大的周期单元，称为晶胞。 3) 晶体共有几种晶系和布拉伐格子？() 按结构划分，晶体可分为7大晶系, 共14布拉伐格子。 4) 立方晶系有几种布拉伐格子？画出相应的格子。() 立方晶系有简单立方、体心立方和面心立方三种布拉伐格子。 5) 什么是简单晶格和复式格子？分别举3个简单晶格和复式晶格的例子。() 简单晶格中，一个原胞只包含一个原子，所有的原子在几何位置和化学性质上是完全等价的。碱金属具有体心立方晶格结构；Au、Ag和Cu具有面心立方晶格结构，它们均为简单晶格 复式格子则包含两种或两种以上的等价原子，不同等价原子各自构成相同的简单晶格，复式格子由它们的子晶格相套而成。 一种是不同原子或离子构成的晶体，如：NaCl、CsCl、ZnS等；一种是相同原子但几何位置不等价的原子构成的晶体，如：具有金刚石结构的C、Si、Ge等 6) 钛酸钡是由几个何种简单晶格穿套形成的？() BaTiO在立方体的项角上是钡(Ba)，钛(Ti)位于体心，面心上是三组氧(O)。三组氧(OI，OII，3 OIII)周围的情况各不相同，整个晶格是由 Ba、 Ti和 OI、 OII、 OIII各自组成的简立方结构子晶格(共5个)套构而成的。 7) 为什么金刚石是复式格子？金刚石原胞中有几个原子？晶胞中有几个原子？() 金刚石中有两种等价的C原子，即立方体中的8个顶角和6个面的中心的原子等价，体对角线1/4处的C原子等价。金刚石结构由两套完全等价的面心立方格子穿套构成。金刚石属于面心立方格子，原胞中有2个C原子，单胞中有8个C原子。
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高中物理知识点总结 （注意：全篇带★需要牢记！） 一、力物体的平衡 1.力是物体对物体的作用，是物体发生形变和改变物体的运动状态（即产生加速度）的原因. 力是矢量。 2.重力（1）重力是由于地球对物体的吸引而产生的. ［注意］重力是由于地球的吸引而产生，但不能说重力就是地球的吸引力，重力是万有引力的一个分力. 但在地球表面附近，可以认为重力近似等于万有引力 （2）重力的大小:地球表面G=mg，离地面高h处G/=mg/，其中g/=[R/（R+h）]2g （3）重力的方向:竖直向下（不一定指向地心）。 （4）重心:物体的各部分所受重力合力的作用点，物体的重心不一定在物体上. 3.弹力（1）产生原因:由于发生弹性形变的物体有恢复形变的趋势而产生的. （2）产生条件:①直接接触;②有弹性形变. （3）弹力的方向:与物体形变的方向相反，弹力的受力物体是引起形变的物体，施力物体是发生形变的物体.在点面接触的情况下，垂直于面; 在两个曲面接触（相当于点接触）的情况下，垂直于过接触点的公切面. ①绳的拉力方向总是沿着绳且指向绳收缩的方向，且一根轻绳上的张力大小处处相等. ②轻杆既可产生压力，又可产生拉力，且方向不一定沿杆. （4）弹力的大小:一般情况下应根据物体的运动状态，利用平衡条件或牛顿定律来求解.弹簧弹力可由胡克定律来求解. ★胡克定律:在弹性限度内，弹簧弹力的大小和弹簧的形变量成正比，即F=kx.k为弹簧的劲度系数，它只与弹簧本身因素有关，单位是N/m. 4.摩擦力 （1）产生的条件:①相互接触的物体间存在压力;③接触面不光滑;③接触的物体之间有相对运动（滑动摩擦力）或相对运动的趋势（静摩擦力），这三点缺一不可. （2）摩擦力的方向:沿接触面切线方向，与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反，与物体运动的方向可以相同也可以相反. （3）判断静摩擦力方向的方法: ①假设法:首先假设两物体接触面光滑，这时若两物体不发生相对运动，则说明它们原来没有相对运动趋势，也没有静摩擦力;若两物体发生相对运动，则说明它们原来有相对运动趋势，并且原来相对运动趋势的方向跟假设接触面光滑时相对运动的方向相同.然后根据静
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1.力是物体对物体的作用，是物体发生形变和改变物体的运动状态（即产生加速度）的原因. 力是矢量。 2.重力（1）重力是因为地球对物体的吸引而产生的. ［注意］重力是因为地球的吸引而产生，但不能说重力就是地球的吸引力，重力是万有引力的一个分力. 但在地球表面附近，能够认为重力近似等于万有引力 （2）重力的大小：地球表面G=mg，离地面高h处G/=mg/，其中g/=[R/（R+h）]2g （3）重力的方向：竖直向下（不一定指向地心）。 （4）重心：物体的各部分所受重力合力的作用点，物体的重心不一定在物体上. 3.弹力（1）产生原因：因为发生弹性形变的物体有恢复形变的趋势而产生的. （2）产生条件：①直接接触;②有弹性形变. （3）弹力的方向：与物体形变的方向相反，弹力的受力物体是引起形变的物体，施力物体是发生形变的物体.在点面接触的情况下，垂直于面; 在两个曲面接触（相当于点接触）的情况下，垂直于过接触点的公切面. ①绳的拉力方向总是沿着绳且指向绳收缩的方向，且一根轻绳上的张力大小处处相等. ②轻杆既可产生压力，又可产生拉力，且方向不一定沿杆. （4）弹力的大小：一般情况下应根据物体的运动状态，利用平衡条件或牛顿定律来求解.