引言
大学物理是理工科学生的重要基础课程，其中涉及大量公式和定理。为了帮助同学们更好地掌握大学物理的核心知识点，上海交通大学特此整理了一份大学物理公式大全。本文将详细介绍这些公式，帮助同学们轻松应对大学物理的学习。
力学
牛顿运动定律
- 牛顿第一定律：一个物体如果不受外力作用，它将保持静止状态或匀速直线运动状态。
$\( F = 0 \Rightarrow v = \text{constant} \)$
- 牛顿第二定律：一个物体的加速度与作用在它上面的外力成正比，与它的质量成反比。
$\( F = ma \)$
- 牛顿第三定律：对于两个相互作用的物体，它们之间的作用力和反作用力大小相等、方向相反。
$\( F_{12} = -F_{21} \)$
动力学方程
- 运动学方程：
$\( x = x_0 + v_0t + \frac{1}{2}at^2 \)$
- 牛顿第二定律在曲线运动中的应用：
$\( m\frac{d^2x}{dt^2} = F_x \)$
$\( m\frac{d^2y}{dt^2} = F_y \)$
动能和势能
- 动能：
$\( E_k = \frac{1}{2}mv^2 \)$
- 重力势能：
$\( E_p = mgh \)$
动量守恒定律
- 动量守恒定律：在没有外力作用下，系统的总动量保持不变。
$\( \sum_{i=1}^n m_i v_{i0} = \sum_{i=1}^n m_i v_i \)$
热学
热力学第一定律
- 热力学第一定律：能量既不能被创造，也不能被消灭，只能从一种形式转化为另一种形式。
$\( \Delta E = Q - W \)$
热力学第二定律
- 热力学第二定律：不可能从单一热源取热使之完全转化为有用的功而不引起其他变化。
$\( \Delta S \geq 0 \)$
热力学第三定律
- 热力学第三定律：当温度趋向绝对零度时，系统的熵趋向于零。
$\( S(T \rightarrow 0) \rightarrow 0 \)$
电磁学
电磁感应
- 法拉第电磁感应定律：感应电动势与磁通量的变化率成正比。
$\( \mathcal{E} = -\frac{d\Phi}{dt} \)$
洛伦兹力
- 洛伦兹力：运动电荷在磁场中所受的力。
$\( \vec{F} = q(\vec{v} \times \vec{B}) \)$
电流的磁效应
- 安培环路定律：磁场与闭合路径的乘积等于穿过该路径的电流的乘积。
$\( \oint \vec{B} \cdot d\vec{l} = \mu_0 I \)$
光学
波粒二象性
- 德布罗意波长：
$\( \lambda = \frac{h}{p} \)$
- 康普顿效应：光子与电子碰撞后，光子的波长发生变化。
$\( \lambda' - \lambda = \frac{h}{m_e c} (1 - \cos \theta) \)$
干涉和衍射
杨氏干涉：两束相干光通过两个狭缝后，在屏幕上形成的干涉条纹。
衍射：光通过一个障碍物或孔径后，偏离直线传播的现象。
量子力学
氢原子能级
- 波尔半径：
$\( r_n = \frac{n^2h^2}{4\pi^2\epsilon_0 m_e e^2} \)$
- 能级公式：
$\( E_n = -\frac{13.6}{n^2} \text{ eV} \)$
海森堡不确定性原理
- 海森堡不确定性原理：位置和动量不能同时被精确测量。
$\( \Delta x \Delta p \geq \frac{\hbar}{2} \)$
总结
通过以上对大学物理公式大全的详细介绍，相信同学们对大学物理的核心知识点有了更深入的理解。在今后的学习中，希望同学们能够熟练运用这些公式，解决实际问题。祝大家学业进步！