- radian的定义比较冷门 an angle subtended at the centre of a circle when arc length = radius。 说中文就是 当一个圆心角满足弧长等于半径长度的时候,该角度为1弧度,注意radian没有单位。因为radian是弧长与半径之比
- 在圆周运动和SHM中,注意区分angular frequency与frequency。两者的关系ω=2πf
- 解释field,field strength以及field line的时候,答案是不一样的
- gravitational potential 会有负号,因为gravitational force between two masses is attractive.
- gravitational potential energy和potential的区别与联系
- 温度计的制造原理,就是根据某物理量在不同温度下有不同的数值。非常冷门的考点,thermocouple
- 给specific latent下定义的时候,注意看带不带后缀,如果有fusion/vaporisation。 那么定义内容当中要说是什么样的变化过程。
- amount of substance/mole/Avogrado constant的定义比较冷门
- 给理想气体下定义的时候,记得要说T必须是thermodynamic scale
- 理想气体的基本假设,要能够逐一背诵,分别是关于molecules, separation, random motion, force, time interval
- pV=nRT=NkT 两个等式都要会用,不要只记得第一个
- p = 1/3* N* m* <c2>/V 的推导过程,以及<c2>的解释,1/3的解释
- 单个气体分子的平均动能计算公式3/2*k*T就是来自于上面关于压强的推导,利用rms speed求算动能
- 定义internal energy的时候,U= ke+pe。但是一定需要提及kinetic energy due to the random motion of the gas molecules
- 由于热力学第一定律的存在,气体吸收外界热量不能认为内能一定会增加
- SHM的定义的两个要求,以及a-x, x-t, v-t,a-t的图像分别是什么,之间的关系又是怎么互相推导的。
- 这个公式用的稍微少了一点,但是是需要掌握的\[ v= \pm \omega \cdot \sqrt{A^2-x^2}\]。是利用了能量守恒进行的推导
- SHM运动当中,关于能量的图像。Total Energy-x, KE-x, PE-x
- lightly damped SHM当中,x-t的图像关系,要体现exponential envelope;critically damped的x-t图像,经过半次振荡已经没有后续反向位移,最不常考的是heavily(over) damped的图像,和critically damped类似,但是耗时更久。
以上是经典力学的部分,大家的掌握程度貌似还可以。下面就是大范围的漏洞
- 电场和重力场非常相似,因此可以类比去记忆,但是difference也要清楚。
- 这个公式多用用。 F=qE
- 电势的定义当中,记得bring the positive test charge from infinity to that position.
- V-x 与E-x的关系,你如何理解 electric field is the NEGATIVE GRADIENT of the V-x graph.
- 因为有上一问的关系,所以E= ΔV/Δx。 这个关系实际上在平行板电容器产生的匀强电场uniform electric field当中不断在运用。E=V/d
- 当有多个场源电荷的时候,空间内的电场叠加必须考虑矢量方向,因此利用平行四边形法则进行叠加,例题是求算两个点电荷连线的某个位置电场大小(受力)为0
- 但是多个场源电荷计算空间中某一个点的电势的时候,无方向,直接把每个电荷对该点处单独作用产生的电势进行叠加(而且直接带入电荷的符号),例题是求算两个点电荷连线的某个位置电势为0
- 满电电容器的放电表达式,就是指数型下降的表达式,但是要和放射性衰变,X-ray attenuation进行比较,还是有差别的。在次幂处一个是-t/RC, 而另外两个则是 -λt. 而且可以利用ln,进行线性化。linearisation。这个技巧做过例题
以上是静电场和电容器易错内容, 接下来是磁场,也是你们的老大难问题
- Fleming’s Left Hand Rule我不是很提倡,所以没有细讲,但是要知道,三个手指对应的方向。大拇指是受力方向,食指是磁场线方向,中指是电流方向(正电荷的运动方向)偶尔出过写这个
- magnetic flux density,是通过带电流的导线的受力去定义的,千万不要忘记讲 when the wire is perpendicular to the magnetic field / placed at right angles to the magnetic field.