弹簧弹力可由胡克定律来求解. ★胡克定律：在弹性限度内，弹簧弹力的大小和弹簧的形变量成正比，即F=kx.k为弹簧的劲度系数，它只与弹簧本身因素相关，单位是N/m. 4.摩擦力 （1）产生的条件：①相互接触的物体间存有压力;③接触面不光滑;③接触的物体之间有相对运动（滑动摩擦力）或相对运动的趋势（静摩擦力），这三点缺一不可. （2）摩擦力的方向：沿接触面切线方向，与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反，与物体运动的方向能够相同也能够相反. （3）判断静摩擦力方向的方法： ①假设法：首先假设两物体接触面光滑，这时若两物体不发生相对运动，则说明它们原来没有相对运动趋势，也没有静摩擦力;若两物体发生相对运动，则说明它们原来有相对运动趋势，并且原来相对运动趋势的方向跟假设接触面光滑时相对运动的方向相同.然后根据静摩擦力的方向跟物体相对运动趋势的方向相反确定静摩擦力方向. ②平衡法：根据二力平衡条件能够判断静摩擦力的方向. （4）大小：先判明是何种摩擦力，然后再根据各自的规律去分析求解. ①滑动摩擦力大小：利用公式f=μF N实行计算，其中F N是物体的正压力，不一
材料科学基础 第零章材料概论 该课程以金属材料、陶瓷材料、高分子材料及复合材料为对象，从材料的电子、原子尺度入手，介绍了材料科学理论及纳观、微观尺度组织、细观尺度断裂机制及宏观性能。核心是介绍材料的成分、微观结构、制备工艺及性能之间的关系。 主要内容包括：材料的原子排列、晶体结构与缺陷、相结构和相图、晶体及非晶体的凝固、扩散与固态相变、塑性变形及强韧化、材料概论、复合材料及界面，并简要介绍材料科学理论新发展及高性能材料研究新成果。 材料是指：能够满足指定工作条件下使用要求的，就有一定形态和物理化学性状的物质。 按基本组成分为：金属、陶瓷、高分子、复合材料 金属材料是由金属元素或以金属元素为主，通过冶炼方法制成的一类晶体材料，如Fe、
Cu、Ni等。原子之间的键合方式是金属键。陶瓷材料是由非金属元素或金属元素与非金属元素组成的、经烧结或合成而制成的一类无机非金属材料。它可以是晶体、非晶体或混合晶体。原子之间的键合方式是离子键，共价键。 聚合物是用聚合工艺合成的、原子之间以共价键连接的、由长分子链组成的髙分子材料。它主要是非晶体或晶体与非晶体的混合物。原子的键合方式通常是共价键。 复合材料是由二种或二种以上不同的材料组成的、通过特殊加工工艺制成的一类面向应用的新材料。其原子间的键合方式是混合键。 材料选择： 密度 弹性模量:材料抵抗变形的能力 强度:是指零件承受载荷后抵抗发生破坏的能力。 韧性：表征材料阻止裂纹扩展的能力功能成本
结构(Structure) 性质(Properties) 加工(Processing) 使用性能(Performance) 在四要素中，基本的是结构和性能的关系，而“材料科学”这门课的主要任务就是研究材料的结构、性能及二者之间的关系。 宏观结构←显微镜下的结构←晶体结构←原子、电子结构 重点讨论材料中原子的排列方式（晶体结构）和显微镜下的微观结构（显微组织）的关系。以及有哪些主要因素能够影响和改变结构，实现控制结构和性能的目的。 第一章材料结构的基本知识 1.引言 材料的组成不同，性质就不同。 同种材料因制备方法不同，其性能也不同。这是与材料的内部结构有关：原子结构、原子键合、原子排列、显微组织。 原子结构 主量子数n
2019高中物理基础知识点总结 2019高中物理基础知识点篇一 一、力学 a) 运动学 参照系质点运动的位移和路程、速度、加速度相对速度 向量和标量向量的合成和分解 匀速及匀变速直线运动及其图像运动的合成抛体运动圆周运动 刚体的平动和绕定轴的转动 质心质心运动定理 b)牛顿运动定律力学中常见的几种力 牛顿第一、二、三运动定律惯性系的概念 摩擦力 弹性力胡克定律 万有引力定律均匀球壳对壳内和壳外质点的引力公式(不要求导出) 开普勒定律行星和人造卫星运动 惯性力的概念 c) 物体的平衡 共点力作用下物体的平衡 力矩刚体的平衡条件重心
物体平衡的种类 d)动量 冲量动量动量定理动量守恒定律 反冲运动及火箭 e)冲量矩质点和质点组的角动量角动量守恒定律 f) 机械能 功和功率 动能和动能定理 重力势能引力势能质点及均匀球壳壳内与壳外的引力势能公式(不要求导出) 弹簧的弹性势能 功能原理机械能守恒定律 碰撞 g) 流体静力学 静止流体中的压强 浮力 h)振动 简谐振动振幅频率和周期相位振动的图像 参考圆振动的速度和加速度 由动力学方程确定简谐振动的频率 阻尼振动受迫振动和共振(定性了解) i) 波和声 横波和纵波波长、频率和波速的关系波的图像
波的干涉和衍射(定性) 驻波 声波声音的响度、音调和音品声音的共鸣乐音和噪声多普勒效应 2019高中物理基础知识点篇二 二、热学 a) 分子动理论 原子和分子的量级 分子的热运动布朗运动温度的微观意义 分子力 分子的动能和分子间的势能物体的内能 b)热力学第一定律 热力学第一定律 c) 热力学第二定律 热力学第二定律可逆过程与不可逆过程 d)气体的性质 热力学温标 理想气体状态方程普适气体恒量 理想气体状态方程的微观解释(定性) 理想气体的内能 理想气体的等容、等压、等温和绝热过程(不要求用微积分运算) e) 液体的性质
中国科学院大学考研《固体物理》考试大 纲
