高中物理选修3-4知识点

高中物理选修高中物理选修 3 43 4 知识点知识点 章节名称定义 内容 公式 标准 单位 弹簧振子 1 小球静止时的位置叫平衡位置 2 小球在平衡位置附近的往复运动是一种机械 运动 简称振动 这样的系统称谓弹簧振子 弹簧振子的 位移 时 间图象 波形图象 第一节 简谐运动 简谐运动及 其图象 1 如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数 的规律 即它的振动图象是一条正弦曲线 这样的振动叫做简谐运动 2 简谐运动是最简单 最基本的振动 3 弹簧振子的运动就是简谐运动 描述简谐运 动的物理量 1 振幅 振动物体离开平衡位置的最大距离 2 全振动 弹簧振子从通过平衡位置的时刻开 始 第二次到达平衡位置时完成一次完整的 振动 这个振动过程称为一次全振动 3 做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的 时间叫振动的周期 4 单位时间完成振动的次数叫振动的频率 单 位赫兹 5 周期性运动在各个时刻所处的不同状态叫相 位 T f 1 Hz 第二节 简谐运动的描 述 简谐运动的 表达式 2 sin t T Ax 简谐运动的 回复力 1 如果质点所受的力与它偏离平衡位置位移的 大小成正比 并且总是指向平衡位置 质点 的运动就是简谐运动 2 把物体拉回平衡位置的力叫回复力 kxF 第三节 简谐运动的回 复力和能量 简谐运动的 能量 忽略阻力的损耗 在弹簧振子运动的任意位置 系统的动能与势能之和都是一定得 单摆 悬挂起来的物体在竖直平面内摆动 细线的质量 与小球相比可以忽略 球的直径与线的长度相比 也可以忽略 这样的装置就叫做单摆 单摆的回复 力 在偏角很小的情况下 单摆做简谐运动 摆长越 长 周期越长 kxF 第四节 单摆 用单摆测定 重力加速度 单摆做简谐运动的周期与摆长的二次方成正比 与重力加速度的二次方成反比 而与振幅 摆球 质量无关 2 2 4 T l g 固有频率 不受外力作用的振动叫固有振动 其振动频率叫 固有频率 阻尼振动振幅逐渐减小的振动叫阻尼振动 受迫振动系统在驱动力作用下的振动叫受迫振动 第十一章 机械振动 第五节 外力作用下的 振动 共振 驱动力频率等于系统的固有频率时 受迫振动的 振幅最大 这种现象叫做共振 高中物理选修高中物理选修 3 43 4 知识点知识点 章节名称定义 内容 公式 标准 单位 波的形成和 传播 振动的传播称为波动 简称波 横波和纵波 1 质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波 叫做横波 在横波中 凸起的最高处叫做波峰 凹下的最低处叫做波谷 2 质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上 的波 叫做纵波 在纵波中 质点分布最密的 位置叫做密部 第一节 波的形成和传 播 机械波 借以传播的物质叫做介质 机械振动在介质中传 播形成了机械波 第二节 波的图象 正弦波如果波的图象是正弦曲线 这样的波叫做正弦波 波长 在波动中 振动相位总是相同的两个相邻质点间 的距离叫做波长 频率 周期质点振动的频率和周期等于波的频率和周期 第三节 波长 频率和 波速 波速 机械波在介质中的传播速度由介质本身决定 在 不同的介质中 波速是不同的 波的衍射 波可以绕过障碍物继续传播 这种现象叫做波的 衍射 一切波都能发生衍射 衍射是波特有的现 象 波的叠加 几列波相遇时能够保持各自的运动特征 继续传 播 在其他重叠的区域里 介质的质点同时参与 这几列波引起的振动 质点的位移等于这几列波 单独传播时引起的位移的矢量和 第四节 波的衍射和干 涉 波的干涉 频率相同的两列波叠加时 某些区域的振幅加大 某些区域的振幅减小 这种现象叫做波的干涉 干涉也是波所特有的现象 第五节 多普勒效应 多普勒效应 波源与观察者相互靠近或者相互远离时 接收到 的波的频率都会发生变化 这种现象叫做多普勒 效应 波面和波线 振动状态相同的点组成的面叫波面 与波面垂直 代表波的传播方向的线叫做波线 