- 定义flux的时候,还是不能忘记,要说when the area is perpendicular to the direction of the magnetic field
- flux linkage和flux到底谁带N(number of turns of the coil)
- 当flux(linkage)以wb做单位的时候,记得mT, cm2等这些非标准单位要进行换算
- 右手定则有两个,一个是判断long straight current carrying wires的同心圆磁场的方向的,另外一个是判断螺线管solenoids或者环圈电流loop currents的内部磁场方向的。
- 因此,当判断两个带电流的导线对对方的作用力的时候,先要用一次右手定则判断磁场,然后再判断另外一个导线在该磁场中受到的作用力。不过你也可以记住结论:同方向电流互相吸引
- 但凡利用到Faraday’s Law of electromagnetic induction的时候,只要说上the changing magnetic flux will cause induced emf必定获得一分,所以前面要去找是什么引起了磁通量的变化,后面结果当中要明确是哪个物体获得了感应电流
- 变压器transformer的铁芯作用,为什么需要用a.c.作为输入电压
- 如果求算average induced emf,必须采用总时间;而如果求算maximum induced emf则需要使用变化率最大的那一段时间。当然,基本公式都是\[\text{e.m.f} = \frac{\Delta \Phi}{\Delta t}\]
- 不是我瞧不起你们,楞次定律的定义你们能背出来就是谢天谢地了,所以能够解释螺线管通电的一瞬间可以使小铁环跳起来就已经很好了,该题有5分;
- 交流电要看清楚究竟是peak voltage/current。还是effective/r.m.s. voltage。只需要记得两者之间有个根号2的关系,并且谁大谁小就不会弄错
- 因此由于根号2的关系成立,导致交流电的等价功率只有最大功率的一半
- bridge rectifier很久没有考了,所以标记二极管的排列方向,标记输出端output的正负极要学会自己跑一遍
- smoothed AC 图像要会画,并且要记住RC的数值如何影响smoothing效果。
- velocity selector的解释,以及Hall voltage的示意图。
- 磁场力为何能使电荷在磁场中做圆周运动,利用qvB=mv2/r解决题目

以上是大家最为薄弱的磁场内容,至少一题,多一点会出两条题目
- 定义work function energy的时候,一定需要提及minimum / (electron) escape from the surface of the metal.
- 常见的光电效应的实验,其实还有一个gold leaf experiment,是使光照在带负电的验电器上,然后验电器角度会降低。
- 逃逸电子的动能与光频率的图像,并且标记threshold frequency
- 光电效应提供了光具有粒子性的现象和解释。可以参考之前的post s19 qp41 Q11 (a)
- 如何根据爱因斯坦的光电效应,结合de Broglie wavelength的定义,求算光子的动量
- 电子衍射Electron Diffraction的实验结果,非常冷门的考点,提供了电子的波动性的证据。其结果就是和光的衍射实验一样,形成一圈一圈的同心圆条纹,但是又明显体现单个电子的荧光效果。
- 解释吸收和发射光谱的discrete性质,证明出energy levels是离散的。一定要记得,波长最长的对应的光子能量最低,因此对应的能级差是最小的。
- 在解释吸收光谱中间部分光线缺失的时候,不要忘记,其实电子还是会de-excite,所以之前吸收的光子还是会释放出去,但是会往四面八方扩散,所以不能够被检测到。
量子力学内容非常容易猜测,要么考察光电效应,要么考察波粒二象性,要么考察吸收光谱和释放光谱,可能会结合在一起。
接下来的核物理比较简单,计算偏多
- 爱因斯坦的mass energy equivalence, 非常重要
- 核聚变和核裂变的定义,mass defect的定义
- binding energy per nucleon的定义和求算
- 平均每核子的结合能与A的关系图像,先升再降,最大值出现在56;Fe元素,以及聚变和衰变发生的区域
- 如何根据结合能算反应释放的能量
- count rate就是activity,但是存在的波动,体现出randomness;衰变的另外一个特征是是spontaneous
- activity的定义,其实也是dN/dt,单位是Bq, becqurrel
- 绘制N-t图像,和A-t图像, 都是指数型下降图像,用\[x= x_0 \cdot e^{\lambda t}\],并且因为2的关系,其实任意时刻下\[A(t)= \lambda \cdot N(t)\]
- 半衰期half和time constant的相似点和不同点
倒数第二就是Medical Physics了。
- X-ray的制作原理,通过bombardment of electrons on metal(tungsten) target, the k.e. is converted into the energy carried by photons
- X-ray的穿透吸收,attenuation coefficient的区别导致intensity after passing human body发生变化,因此可以成像
- CT的成像原理,5分题解释
- ultrasound的产生原理,要说inverse piezo electric effect,when emf is applied on the peizoelectric crystal, the crystal is deformed, when alternating current is applied, the crystal will vibrate and resonant to produce ultrasound waves.