中国科学院大学考研《固体物理》考试大纲 本《固体物理》考试大纲适用于中国科学院凝聚态物理及相关专业的硕士研究生入学考试。固体物理学是研究固体的微观结构、物理性质，以及构成物质的各种粒子的运动规律的学科，是凝聚态物理的最大分支。本科目的考试内容包括晶体结构、晶格振动、能带理论和金属电子论等。要求考生深入理解其基本概念，有清楚的物理图象，熟练掌握基本的物理方法，并具有综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。 一、考试形式 (一)闭卷，笔试，考试时间180分钟，试卷总分150分 (二)试卷结构 第一部分：简答题，共50分 第二部分：计算题、证明题，共100分 二、考试内容 (一)晶体结构 1、单晶、准晶和非晶的结构上的差别 2、晶体中原子的排列特点、晶面、晶列、对称性 3、简单的晶体结构，二维和三维晶格的分类 4、倒易点阵和布里渊区 5、 X射线衍射条件、基元的几何结构因子及原子形状因子 (二) 固体的结合 1、固体结合的基本形式
2、共价晶体，金属晶体，分子晶体与离子晶体，范德瓦尔斯结合，氢键，马德隆常数 (三) 晶体中的缺陷和扩散 1、晶体缺陷：线缺陷、面缺陷、点缺陷 2、扩散及微观机理 3、位错的物理特性 4、离子晶体中的点缺陷和离子性导电 (四) 晶格振动与晶体的热学性质 1、一维链的振动：单原子链、双原子链、声学支、光学支、色散关系 2、格波、简正坐标、声子、声子振动态密度、长波近似 3、固体热容：爱因斯坦模型、德拜模型 4、非简谐效应：热膨胀、热传导 5、中子的非弹性散射测声子能谱 (五) 能带理论 1、布洛赫定理 2、近自由电子模型 3、紧束缚近似 4、费密面、能态密度和能带的特点 5、表面电子态 (六) 晶体中电子在电场和磁场中的运动 1、恒定电场作用下电子的运动 2、用能带论解释金属、半导体和绝缘体，以及空穴的概念
高中物理知识点总结（经典版）
第一章、力 一、力F：物体对物体的作用。 1、单位：牛（N） 2、力的三要素：大小、方向、作用点。 3、物体间力的作用是相互的。即作用力与反作用力，但它们不在同一物体上，不是平衡力。作用力与 反作用力是同性质的力，有同时性。 二、力的分类： 1、按按性质分：重力G、弹力N、摩擦力f 按效果分：压力、支持力、动力、阻力、向心力、回复力。 按研究对象分：外力、内力。 2、重力G：由于受地球吸引而产生，竖直向下。G=mg 重心的位置与物体的质量分布与形状有关。质量均匀、形状规则的物体重心在几何中心上，不一定在物体上。 弹力：由于接触形变而产生，与形变方向相反或垂直接触面。F=k×Δx 摩擦力f：阻碍相对运动的力，方向与相对运动方向相反。 滑动摩擦力：f=μN（N不是G，μ表示接触面的粗糙程度，只与材料有关，与重力、压力无关。） 相同条件下，滚动摩擦<滑动摩擦。 静摩擦力：用二力平衡来计算。 用一水平力推一静止的物体并使它匀速直线运动，推力F与摩擦力f的关系如图所示。 力的合成与分解：遵循平行四边形定则。以分力F1、F2为邻边作平行四边形，合力F的大小和方向可用这两个邻边之间的对角线表示。 |F1-F2|≤F合≤F1+F2 F合2=F12+F22+ 2F1F2cosQ 平动平衡：共点力使物体保持匀速直线运动状态或静止状态。 解题方法：先受力分析，然后根据题意建立坐标 系，将不在坐标系上的力分解。如受力在三个以 内，可用力的合成。 利用平衡力来解题。 F x合力=0 F y合力=0 注：已知一个合力的大小与方向，当一个分力的 方向确定，另一个分力与这个分力垂直是最小 值。 转动平衡：物体保持静止或匀速转动状态。 解题方法：先受力分析，然后作出对应力的力臂（最长力臂是指转轴到力的作用点的直线距离）。分析正、负力矩。 利用力矩来解题：M合力矩=FL合力矩=0 或M正力矩= M负力矩 第二章、直线运动
物理 一、静力学： 1．几个力平衡，则一个力是与其它力合力平衡的力。 2．两个力的合力：F 大+F 小≥F 合≥F 大－F 小。 三个大小相等的共面共点力平衡，力之间的夹角为1200。 3．力的合成和分解是一种等效代换，分力与合力都不是真实的力，求合力和分力是处理力学问题时的一种方法、手段。 4．三力共点且平衡，则312123 sin sin sin F F F ααα==（拉密定理）。 5．物体沿斜面匀速下滑，则tan μα=。 6．两个一起运动的物体“刚好脱离”时： 貌合神离，弹力为零。此时速度、加速度相等，此后不等。 7．轻绳不可伸长，其两端拉力大小相等，线上各点张力大小相等。因其形变被忽略，其拉力可以发生突变，“没有记忆力”。 8．轻弹簧两端弹力大小相等，弹簧的弹力不能发生突变。 9．轻杆能承受纵向拉力、压力，还能承受横向力。力可以发生突变，“没有记忆力”。 10. 轻杆一端连绞链，另一端受合力方向：沿杆方向。 二、运动学： 1．在描述运动时，在纯运动学问题中，可以任意选取参照物； 在处理动力学问题时，只能以地为参照物。 2．匀变速直线运动：用平均速度思考匀变速直线运动问题，总是带来方便： T S S V V V V t 2221212+=+== 3．匀变速直线运动： 时间等分时， S S aT n n -=-12 ， 位移中点的即时速度V V V S 212222=+， V V S t 22 > 纸带点痕求速度、加速度： T S S V t 221 2+= ，212T S S a -=，()a S S n T n =--12 1 4．匀变速直线运动，v 0 = 0时：