惠更斯原理 在介质中任一波面上的各点 都可以看做发射子 波的波源 其后任意时刻 这些子波在波前进方 向的包络面就是新的波面 波的反射波进入第二种介质时返回到第一种介质的现象 第十二章 机械波 第六节 惠更斯原理 波的折射波进入第二种介质后传播方向发生偏折的现象 高中物理选修高中物理选修 3 43 4 知识点知识点 章节名称定义 内容 公式 标准 单位 反射定律和折 射定律 1 光从第一种介质射到第二种介质的分界面时 一部分光会返回到第一种介质 这个现象叫做 光的反射 另一部分光会进入第二种介质 这 个现象叫做光的折射 2 反射定律反 射线与入射线 法线处在同一平 面内 反射光线与入射光线分别位于法线的两 侧 反射角等于入射角这就是反射定律 3 折射定律 折射光线与入射线 法线处在同一 平面内 折射光线与入射光线分别位于法线的 两侧 入射角的正弦与折射角的正弦成正比 4 在光的折射现象中 光路是可逆的 12 2 1 sin sin n 第一节 光的反射和 折射 折射率 光从真空射入某种介质发生折射时 入射角的正 弦与折射角的正弦之比 叫做这种介质的绝对折 射率 简称折射率 光从真空射入任何介质时 入射角总是大于折射角 v c n 全反射 1 光疏介质 折射率较小的介质 2 光密介质 折射率较大的介质 3 光在光密介质中的传播速度比在光疏介质中的 传播速度小 4 全反射和临界角 光从光密介质射入光疏介质 时 同时发生折射和反射 如果入射角逐渐增 大 折射光离法线越来越远 而且越来越弱 反射光却越来越强 当入射角增大到某一角度 使折射角达到 90 时 折射完全消失 只剩 下反射光 这种现象叫做全反射 这时的入射 角叫做临界角 入射角大于临界角时就会发生 全反射现象 5 介质的折射率越大 发生全反射的临界角越小 全反射棱镜 第二节 全反射 光导纤维利用全反射原理 用光进行通信的纤维材料 杨氏干涉实验双缝干涉实验 第三节 光的干涉 决定条文间距 的条件 当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的 偶数倍时 即恰好等于波长的整数倍时 两列光 在这点相互加强 这里出现亮条纹 当两个光源 与屏上某电的距离之差等于半波长的奇数倍时 两列光在这点相互削弱 这里出现暗条纹 实验原理 观察双缝干涉 图样 第十三章 光 第四节 实验 用双 缝干涉测量 光的波长 测定单色光的 具体请参见 高中物理实验 实验八 用双缝干 涉测量光的波长 d l kx 波长 光的衍射 用单色平行光照射狭缝 当缝比较宽时 光沿着 直线通过通过狭缝 在屏上产生一条与缝宽相当 的亮条纹 但是 当缝调到很窄时 尽管亮条纹 的亮度有所降低 但是宽度反而增大了 这表面 光没有沿直线传播 它绕过了缝的边缘 传播到 了相当宽的地方 这就是光的衍射现象 第五节 光的衍射 衍射光栅 如果增加狭缝的个数 衍射条纹的宽度将变窄 亮度将增加 衍射光栅是由许多等宽的狭缝等距离地排列起来 形成的光学元件 偏振现象 自然光 包含着在垂直于传播方向上沿一切方向 振动的光 而且沿着各个方向振动的光波的强度 相同 偏振光 通过偏振片的光波 在垂直于传播方向 的平面上 沿着某个特定的方向振动 这种光叫 做偏振光 实验表面 光是一种横波 第六节 光的偏振 偏振现象的应 用 相机前的偏振镜 电子表的液晶显示 光的颜色 色 散 1 不同颜色的光 波长不同 2 含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫做 光的色散 3 含有多种颜色的光被分解后 各种光色按其波 长的有序排列就是光谱 薄膜干涉的色 散 竖直放置的肥皂薄膜受到重力的作用 下面厚 上面薄 因此在膜上不同的位置 来自前后两个 面的反射光路程差不同 在某些位置 这两列波 叠加后相互加强 出现了亮条纹 在另一些位置 叠加后相互削弱 出现了暗条纹 衍射时的色散 衍射时不同光的亮条纹的位置不同 于是各种色 光就区分开了 这个现象是光在衍射时的色散 第七节 光的颜色 色散 折射时的色散 一束白光经过棱镜而被折射后 在屏上的光斑是 彩色的 这说明在折射过程中发生了色散 