- ultrasound的探测原理,要说piezo electric effect, when the reflected ultrasound wave arrive at the transducer(piezoelectric crystal), the deformation of the crystal will cause an emf that can be analyzed. the time lapse between incident and reflected waves gives information about the position of boundary while the intensity shows the texture/material of the tissues.
- 所以,记住,当Z1与Z2是接近的时候,几乎没有反弹,因此探测不到边界,但是方便超声波传递,利用就是在transducer表面涂抹gel来接触皮肤;但是当Z2和Z1差距太多,就几乎全部反弹了,探测不到边界处后方的图像,例子就是用超声波不可以探测有气泡的部位,比如肺部和胃。
- 超声波也是和X-ray一样,有attenuation,考的比较少而已,是\[I = I_0\cdot e^-\mu x\], 而X光的attenuation的形式其实非常像,是\[I = I_0\cdot e^-\alpha x\]
- PET和另外两个技术不一样的地方,是从内部进行检测;
- radiotracer的定义,作用
- beta+ decay的作用是在内部产生positron
- pair annihilation的产物是两个往相反方向运动的gamma photon
- 在pair annihilation当中,也可以继续使用mass energy equivalence
- 解释PET的成像机理,by measuring the time lag between one pair of gamma photons that arrive at the ring detector, the position at which pair annihilation occurred can be determined. The more pair annihilation occurs, the more intensity would be shown.
- 预测今年会考PET的计算,time lag求算位置,记得gamma光子移动的速度是光速
最后一个模块,宇宙学,计算不多。非常固定
- 对黑体black body下一个定义,非常冷门的定义,一般不会考
- 通过standard candle, 测量其到达地球的时候的radiant flux intensity F,可以求算该恒星(standard candle、或者说它所处galaxy)到我们地球的距离,公式为\[ F= \frac{L}{4\pi d^2}\]
- Wien’s displacement Law的图像,以及当表面温度逐渐下降的时候,最大强度的光波波长的变化,没有公式,但是有比例关系。所以红色的星星不太热,反而蓝矮星的表面温度非常高。另外要有联系的思想,恒星表面都是核聚变来对外释放能量
- 所以,当已知恒星的luminosity, L, 并且通过Wien displacement Law反求出表面温度T,就可以求算恒星的半径,公式为 \[ L = 4\pi \sigma r^2 T^4\]
- redshift,谱线红移现象,要注意分母的波长和频率,是不一样的。在公式\[\frac{\Delta \lambda }{\lambda}\]之中,分母的lambda必须使用较低值;而在公式\[\frac{\Delta f }{f}\]之中, f必须使用较高的那个值
- redshift说明了,star is moving away from us, 所以说明了the universe is always expanding
- Big Bang Theory,大概在什么数量级的时间内,发生了什么样的事情,但是基本是不会考察的。
谨以此推文,献给我在宝山世外的第一届毕业班的同学们:
Boris, Carmela, Cindy, Charlie, Edwin, Elaine, Eric, Hank, Kevin, Vivian
感谢你们一直坚持到了最后,也感谢你们在三年里与我共同经历过点点滴滴美好的瞬间,留下了很多很多美好的回忆。我爱你们!