半导体物理知识点总结 本章主要讨论半导体中电子的运动状态。主要介绍了半导体的几种常见晶体结构，半导体中能带的形成，半导体中电子的状态和能带特点，在讲解半导体中电子的运动时，引入了有效质量的概念。阐述本征半导体的导电机构，引入了空穴散射的概念。最后，介绍了Si、Ge和GaAs的能带结构。 在1.1节，半导体的几种常见晶体结构及结合性质。（重点掌握）在1.2节，为了深入理解能带的形成，介绍了电子的共有化运动。介绍半导体中电子的状态和能带特点，并对导体、半导体和绝缘体的能带进行比较，在此基础上引入本征激发的概念。（重点掌握）在1.3节，引入有效质量的概念。讨论半导体中电子的平均速度和加速度。（重点掌握）在1.4节，阐述本征半导体的导电机构，由此引入了空穴散射的概念，得到空穴的特点。（重点掌握）在1.5节，介绍回旋共振测试有效质量的原理和方法。（理解即可）在1.6节，介绍Si、Ge的能带结构。（掌握能带结构特征）在1.7节，介绍Ⅲ-Ⅴ族化合物的能带结构，主要了解GaAs的能带结构。（掌握能带结构特征）本章重难点： 重点： 1、半导体硅、锗的晶体结构（金刚石型结构）及其特点； 三五族化合物半导体的闪锌矿型结构及其特点。 2、熟悉晶体中电子、孤立原子的电子、自由电子的运动有何不同：孤立原子中的电子是在该原子的核和其它电子的势场中运动，自由电子是在恒定为零的势场中运动，而晶体中的电子是在严格周期性重复排列的原子间运动（共有化运动），单电子近似认为，晶体中的某一个电子是在周期性排列且固定不动的原子核的势场以及其它大量电子的平均势场中运动，这个势场也是周期性变化的，而且它的周期与晶格周期相同。 3、晶体中电子的共有化运动导致分立的能级发生劈裂，是形成半导体能带的原因，半导体能带的特点： ①存在轨道杂化，失去能级与能带的对应关系。杂化后能带重新分开为上能带和下能带，上能带称为导带，下能带称为价带②低温下，价带填满电子，导带全空，高温下价带中的一部分电子跃迁到导带，使晶体呈现弱导电性。
高考物理基础知识总结 一、质点的运动（1）------直线运动 1）匀变速直线运动 1.平均速度s v= t （定义式） 2.有用推论2022t v -v =as 3.中间时刻速度 02t t/2v +v v =v= 4.末速度v t =v o +at 5.中间位置速度s/2v 6.位移02122t/s=vt=v t+at =v t 7.加速度0t v -v a=t 以v o 为正方向，a 与v o 同向(加速)a >0；反向则a <0 8.实验用推论Δs=aT 2 Δs 为相邻连续相等时间(T )内位移之差 9.主要物理量及单位:初速(v o ):m/s 加速度(a ):m/s 2 末速度(v t ):m/s 时间(t ):秒(s) 位移(s ):米（m ） 路程:米 速度单位换算：1m/s=3.6Km/h 注：(1)平均速度是矢量； (2)物体速度大,加速度不一定大； (3) 0t v -v a=t 只是量度式，不是决定式； (4)其它相关内容：质点/位移和路程/s--t 图/v--t 图/速度与速率/。 2) 自由落体 1.初速度v o =0 2.末速度v t =gt 3.下落高度12 2h=gt （从v o 位置向下计算） 4.推论v t 2=2gh 注:(1)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，遵循匀变速度直线运动规律； (2)a=g =9.8≈10m/s 2 重力加速度在赤道附近较小,在高山处比平地小，方向竖直向下。 3) 竖直上抛 1.位移012 2s=v t-gt 2.末速度v t = v o - gt （g =9.8≈10m/s 2 ） 3.有用推论v t 2 -v o 2=-2gS 4.上升最大高度H m =v o 2/2g (抛出点算起） 5.往返时间02v t=g （从抛出落回原位置的时间）
《固体物理》基础知识训练题及其参考答案 说明：本内容是以黄昆原著、韩汝琦改编的《固体物理学》为蓝本，重点训练读者在固体物理方面的基础知识，具体以19次作业的形式展开训练。 第一章 作业1： 1.固体物理的研究对象有那些？ 答：（1）固体的结构；（2）组成固体的粒子之间的相互作用与运动规律；（3）固体的性能与用途。 2.晶体和非晶体原子排列各有什么特点？ 答：晶体中原子排列是周期性的，即晶体中的原子排列具有长程有序性。非晶体中原子排列没有严格的周期性，即非晶体中的原子排列具有短程有序而长程无序的特性。 3.试说明体心立方晶格，面心立方晶格，六角密排晶格的原子排列各有何特点？试画图说明。有那些单质晶体分别属于以上三类。 答：体心立方晶格：除了在立方体的每个棱角位置上有1个原子以外，在该立方体的体心位置还有一个原子。常见的体心立方晶体有：Li，Na，K，Rb，Cs，Fe等。 面心立方晶格：除了在立方体的每个棱角位置上有1个原子以外，在该立方体每个表面的中心还都有1个原子。常见的面心立方晶体有：Cu, Ag, Au, Al等。 六角密排晶格：以ABAB形式排列，第一层原子单元是在正六边形的每个角上分布1个原子，且在该正六边形的中心还有1个原子；第二层原子单元是由3个原子组成正三边形的角原子，且其中心在第一层原子平面上的投影位置在对应原子集合的最低凹陷处。常见的六角密排晶体有：Be，Mg，Zn，Cd等。 4.试说明, NaCl，金刚石，CsCl, ZnS晶格的粒子排列规律。 答：NaCl：先将错误!未找到引用源。两套相同的面心立方晶格，并让它们重合，然后，将一套晶格沿另一套晶格的棱边滑行1/2个棱长，就组成Nacl晶格； 金刚石：先将碳原子组成两套相同的面心立方体，并让它们重合，然后将一套晶格沿另一套晶格的空角对角线滑行1/4个对角线的长度，就组成金刚石晶格； Cscl:：先将错误!未找到引用源。组成两套相同的简单立方，并让它们重合，然后将一套晶格沿另一套晶格的体对角线滑行1/2个体对角线的长度，就组成Cscl晶格。 ZnS：类似于金刚石。
