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初高中物理对比：修订间差异

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{{tex}}
{{quote|初中物理是文科。|夏军}}
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或<math>\Delta E_p + \Delta E_k = 0</math>
=== 动量、角动量 ===
==== 初高中对比 ====
动量和角动量在初中物理中自然是没有的，但是它有杠杆平衡条件公式：<math>\textup{动力}\left(F_1 \right)\times \textup{力臂}\left(L_1\right) = \textup{阻力}\left(F_2\right)\times \textup{阻力臂}\left(L_2\right)</math>
 
力臂在高中的转动问题中被叫做'''径矢''' ,注意到力和力臂是叉乘，所以'''杠杆平衡条件公式的实质是力矩平衡'''。
 
力矩可以写为<math>M = F \times l</math>
==== 高中有关的所有公式、定律、定理 ====
{{heimu|(包括物竞)|你知道的太多了}}
 
动量：<math>p = mv</math>
 
冲力：<math>F = \lim_{\Delta t \to 0}{\frac{m \Delta v}{\Delta t}} = ma</math>
 
动量定理：<math>\sum{I_i} = \sum {m_i v_i}</math>(这里<math>I</math>是冲量，量纲同动量)
 
动量守恒定律：系统在不受外力的情况下动量矢量和为零，即<math>\sum {m_i v_i} = 0</math>
 
转动惯量<math>I</math>(下面使用<math>I</math>的都是转动惯量)
 
常见物体的转动惯量，请见[[https://zhuanlan.zhihu.com/p/35679252]]
 
角加速度：<math>\beta = \lim_{\Delta t \to 0}{\frac{\Delta \omega}{\Delta t}}</math>
 
角动量：<math>J = r\times p = I\omega</math>
 
角动量守恒定律：在转动系统中，若物体只受有心力则角动量守恒，即<math>J = \textup{恒量}</math>
 
力矩：<math>M = \lim_{\Delta t \to 0}{\frac{\Delta J}{\Delta t}} = I\beta</math>
 
平行轴定理：设刚体质量为<math>m</math>,选择过刚体质心的转动轴时刚体的转动惯量为<math>I_0</math>，则相对于距离该转轴为<math>d</math>的转轴，有<math>I = I_0 + md^2</math>
 
刚体转动动能：<math>E_k = \frac{1}{2}I\omega^2</math>
 
刚体平衡条件：平动<math>\sum{F_i} = 0</math>，转动：<math>\sum{M_i} = 0</math>
 
=== 总结（美妙的守恒律） ===
从古至今，物理中最美妙的就是守恒与不守恒。
 
目前，人们发现的大多是守恒律。
 
比如，能量守恒、动量守恒、角动量守恒、电荷守恒，以及霍金等人的猜想：信息守恒。
 
朗道曾经说：能量守恒体现时间平移对称性，动量守恒体现空间平移对称性，角动量守恒体现空间转动对称性，电荷守恒体现整体规范对称性。{{heimu|具体怎么证请参考《朗道物理学教程：力学》|你知道的太多了}}
 
但是，不守恒也有它的独到之处，宇称不守恒就诠释了宇宙在弱力作用下，正反物质不守恒，这才导致了物质湮灭时物质更占优势，而这万分之一的优势则构成了现在宇宙。
== 电磁学 ==
=== 静电场 ===
第234行 ⟶ 第188行：
 
电子荷质比为<math>\frac{e}{m_e} = 1.76\times 10^{11}\textup{C/kg}</math>
 
====== 静电感应 ======
 
然后讲了导体、绝缘体、半导体。
 
导体中电荷可以自由流动，称为自由电荷。
 
绝缘体中的电荷大多只能在原子或分子附近做微小位移的运动，称为束缚电荷。
 
半导体分N、P两种，N是载流子多为电子时的半导体，P是多数载流子是带正电的“空穴”（失去了电子的原子或分子）。
 
====== 电荷守恒定律 ======
第249行 ⟶ 第193行：
在任何物理过程中，电荷的代数和是守恒的，这叫做电荷守恒定律。
 
===== 库仑恒定律电场 =====
==== 初高中对比 ====
 
初中没有恒定电场的定义，但是恒定电流的作用下，恰恰就会在电路产生直流电。
====== 万有引力与静电力 ======
 
电学是唯一一部分初高中都讲到的，且比较科学的。
万有引力，服从半径平方衰减的规律。
 
==== 恒定电流 ====
静电力也是吗？（当然）
 
大家都知道，静电场的缺点就是无法维持一个恒定的电势。在静电平衡后，就再也没有电流流动了，所以我们需要一个恒定的电势来维持一个稳定的电流。
除此之外，甚至还有更有意思的现象，比如薄球壳内的物体不受万有引力，带电的薄球壳中的带电体也不受静电力。
 
那么什么东西可以做到呢？那就是直流电源，我们又叫作电池。
在静电力中，我们称之为'''静电屏蔽'''（《三体》里面人类就是这么屏蔽三体人的质子的）
 
===== 电势、电流、电阻 =====
我们可以在这里证明万有引力的“球壳屏蔽”现象：
 
电势又叫做电压，电源的电压叫做电动势，称作<math>E</math>，外电路的电压又叫做路端电压，称作<math>U</math>,单位是伏特（<math>\textup{V}</math>）。
[[文件:Thin spherical shell.png|缩略图|薄球壳]]
 
