高中物理选修3-4公式

高中物理选修高中物理选修 3 43 4 公式公式 第十一章第十一章 机械运动机械运动 1 1 简谐运动的表达式 简谐运动的表达式 表示位移 A 振幅 单位 m sin tAxx 圆频率 单位 rad s 表示简谐运动振动的快慢 f T 2 2 2 2 简谐振动的回复力 简谐振动的回复力 F kx 加速度 x m k a 3 单摆 单摆 回复力 回复力 x l mg F 振动周期 振动周期 与摆球质量 振幅无关 g L T 2 4 4 弹簧振子周期 弹簧振子周期 k m T 2 5 5 共振 共振 驱动力的频率等于物体的固有频率时 物体的振幅最大 第十二章第十二章 机械波机械波 1 1 机械波 机械波 机械振动在介质中传播形成机械波 它是传递能量的一种方式 产生条件 要有波源和介质 波的分类 横波 质点振动方向与波的传播方向垂直 有波峰和波谷 纵波 质点振动方向与波的传播方向在同一直线上 有密部和疏部 波长 两个相邻的在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离 f v vT 注意 横波中两个相邻波峰或波谷问距离等于一个波长 波在一个周期时间里传播的距离等于一个波长 波速 波在介质中传播的速度 机械波的传播速度由介质决定 波速v波长 频率 f 关系 适用于一切波 f T v 注意 波的频率即是波源的振动频率 与介质无关 第十三章第十三章 光光 1 1 规律 规律 1 光的直线传播规律 光在同一均匀介质中是沿直线传播的 2 光的独立传播规律 光在传播时 虽屡屡相交 但互不干扰 保持各自的规律传播 3 光在两种介质交界面上的传播规律 光的反射定律 反射光线与入射光线 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 光的析射定律 折射光线与入射光线 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 f固 A f 射角的正弦成正比 即 12 1 2sin sin n 介质的折射率 n 光由真空 或空气 射入某中介质发生折射时 入射角的正弦与折射角的正弦之比 叫介质 的折射率 只与介质的性质有关 是一个反映介质的光学性质的物理量 无单位 r i n sin sin 设光在介质中的速度为 v 则 可见 任何介质的折射率大于 1 v c n 两种介质比较 折射率大的叫光密介质 折射率小的叫光疏介质 全反射 a 光由光密介质射向光疏介质的交界面时 入射光线全部反射回光密介质中的现象 b 发生全反射的条件 光从光密介质射向光疏介质 入射角等于临界角 临界角 C n C 1 sin 光路可逆原理 光线逆着反射光线或折射光线方向入射 将沿着原来的入射光线方向反射或折射 归纳归纳 折射率折射率 r i n sin sin v c Csin 1 介 真 1 3 3 常见的光学器件 常见的光学器件 1 平面镜 2 棱镜 3 平行透明板 4 4 光的干涉 双缝干涉相邻两个亮条纹或暗条纹中心间距 波长越长 条纹间隔越大波长越长 条纹间隔越大 d L x 应用 薄膜干涉 由薄膜前后表面反射的两列光波叠加而成 劈形薄膜干涉可产生平行相间干涉条纹 检查 平面 测量厚度 光学镜头上的镀膜 5 5 光的衍射 光的衍射 单缝 或圆孔 衍射 泊松亮斑 波长越长 衍射越明显波长越长 衍射越明显 第十四章第十四章 电磁波电磁波 1 1 LCLC 振荡电路振荡电路 1 在 LC 振荡电路中 当电容器放电完毕瞬间 电路中的电流为最大 线圈两端电压为零 在 LC 回路中 当振荡电流为零时 则电容器开始放电 电容器的电量将减少 电容器中的电场能达到最 大 磁场能为零 2 周期和频率 LCT 2 LC f 2 1 2 2 麦克斯韦电磁理论 麦克斯韦电磁理论 1 变化的磁场在周围空间产生电场 2 变化的电场在周围空间产生磁场 推论 均匀变化的磁场在周围空间产生稳定的电场 周期性变化 振荡 的磁场在周围空间产生同频率的周期性变化 振荡 的电场 周期性变化 振荡 的电场周围也产生同频率周期性变化 振荡 的磁场 3 3 电磁场 电磁场 变化的电场和变化的磁场总是相互联系的 形成一个不可分割的统一体 叫电磁场 4 4 电磁波 电磁波 电磁场由发生区域向远处传播就形成电磁波 5 5 电磁波的特点 电磁波的特点 以光速传播 麦克斯韦理论预言 赫兹实验验证 具有能量 可以离开电荷而独立存在 不需要介质传播 能产生反射 折射 干涉 衍射等现象 6 6 电磁波的周期 频率和波速 电磁波的周期 频率和波速 V f 频率在这里有时候用 来表示 波速 在真空中 C 3 108 m s T 电磁波谱电磁波谱 电磁说 麦克斯韦 电磁说 麦克斯韦 波长 m名称产生机理特性与应用 无线电自由电子的运动波动性显著 无线电通讯 红外线一切物体都能辐射 具有热作用 遥感技术 遥控 器 可见光由七种色光组成 紫外线 原子外层 电子受激发 一切高温物体都能辐射 具有化学作用 荧光效应 伦琴 X 射线原子外内电子受激发粒子性显著 穿透本领强 104 10 10 射线原子核受激发粒子性显著 穿透本领更强 第十五章第十五章 相对论简介相对论简介 1 1 伽利略相对性原理 伽利略相对性原理 力学规律在任何惯性系中都是相同的 2 2 狭义相对论的两个基本假设 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 3 3 时间和空间的相对性 时间和空间的相对性 1 同时 的相对性 同时 是相对的 在一个参考系中看来 同时 的 在另一个参考系中却可能 不同时 2 长度的相对性 一条沿自身长度方向运动的杆 其长度总比静止时的长度小 即 2 0 1 c v ll 式中l 是与杆相对运动的人观察到的杆长 l0是与杆相对静止的人观察到的杆长 注意 注意 在垂直于运动方向上 杆的长度没有变化 这种长度的变化是相对的 如果两条平行的杆在沿自己的长度方向上做相对运动 与他们一起运动的两位 观察者都会认为对方的杆缩短了 3 时间间隔的相对性 从地面上观察 高速运动的飞船上时间进程变慢 飞船上的人则感觉地面上的时间进程变 慢 时间膨胀或动钟变慢时间膨胀或动钟变慢 式中是与飞船相对静止的观察者测得的两事件的时间间隔 t 是地面上观察到的两 2 1 c v t 事件的时间间隔 4 相对论的时空观 经典物理学认为 时间和空间是脱离物质而独立存在的 是绝对的 二者之间也没有联系 相对论则认为时间和空间与物质的运动状态有关 物质 时间 空间是紧密联系的统一体 4 4 狭义相对论的其他结论 狭义相对论的其他结论 1 相对论速度变换公式 式中 v 为高速火车相对地的速度 u 为车上的人相对于车的速度 u 为 2 1 c vu vu u 车上的人相对地面的速度 对于低速物体 u 与 v 与光速相比很小时 根据公式可知 这时 u 这就是经典物理学的