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电磁·光学

24 engines
Lorentz force · F = qvB·sinθ
F=qvB·sinθ · 右手定则 · F⊥v 且 ⊥B · 90°最大
Solenoid field · B = μ₀ n I
B=μ₀nI · 内部均匀 · 磁感线密而平行
Cyclotron motion · r = mv/(qB)
r=mv/qB · f=qB/2πm(与v无关) · 圆周轨道
Capacitor energy · E = ½CV²
E=½CV²=½QV · Q=CV · 能量∝V²
LC oscillation · f = 1/(2π√(LC))
f=1/2π√(LC) · 电场↔磁场能量交换 · 谐振
Electromagnetic spectrum · c = λf, E = hf
c=λf · E=hf · 无线电→伽马 · 可见光彩虹带
衍射光栅
d·sinθ=mλ · 多级 · 色散成谱 · 最高级次
Thin-film interference
2nt=(m+½)λ 亮 · 肥皂泡/油膜色 · 增透膜
Total internal reflection
临界角 sinθc=n₂/n₁ · 玻璃→空气 41.8° · 光纤
Malus's law · polarizers
I=I₀cos²θ · 45°→½ · 90°正交消光 · 三偏振片
Brewster's angle · total polarization on reflection
tanθB=n₂/n₁ · 反射光全偏振 · 空气→玻璃 56.3°
Rayleigh scattering · why the sky is blue
强度∝1/λ⁴ · 蓝/红≈4.35× · 天空蓝/日落红
Gauss's law & flux
Φ=Q_enc/ε0 · 对称求场 · 点电荷/无限线/无限面
RC charging & discharging
V(t)=V0(1−e^(−t/RC)) · τ=RC · 63% · 充/放
Dielectric polarization
κ介电常数 · C=κC0 · 束缚电荷 · E=E0/κ
Biot–Savart law · the magnetic field of a current
dB=(μ0/4π)I dl×r̂/r² · 直线μ0I/(2πr) · 环心μ0I/(2R)
Ampère's law · ∮ B·dl = μ0 I_enclosed
∮B·dl=μ0 I_enc · 导线/螺线管B=μ0nI · 环形
Magnetic force on a current-carrying wire
F=BIL sinθ · 平行导线 μ0 I1 I2/(2πd) · 同向吸引
Lenz's law · induced current opposes flux change
感应电流反抗磁通变化 · 能量守恒 · Faraday负号
Motional EMF · a rod sliding on rails
棒切割磁感线 EMF=BLv · I=BLv/R · 阻碍力B²L²v/R
Displacement current · Ampère–Maxwell law
I_d=ε0 dΦ_E/dt · 安培-麦克斯韦 · 电容板间B
Poynting vector
S=(1/μ0)E×B · 能流 · I=½ε0 c E0² · 传播方向
Magnetic dipole torque
τ=m×B=mB sinθ · U=−m·B · 线圈/罗盘对齐
Hall effect
V_H=IB/(nqt) · 载流子偏转 · 符号揭示电子/空穴