本文汇总大学物理全部核心公式定理，共17条，涵盖力学、电磁学、热学、波动光学、近代物理。点击下方按钮返回物理公式搜索工具查看更多学段公式。
角动量定理
大学物理 力学
$\vec{\tau} = \dfrac{d\vec{L}}{dt}$，其中 $\vec{L}=\vec{r}\times\vec{p}$
合外力矩为零时角动量守恒。行星运动开普勒第二定律是角动量守恒的体现。
📌 $\vec{\tau}$：力矩，$\vec{L}$：角动量
转动惯量
大学物理 力学
$I = \sum m_i r_i^2$（离散），$I = \int r^2 dm$（连续）
转动惯量是物体转动惯性的量度。细杆(端点)$I=\dfrac{1}{3}ML^2$；圆盘(中心)$I=\dfrac{1}{2}MR^2$。
📌 $I$：转动惯量，$r$：质元到转轴距离
刚体转动定律
大学物理 力学
$\tau = I\alpha$
合外力矩 = 转动惯量 × 角加速度。牛顿第二定律在转动中的对应。
📌 $\tau$：力矩，$I$：转动惯量，$\alpha$：角加速度
麦克斯韦方程组(积分形式)
大学物理 电磁学
$\oint\vec{E}\cdot d\vec{S}=\dfrac{Q}{\varepsilon_0}$；$\oint\vec{B}\cdot d\vec{S}=0$；$\oint\vec{E}\cdot d\vec{l}=-\dfrac{d\Phi_B}{dt}$；$\oint\vec{B}\cdot d\vec{l}=\mu_0 I+\mu_0\varepsilon_0\dfrac{d\Phi_E}{dt}$
四个方程统一电磁学：高斯电场/磁场定律、法拉第电磁感应定律、安培-麦克斯韦定律。
📌 $\vec{E}$：电场，$\vec{B}$：磁场，$\varepsilon_0$：真空介电常数
电磁波速
大学物理 电磁学
$c = \dfrac{1}{\sqrt{\mu_0\varepsilon_0}}$
真空中电磁波传播速度。电磁波是横波，$\vec{E}\perp\vec{B}\perp\vec{v}$。
📌 $c\approx3\times10^8\,\text{m/s}$
热力学第二定律(熵)
大学物理 热学
$dS \geq \dfrac{dQ}{T}$（可逆取等号）
孤立系统的熵永不减少（熵增原理）。一切自发过程都向熵增大的方向进行。
📌 $S$：熵（J/K），$Q$：热量，$T$：热力学温度（K）
卡诺循环效率
大学物理 热学
$\eta = 1 - \dfrac{T_{\text{低}}}{T_{\text{高}}}$
理想热机效率只取决于高低温热源温度。任何实际热机效率都不超过此值。
📌 $T_{\text{高}},T_{\text{低}}$：高低温热源温度（K）
光栅方程
大学物理 波动光学
$d\sin\theta = k\lambda\ (k=0,\pm1,\pm2,\ldots)$
光栅衍射主极大条件。光栅分辨本领 $R=\dfrac{\lambda}{\Delta\lambda}=kN$。
📌 $d$：光栅常数，$\theta$：衍射角，$k$：光谱级数
德布罗意波(物质波)
大学物理 近代物理
$\lambda = \dfrac{h}{p} = \dfrac{h}{mv}$
任何实物粒子都具有波粒二象性。电子衍射实验证实了物质波的存在。
📌 $\lambda$：德布罗意波长，$h$：普朗克常量，$p$：动量
海森堡不确定性原理
大学物理 近代物理
$\Delta x \cdot \Delta p \geq \dfrac{\hbar}{2}$
不可能同时精确确定粒子的位置和动量。这是量子力学的内在属性。
📌 $\Delta x$：位置不确定度，$\Delta p$：动量不确定度
薛定谔方程(定态)
大学物理 近代物理
$-\dfrac{\hbar^2}{2m}\nabla^2\psi + V\psi = E\psi$
量子力学基本方程。波函数 $\psi$ 描述量子态，$|\psi|^2$ 表示概率密度。
📌 $\psi$：波函数，$\hbar$：约化普朗克常量，$V$：势能
狭义相对论—洛伦兹变换
大学物理 近代物理
$x'=\gamma(x-vt),\ t'=\gamma(t-\dfrac{vx}{c^2}),\ \gamma=\dfrac{1}{\sqrt{1-\dfrac{v^2}{c^2}}}$
不同惯性系间时空坐标变换。动尺缩短、动钟变慢。$v\ll c$时退化为伽利略变换。
📌 $\gamma$：洛伦兹因子，$v$：相对速度，$c$：光速
相对论能量-动量关系
大学物理 近代物理
$E^2 = p^2c^2 + m_0^2c^4$
相对论能量-动量关系。静止质量 $m_0$。光子 $m_0=0$，$E=pc$。
📌 $E$：总能量，$p$：动量，$m_0$：静止质量
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