A B 物理重要知识点总结 学好物理要记住：最基本的知识、方法才是最重要的。 秘诀：“想” 学好物理重在理解．．．．．．．． （概念和规律的确切含义，能用不同的形式进行表达，理解其适用条件） A(成功)＝X(艰苦的劳动)十Y(正确的方法)十Z(少说空话多干实事) (最基础的概念,公式,定理,定律最重要)；每一题中要弄清楚(对象、条件、状态、过程)是解题关健 物理学习的核心在于思维，只要同学们在平常的复习和做题时注意思考、注意总结、善于归纳整理，对于课堂上老师所讲的例题做到触类旁通，举一反三，把老师的知识和解题能力变成自己的知识和解题能力，并养成规范答题的习惯,这样，同学们一定就能笑傲考场，考出理想的成绩！ 对联: 概念、公式、定理、定律。 （学习物理必备基础知识） 对象、条件、状态、过程。（解答物理题必须明确的内容） 力学问题中的“过程”、“状态”的分析和建立及应用物理模型在物理学习中是至关重要的。 说明：凡矢量式中用“+”号都为合成符号，把矢量运算转化为代数运算的前提是先规定正方向。 答题技巧：“基础题，全做对；一般题，一分不浪费；尽力冲击较难题，即使做错不后悔”。“容易题不丢分，难题不得零 分。“该得的分一分不丢，难得的分每分必争”，“会做?做对?不扣分” 在学习物理概念和规律时不能只记结论，还须弄清其中的道理，知道物理概念和规律的由来。 Ⅰ。力的种类: 这些力是受力分析不可少的“是受力分析的基础” 力的种类:（13个力） 有18条定律、2条定理 1重力： G = mg (g 随高度、纬度、不同星球上不同) 2弹力：F= Kx 3滑动摩擦力：F 滑= ?N 4静摩擦力： O ? f 静? f m (由运动趋势和平衡方程去判断) 5浮力： F 浮= ?gV 排 6压力: F= PS = ?ghs 7万有引力： F 引 =G 2 2 1r m m 8库仑力： F=K 2 2 1r q q (真空中、点电荷) 9电场力： F 电=q E =q d u 10安培力：磁场对电流的作用力 F= BIL (B ?I) 方向：左手定则 11洛仑兹力：磁场对运动电荷的作用力 f=BqV (B ?V) 方向：左手定则 12分子力：分子间的引力和斥力同时存在,都随距离的增 大而减小,随距离的减小而增大,但斥力变化得快． 。 13核力：只有相邻的核子之间才有核力，是一种短程强力。 1万有引力定律B 2胡克定律B 3滑动摩擦定律B 4牛顿第一定律B 5牛顿第二定律B 力学 6牛顿第三定律B 7动量守恒定律B 8机械能守恒定律B 9能的转化守恒定律． 10电荷守恒定律 11真空中的库仑定律 12欧姆定律 13电阻定律B 电学 14闭合电路的欧姆定律B 15法拉第电磁感应定律 16楞次定律B 17反射定律 18折射定律B 定理： ①动量定理B ②动能定理B 做功跟动能改变的关系
高中物理公式总结 物理定理、定律、公式表 一、质点的运动(1)------直线运动 1)匀变速直线运动 1、平均速度V平＝s/t(定义式) 2、有用推论Vt2-Vo2＝2as 3、中间时刻速度Vt/2＝V平＝(Vt+Vo)/2 4、末速度Vt＝Vo+at 5、中间位置速度Vs/2＝[(Vo2+Vt2)/2]1/2 6、位移s＝V平t＝Vot+at2/2＝Vt/2t 7、加速度a＝(Vt-Vo)/t ｛以Vo为正方向,a与Vo同向(加速)a>0;反向则a<0｝ 8、实验用推论Δs＝aT2 ｛Δs为连续相邻相等时间(T)内位移之差｝ 9、主要物理量及单位:初速度(Vo):m/s;加速度(a):m/s2;末速度(Vt):m/s;时间(t)秒(s);位移(s):米(m);路程:米;速度单位换算:1m/s=3、6km/h。 注: (1)平均速度就是矢量; (2)物体速度大,加速度不一定大; (3)a=(Vt-Vo)/t只就是量度式,不就是决定式; (4)其它相关内容:质点、位移与路程、参考系、时间与时刻〔见第一册P19〕/s--t图、v--t图/速度与速率、瞬时速度〔见第一册P24〕。 2)自由落体运动 1、初速度Vo＝0 2、末速度Vt＝gt 3、下落高度h＝gt2/2(从Vo位置向下计算) 4、推论Vt2＝2gh 注: (1)自由落体运动就是初速度为零的匀加速直线运动,遵循匀变速直线运动规律; (2)a＝g＝9、8m/s2≈10m/s2(重力加速度在赤道附近较小,在高山处比平地小,方向竖直向下)。 (3)竖直上抛运动 1、位移s＝Vot-gt2/2 2、末速度Vt＝Vo-gt (g=9、8m/s2≈10m/s2) 3、有用推论Vt2-Vo2＝-2gs 4、上升最大高度Hm＝Vo2/2g(抛出点算起) 5、往返时间t＝2Vo/g (从抛出落回原位置的时间) 注: (1)全过程处理:就是匀减速直线运动,以向上为正方向,加速度取负值; (2)分段处理:向上为匀减速直线运动,向下为自由落体运动,具有对称性; (3)上升与下落过程具有对称性,如在同点速度等值反向等。 二、质点的运动(2)----曲线运动、万有引力 1)平抛运动 1、水平方向速度:Vx＝Vo 2、竖直方向速度:Vy＝gt 3、水平方向位移:x＝Vot 4、竖直方向位移:y＝gt2/2 5、运动时间t＝(2y/g)1/2(通常又表示为(2h/g)1/2) 6、合速度Vt＝(Vx2+Vy2)1/2＝[Vo2+(gt)2]1/2