电流的单位是安培（<math>\textup{A}</math>），全称是电流强度，描述的是每秒钟电路中流过的电荷量，所以其国际单位制为库伦/秒。
设均匀薄球壳质量的面密度为<math>\sigma</math>，设在球壳内任意一点<math>A</math>处有一个质量为<math>m</math>的质点。在球壳上去一个很小的面元<math>\Delta S_1</math>，它的质量<math>\Delta m_1 = \sigma\Delta S_1</math>，它与<math>A</math>点距离为<math>r_1</math>，则此面元对于<math>A</math>处的万有引力为：
 
电阻，单位是欧姆（<math>\Omega</math>），计算公式为<math>R = \frac{U}{I}</math>。它是描述电路中用电器对电流阻碍作用，是一种属性，其决定式为<math>R = \rho\frac{l}{s}</math>，通常金属的电阻率随温度线性变化，公式为<math>\rho = \rho_0 + \alpha t</math>。
<math>\Delta F_1 = \frac{G m\Delta m_1}{r_1^2} = \frac{G\sigma m\Delta S_1}{r_1^2}</math>
 
电源是有内阻的，但是初中物理却没有讲。
反向延长这两条线，可以得到另一个面元<math>\Delta S_2</math>，于是我们可以将面元<math>\Delta S_1、\Delta S_2</math>看成线段。
 
设想一下，没有内阻的电源，短路之后还有电压，那电流岂不是无穷大了，而且也根本就不会有电源发热导致电源损坏的事情了。
故在这个圆面中，由相交弦定理可得<math>A-\Delta S_1</math>与<math>A-\Delta S_2</math>两个三角形相似。
 
故有：<math>\frac{\Delta S_1}{\Delta S_2} = \frac{r_1^2}{r_2^2}</math>
 
且对于面元<math>\Delta S_2</math>在<math>A</math>处的万有引力为：
 
<math>\Delta F_2 = \frac{G m\Delta m_2}{r_2^2} = \frac{G\sigma m\Delta S_2}{r_2^2}</math>
 
由此可知：<math>\Delta F_1 = \Delta F_2</math>
 
且由于两处面元所提供的的万有引力正好方向相反，所以其合力为零，同理，在各个方向上的万有引力合力都是零，故质点<math>m</math>所受万有引力力为零。
 
====== 库仑定律 ======
 
设两个电荷的电量为<math>q_1，q_2</math>，距离为<math>r</math>，则库仑力大小为：<math>F = k_e \frac{q_1 q_2}{r^2}</math>
 
其中：<math>k_e</math>是静电力常量，在真空中常常写成<math>k_e = \frac{1}{4\pi\varepsilon_0}</math>，<math>\varepsilon_0</math>被称为真空介电常量。
 
通常，<math>k_e = 9.0\times 10^9 \textup{N}\cdot \textup{m}^2/\textup{C}^2</math>，<math>\varepsilon_0 = 8.85 \times 10^{-12} \textup{C}^2/\textup{N}\cdot \textup{m}^2</math>。
 
当然，文字表述为：'''在真空中，两个静止的点电荷<math>q_1、q_2</math>之间的相互作用力的大小和<math>q_1、q_2</math>的乘积成正比，和它们之间的距离<math>r</math>的平方成反比；作用力方向沿着它们的联线，同号电荷相斥，异号电荷相吸。'''
 
当然，和万有引力一样，库仑力服从力的叠加原则。
 
====== 各种基本作用力的进一步的对比 ======
 
===== 电场、电场强度 =====
===== 电势、电势差 =====
===== 带电粒子在电场中的运动 =====
===== 静电场中的导体 =====
===== 电容、电容器 =====
 
=== 恒定电场 ===
=== 磁场 ===
=== 交流电 ===
=== 电磁波 ===
 
== 光学 ==
=== 几何光学 ===
 
=== 波动光学 ===
== 热学 ==
=== 热学基本概念 ===
=== 物质的聚集态 ===
=== 热力学定律 ===
== 近代物理学杂项 ==
=== 狭义相法拉第的对论 话===
<tabber>
初中=
1831年10月，法拉第终于把构想变成了现实。这实际上是现代直流发电机的雏形。据说当时他展出这台发动机时，有人不以为然地问道：“这玩意儿有什么用呢？”法拉第机智地反问：“新生的婴儿又有什么用呢？”历史表明，法拉第的这一重大发明为人类步入电气化时代作出了重大贡献。
 
选自苏科版《物理 九年级下册》第57页
|-|
高中=
“法拉第先生，它（电磁感应）到底有什么用呢？”
 
“啊，阁下，也许要不了多久你就可以对它收税了。”
 
————英国财政大臣格拉斯与法拉第的对话
 
选自人教版（旧）《物理 选修3-2》第1页
=== 量子力学 ===
|-|
=== 原子物理 ===
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[[分类:物理]]
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Lakejason0
界面管理员、​审阅员、​管理员、​小部件编辑者
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取自“https://mh.wdf.ink/wiki/特殊:移动版差异/1802...3241”