在同一种物质中 不同波长的光波的传播速度不 一样 波长越短 波速越慢 激光的特点及 其应用 1 传递信息 2 平行度非常好 传播距离远 第八节 激光 全系照相 同一束激光被分为两部分 一部分直接照射到底 片上 另一部分通过被拍摄物反射后再到达底片 参考光和物光在底片上相遇时发生干涉 形成复 杂的干涉条纹 底片上某点的明暗程度反映了两 束光叠加后到达这点时光的强弱 高中物理选修高中物理选修 3 43 4 知识点知识点 章节名称定义 内容 公式 标准 单位 伟大的预言 1 变化的磁场产生电场 2 变化的电场产生磁场 3 麦克 斯韦推断 如果在空间某区域中有周期性变化的电场 那 么它就在空间引起周期性变化的磁场 这个变化的磁场又 引起新的变化的电场 于是 变化的电场和变化的磁场 交替产生 由远及近地向周围传播 空间可能存在电磁波 电磁波 1 电磁波是横波 2 电磁波的速度等于光速 第一节 电磁波的 发现 赫兹的电火花 赫兹观察到了电磁波的反射 折射 偏振和衍射等现象 还通过测量证明电磁波在真空中具有与光相同的速度 电磁振荡的产生 变化的电流产生变化的磁场 电能全部转化为磁能 变化 的磁场又产生变化的电流 磁能全部转化为电能 大小和方向都做周期性迅速变化的电流 叫做振动电流 产生振荡电流的电路叫做振荡电路第二节 电磁振荡 电磁振荡的周期 和频率 电磁振荡完成一次周期性变化所需要的时间叫周期 1s 内完成的周期性变化的次数叫做频率 如果没 有能量的损耗 也不受其他外界影响 这时的周期 和频率叫做振荡电路的固有周期和固有频率 无线电波的发射 1 要有足够高的振荡频率 2 振荡电路的电场和 磁场必须分散到尽可能大的空间 这样才能有效地 把能量辐射出去 3 实际应用中的开放电路 线圈 的一端用导线与大地相连 这条导线叫做地线 线 圈的另一端与高高地架在空中的天线相连 4 在电 磁波发射技术中 使电磁波随各种信号而改变的技 术叫做调制 5 一种调制的方法是使高频电磁波的 振幅随信号的强弱而变 这种调制叫做调幅 第三节 电磁波的 发射和接 收 无线电的接收 1 使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐 2 调制的逆过程叫解调 电磁波与信息的 传递 电磁波可以通过电缆 光缆进行有线传输 也可以 实现无限传输 电视 通过天线接收带有信号的电磁波 经调谐 解调将 信息传送到显像管 雷达通过接收物体反射回来的无线电波来给物体定位 移动电话通过发送和捕捉电磁波来传递信息 第四节 电磁波与 信息化社 会 因特网 电磁波谱按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱 无线电波波长大于 1mm 的电磁波是无线电波 红外线波长比红色光波长 比无线电波短的波线 可见光可以看见的光波叫可见光 频率在 760 400nm 紫外线波长比紫色光波短 比 X 射线长的波线 X 射线和 射线波长比紫外线更短的电磁波 电磁波传递能量电磁波是运动中的电磁场 它可以传递能量 第十四章 电磁波 第五节 电磁波谱 太阳辐射 阳光从太阳辐射出来 其中含有可见光 无线电波 红外线 紫外线 X 射线 射线 高中物理选修高中物理选修 3 43 4 知识点知识点 章节名称定义 内容 公式 标准 单位 经典的相对 性原理 力学规律在任何惯性系中都是相同的 这个论述 叫做伽利略相对性原理 相对性原理 与电磁规律 不论光源与观察者做怎样的相对运动 光相对于 观察者的速度都是一样的第一节 相对论的诞生 狭义相对论 的两个基本 假设 1 狭义相对性原理 在不同的惯性参考系中 一 切物理规律都是相同的 2 光速不变原理 真空中的光速在不同的惯性参 考系中都是相同的 同时 的 相对性 车厢内光源发出光波 车厢内的人观察光波到达 两壁所用的时间相同 车厢外的人观察光波到达 两壁所用的时间不同 长度的相对 性 一条沿自身长度方向运动的杆 其长度总比杆静 止时的长度小 2 0 1 c v ll 时间间隔的 相对性 2 1 c v t 时空相对性 的验证 第二节 时间和空间的 相对论 相对论的时 空关观 相