固体物理重要知识点总结 晶体：是由离子，原子或分子（统称为粒子）有规律的排列而成的，具有周期性和对称性非晶体：有序度仅限于几个原子，不具有长程有序性和对称性点阵：格点的总体称为点阵晶格：晶体中微粒重心，周期性的排列所组成的骨架，称为晶格格点：微粒重心所处的位置称为晶格的格点（或结点）晶体的周期性和对称性：晶体中微粒的排列按照一定的方式不断的做周期性重复，这样的性质称为晶体结构的周期性。晶体的对称性指晶体经过某些对称操作后，仍能恢复原状的特性。（有轴对称，面对称，体心对称即点对称）密勒指数：某一晶面分别在三个晶轴上的截距的倒数的互质整数比称为此晶面的密勒指数配位数：可用一个微粒周围最近邻的微粒数来表示晶体中粒子排列的紧密程度，称为配位数致密度：晶胞内原子所占体积与晶胞总体积之比称为点阵内原子的致密度固体物理学元胞：选取体积最小的晶胞，称为元胞：格点只在顶角，内部和面上都不包含其他格点，整个元胞只含有一个格点：元胞的三边的平移矢量称为基本平移矢量（或者基矢）；突出反映晶体结构的周期性元胞:体积通常较固体物理学元胞大；格点不仅在顶角上，同时可以在体心或面心上；晶胞的棱也称为晶轴，其边长称为晶格常数,点阵常数或晶胞常数；突出反映晶体的周期性和对称性。布拉菲格子：晶体由完全相同的原子组成，原子与晶格的格点相重合而且每个格点周围的情况都一样复式格子：晶体由两种或者两种以上的原子构成，而且每种原子都各自构成一种相同的布拉菲格子，这些布拉菲格子相互错开一段距离，相互套购而形成的格子称为复式格子，复式格子是由若干相同的布拉菲格子相互位移套购而成的声子：晶格简谐振动的能量
化，以hv l来增减其能量，hv l就称为晶格振动能量的量子叫声子非简谐效应：在晶格振动势能中考虑了δ2以上δ高次项的影响，此时势能曲线能是非对称的，因此原子振动时会产生热膨胀与热传导点缺陷的分类：晶体点缺陷：①本征热缺陷：弗伦克尔缺陷，肖脱基缺陷②杂质缺陷：置换型，填隙型③色心④极化子布里渊区：在空间中倒格矢的中垂线把空间分成许多不同的区域，在同一区域中能量是连续的，在区域的边界上能量是不连续的，把这样的区域称为布里渊区 爱因斯坦模型在低温下与实验存在偏差的根源是什么？ 答：按照爱因斯坦温度的定义，爱因斯坦模型的格波的频率大约为1013Hz，属于光学支频率，但光学格波在低温时对热容的贡献非常小，低温下对热容贡献大的主要是长声学格波，也就是说爱因斯坦没考虑声学波对热容的贡献是爱因斯坦模型在低温下与实验存在偏差的根源。 陶瓷中晶界对材料性能有很大的影响，试举例说明晶界的作用 答：晶界是一种面缺陷，是周期性中断的区域，存在较高界面能和应力，且电荷不平衡，故晶界是缺陷富集区域，易吸附或产生各种热缺陷和杂质缺陷，与体内微观粒子（如电子）相比，晶界微观粒子所处的能量状态有明显差异，称为晶界态。 在半导体陶瓷，通常可以通过组成，制备工艺的控制，使晶界中产生不同起源的受主态能级，在晶界产生能级势垒，显著影响电子的输出行为，使陶瓷产生一系列的电功能特性（如PTC特性，压敏特性，大电容特性等）。这种晶界效应在半导体陶瓷的发展中得到了充分的体现和应用。 从能带理论的角度简述绝缘体，半导体，导体的导电或绝缘机制
力学包括静力学、运动学和动力学。即：力，牛顿运动定律，物体的平衡，直线运动，曲线运动，振动和波，功和能，动量和冲量，等。 一、重要概念和规律 （一）重要概念 1．力、力矩 力是物体间的相互作用。其效果使物体发生形变和改变物体的运动状态即产生加速度。力不能脱离物体而独立存在．有力作用时，同时存在受力物体和施力物体但物体间不一定接触。力是矢量。力按性质可分重力（G=mg）、弹力（胡克定律f=kX）、摩擦力（0＜f静＜f最大、，f=μN）、分子力、电磁力等。按效果可分拉力、压力、支持力，张力、动力、阻力、向心力、回复力等。对于各种力要弄清它的产生原因、特点、大小、方向、作用点和具体效果。 力矩是改变物体转动状态的原因。力矩M=FL通常规定使物体顺（逆）时针转动的力矩为负（正）。注意力臂L是指转轴至力的作用线的垂直距离。 2．质点、参照物 质点指有质量而不考虑大小和形状的物体。平动的物体一般视作质点。 参照物指假定不动的物体。一般以地面做参照物。 3．位置、位移（s）、速度（v）、加速度（a） 质点的位置可以用规定的坐标系中的点表示． 位移表示物体位置的变化，是由始位置引向末位置的有向线段。位移是矢量，与路径无关．而路程是标量，是物体运动轨迹的实际长度，与路径有关。 速度表示质点运动的快慢和方向，它的方向就是位移变化的方向。其大小称为速率。在S-t 图象中，某点的速度即为图线在该点物线的斜率。在匀速四周运动中，用线速度v=s/t和角速度ω=φ/t，v是矢量，方向为该点的切线方向，两者的关系为v=ωR。 加速度表示速度变化的快慢，它的方向与速度变化的方向相同，但不一定限速度方向相同。在v-t图象中某点的加速度即为图线在该点切线的斜率。 在匀速圆周运动中，用向心加速度a=v2/R和a=ω2R描述，其方向始终指向圆心。 4．质量（m）、惯性 质量表示物体内含有物质的多少，是一标量且为恒量．惯性指物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质，是物体固有的属性。惯性由质量来量度，物体的质量越大，其惯性就越大，就越难改变它的运动状态。 6．周期（T）、频率（f）、振幅（A｝ 在匀速圆周运动中，周期指物体运动一周的时间，频率指物体在单位时间内转动的周数。在简谐振动中，周期指物体完成一次全振动的时间，频率指在单位时间内完成的全振动防次数．波动的频率决定于波源振动的频率，它跟传播的媒质无关。周期和频率的关系；T=1/f。振幅指振动物体离开平衡位置的最大距离。振幅越大，振动能量也越大。 7．相和相差 相是决定作简谐振动的物理量在任一时刻的运动状态的物理量。相差指两个振动的相位差，即△Φ=Φ2-Φ1当△Φ=0时，称为同相；当△Φ=π时，称为反相。 8．波长（λ）、波速（v） 波长指两个相邻的、在振动过程中对平衡位置的位移总是相同的质点间均距离。波速指振动传播的速度。波长、频率和波速的关系为v=λf。同一种波当它从一种介质进入到另一种
《固体物理》考试知识点 第一章：晶体结构 1、基本概念：基元，结点，点阵，晶格，简单格子，复式格子，原胞，固体物理学原胞，结晶学原胞，基矢，格矢，空间点阵学说的基本内容等。 2、基本知识点：立方晶系固体物理学原胞的惯用取法；NaCl、CsCl、金刚石、闪锌矿、钙钛矿结构、密堆积结构等常见晶体结构、七大晶系的基本特征；晶列的定义、性质和描述方法；晶面的定义、性质和描述方法；引入倒格子的目的；倒格子的性质；倒格子基矢与正格子基矢的解析关系。 3、基本技巧：会画特定晶面的原子排列状况；给出晶向指数和晶面指数，会画晶向和晶面；会计算晶面间距；会计算倒格子原胞基矢；会利用倒格子性质处理晶体学问题。 第二章、晶体的结合 了解晶体结合的基本类型、特点以及结合力的一般性质。 第三章、晶格振动和晶体的热学性质 1、基本概念：格波；声子 2、基本知识点：格波波矢的取值范围和取值个数；格波与连续介质弹性波之间的比较；晶格振动的格波支数、本征频率数遵从的规律；为什么晶格振动问题必须用量子力学来处理；为什么说声子不是物理实在；经典理论在处理固体比热时遇到了什么样的困难；爱因斯坦模型和德拜模型的基本假设。 3、基本技巧：会计算一维原子链晶格振动的色散关系；会计算晶格振动的频率分布函数(即：格波态密度)；会采用爱因斯坦模型、德拜模型、及在已知某种色散关系的前提下求解晶格比热。 第四章、晶体缺陷 了解晶体缺陷的基本概念、类型及位错的形态；会热缺陷的统计计算 第五章、金属自由电子理论 1、基本概念：费米面、功函数、接触电势差 2、基本知识点：金属中存在大量的自由电子，为什么电子气对比热的贡献却很小； 3、基本技巧：会采用自由电子理论计算单位能量间隔内所能容纳电子数目；会计算金属中电子气的比热。
高中物理重要知识点详细总结 一、质点的运动（1）------直线运动 1）匀变速直线运动 1.平均速度V平＝s/t（定义式） 2.有用推论Vt2-Vo2＝2as 3.中间时刻速度Vt/2＝V平＝(Vt+Vo)/2 4.末速度Vt＝Vo+at 5.中间位置速度Vs/2＝[(Vo2+Vt2)/2]1/2 6.位移s＝V平t＝Vot+at2/2＝Vt/2t 7.加速度a＝(Vt-Vo)/t ｛以Vo为正方向，a与Vo同向(加速)a>0；反向则a<0｝ 8.实验用推论Δs＝aT2 ｛Δs为连续相邻相等时间(T)内位移之差｝ 9.主要物理量及单位:初速度(Vo):m/s；加速度(a):m/s2；末速度(Vt):m/s；时间(t)秒(s)；位移(s):米（m）；路程:米；速度单位换算：1m/s=3.6km/h。 注： (1)平均速度是矢量; (2)物体速度大,加速度不一定大; (3)a=(Vt-Vo)/t只是量度式，不是决定式; (4)其它相关内容：质点、位移和路程、参考系、时间与时刻〔见第一册P19〕/s--t图、v--t图/速度与速率、瞬时速度〔见第一册P24〕。 2)自由落体运动 1.初速度Vo＝0 2.末速度Vt＝gt 3.下落高度h＝gt2/2（从Vo位置向下计算） 4.推论Vt2＝2gh 注: (1)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，遵循匀变速直线运动规律； (2)a＝g＝9.8m/s2≈10m/s2（重力加速度在赤道附近较小,在高山处比平地小，方向竖直向下）。 3)竖直上抛运动 1.位移s＝Vot-gt2/2 2.末速度Vt＝Vo-gt （g=9.8m/s2≈10m/s2） 3.有用推论Vt2-Vo2＝-2gs 4.上升最大高度Hm＝Vo2/2g(抛出点算起） 5.往返时间t＝2Vo/g （从抛出落回原位置的时间）
第一章 运动的描述 一、基础概念 1、质点： ①定义：用一个有质量的点替代物体，这个点叫质点。 ②能否视为质点的条件：当研究问题与物体形状和体积无关时或可忽略时，物体可看作是质点。 2、参考系： ①定义：事先假定为不动的物体叫参考系。 ②参考系选择：选择是任意的，选静止和匀速直线运动的物体为参考系叫惯性系，选匀变速、变速曲线等非静止和非匀速直线的物体为参考系叫非惯性系，高中物理一般选大地为参考系（为惯性系），所有运动物理量要相对同一参考系。 3、时间与时刻 4、路程：物体运动实际轨迹长度。 5、位移（矢量）：描述物体位置变化的物理量。 ①大小：物体某段时间内起点到终点的距离。 ②方向：从物体某段时间内的起点指向终点。 6、矢量标量 矢量：指既有大小，又有方向的物理量。 标量：只有大小而没有方向的物理量。 7、速度：描述物体运动快慢的物理量。 ①平均速度：物体位移与发生该段位移与所用时间的比值，方向为位移方向。 ②瞬时速度：很短时间或很短位移内的平均速度即为时刻速度，叫瞬时速度。方向为短位移方向或某点轨迹的切线方向。 ③平均速率：路程与时间的比值，无方向是标量。 ④速率：瞬时速度的大小，是标量。 8、加速度：描述物体速度变化快慢的物理量。 ①定义：物体的速度变化量（是矢量）与所用时间的比值。 ②方向：由物体所受合力方向决定，即与合力方向同向，也和物体的速度变化量方向同向。 t 123第1秒末 第2秒初 第2秒末 第3秒初 第3秒末 第4秒初
二、基础公式 1、匀速直线：vt x = 2、变速直线：t v x = {对匀变速直线有()v v v +=02 1 } 3、平均速度：t x v = 4、加速度： t v v a 0 -= 三、方法与题型总结 判断速度大小变化的方法： 1、速度加速若同向：速度增加喜洋洋。 2、速度加速若反向：速度减少泪汪汪。 3、速度加速若垂直：速率不变只改向。 第二章 直线运动 一、基础概念 1、运动轨迹与性质 2、常见运动性质概念 ①匀速运动：匀速直线运动的简称。 ②变速：专指速度变化（大小或方向或大小方向同时变化） ③加速：专指速度增加。 ④减速：专指速度减少。 ⑤匀变速（直线）曲线运动：加速度（大小和方向）不变的（直线）曲线运动。 ⑥匀加速直线运动：指加速度（大小和方向）不变，速度大小增加。 ⑦匀减速直线运动：指加速度（大小和方向）不变，速度大小减少。 ⑧变加速（直线）曲线运动：指加速度（大小或方向）变化，轨迹有直线和曲线（如圆周运动）。 ⑨自由落体运动：初速度为0，只受重力（a=g ）的匀加速直线运动。 ⑩竖直上抛：初速度向上，只受重力（a=g ），任何一段时间均可视为匀减速直线运动。五个运动量有对称性（即上升与落回抛出点大小对应相等） 二、基础公式 直线运动的五个物理量（两端两个状态量，中间过程三个过程量）和五个公式 机械运动 （即物体的运动） 直线运动 曲线运动 （变速运动） 匀速直线运动 变速直线运动 匀变速直线运动 纯变速（即变加速）直线运动 匀加速直线运动 匀减速直线运动 匀变速曲线运动（如抛体运动） 变加速曲线运动（如圆周运动） 0v v a x t
高中物理知识点总结 第一章力 一、力 1、力的定义、施力物体和受力物体 力是物体间的相互作用，力不能离开物体而存在，施力物体同时也是受力物体 2、力的测量（一般用弹簧秤） 力的单位: 牛顿，简称牛，符号N 3.力的三要素：力的大小、方向和作用点 通常用力的图示将力的三要素表示出来，力的三要素决定力的作用效果. 力的图示： 用一根带箭头的线段来表示：线段的长短表示力的大小，箭头的指向表示力的方向，箭尾或箭头表示力的作用点，这种表示力的方法称为力的图示．做力的图示时，先选定一个标度，再从力的作用点开始按力的方向画出力的作用线，将力的大小与标度比较确定线段的长度，最后加上箭头． 力的示意图： 用一根带箭头的线段来表示：箭头的指向表示力的方向，箭尾或箭头表示力的作用点，表示物体在该方向上受到了力 4.力的分类： 按力的性质分类：重力、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力等. 按力的效果分类：拉力、压力、动力、阻力、向心力、回复力等. 性质相同的力，作用效果可以相同也可以不同；反之，作用效果相同的力，性质可能相同，也可能不同 二、重力 1、.重力：由于地球对物体的吸引而产生的力。 重力不是万有引力，地球上所有物体都受重力的作用 2、重力的方向：竖直向下（垂直于水平面向下），重力大小和方向与物体运动状态无关。 3、重力的测量：使用测力计。重力大小计算:G=mg. 4、重心：物体所受重力的作用点，实际上是物体各部分所受重力的合力的作用点。 5、决定重心位置的因素：质量分布和物体的形状。重心可能在物体上也可能在物体外。 6、悬挂法求薄板重心位置：任意选择两个不同的点，先后用选取的两个点作为悬挂点，两 次悬线所在直线的的交点即为重心。 三、弹力 1、形变：物体的形状或体积的改变。 2、弹性形变：物体在外力作用下发生形变；在外力停止作用后，能够恢复原状的形变。 3、塑性形变：物体在外力作用下发生形变；在外力停止作用后，不能恢复原状的形变。 4、形变的种类：通常有拉伸形变、压缩形变、弯曲形变和扭转形变等。 5、弹性限度：物体发生形变能产生弹力，但形变超过一定限度，物体形状将不能完全恢复， 这个限度叫弹性限度。 6、弹力：发生形变的物体会对跟它接触的物体产生力的作用，这种力叫弹力。弹力的施力 物体是发生形变的物体，受力物体是使它发生形变的物体。 7、弹力产生条件：(1)直接接触；(2)接触处发生形变. 8、弹力大小与形变大小的关系：在弹性限度内，形变越大，弹力越大。