高中物理-选修3-4、3-5知识点

九校物理备考小组撰写：点评：卫选修3-4知识点归纳I .机械波1.波的特征量及其关系(1)波长：在波动过程中，两个相邻粒子之间的距离称为波长，这两个粒子向平衡位置的位移总是相等的；(2)频率：波的频率由波源的振动频率决定。在任何介质中，频率保持不变。(3)机械振动在介质中行进的距离与所用时间之比称为波速。波速由介质本身的性质决定(如果光也与光的频率有关)，不同介质的波速不同。(v=/T)2.介质中粒子运动的特征：(1)每个粒子在其平衡位置附近振动，不随电流运动；(2)振动后粒子的振动情况总是滞后于相邻振动前粒子的振动情况。3.波动图像(1)规定横坐标X代表每个粒子在波传播方向上的平衡位置，纵坐标Y代表每个粒子在某一时刻从平衡位置的位移，并且通过连接每个粒子的位移量的末端获得的曲线被称为该时刻的波的图像。(2)用“同侧法”判断波图像中粒子的速度方向，并作为切线来判断振动图像中粒子的速度方向(3)在一个周期内，粒子通过路径4A沿Y轴振动，1/4周期不一定是；波沿x轴以恒定速度传播，1/4周期必须是/44.波长、波速与频率(周期)的关系：V= x/ t= f=/t5.波浪绕过障碍物的现象称为波浪绕射。明显衍射的条件是障碍物或孔洞的尺寸小于或类似于波长。D(超声波(机械波和非电磁波)定位原理：频率高、波长小、不易衍射、线性传播好)6.干涉的必要条件是：两个波源的频率必须相同，干涉区域中某一点成为振动的最强点或最弱点的充分必要条件是：(1)最强：该点到两个波源的距离之差是波长的整数倍，即=n；(2)最弱：从该点到两个波源的距离之差是半波长=的奇数倍；那是。根据以上分析，在稳定的干扰区域，振动加强点总是被加强的。振动衰减点总是被削弱。(振动强化点仍然是简谐运动，在某一时刻位移可能为零)7.声波是纵波，可以在空气、液体和固体中传播。固体中声波的波速大于液体和气体的波速。8.多普勒效应：当波源或观察者相对于介质移动时，观察者会发现波的频率已经改变。这种现象被称为多普勒效应。当波源和观察者彼此靠近时，观察者“感觉到”的频率变大。当波源和观察者彼此远离时，观察者“感觉到”的频率变小。(注：波源的实际频率保持不变)现象：多普勒测速仪，“红移”和“彩色多普勒超声”。第二，电磁波9.麦克斯韦理论(赫兹通过实验证明其理论是正确的)(1)变化的磁场可以在周围空间产生电场，变化的电场可以在周围空间产生磁场。(2)匀变磁场产生稳定的电场，匀变电场产生稳定的磁场。(3)振荡(即周期性变化)磁场产生相同频率的振荡电场，而振荡电场产生相同频率的振荡磁场。10.电磁场：变化的电场在周围空间产生磁场，变化的磁场在周围空间产生电场。变化的电场和磁场成为一个完整的整体，即电磁场。11、电磁波麦克斯韦预测，赫兹电火花实验证实(1) Defi机械波在介质中的传播速度仅由介质决定，与机械波的频率无关。电磁波在介质中的传播速度不仅取决于介质，还取决于电磁波的频率。频率越高，传播速度越慢。电磁波本身就是物质，所以电磁波的传播不需要像机械波那样的介质。机械波不能在真空中传播，而电磁波可以在真空中传播。八.电磁波谱及其应用12.电磁波谱：在除可见光以外的所有电磁波中，相邻两个波段之间都有重叠。(1)光是一种电磁波。电磁波的速度与其传播速度相同。在传播过程中不需要介质。它们都具有波动的共同特征，如干涉、衍射、多普勒效应等。这也是剪切波。(2)电磁频谱类型无线电波红外线的可见光紫外线x光射线频率特征强波动性热效应，遥感能让人类产生视觉荧光，杀戮穿透力强使用通信、电视、广播、导航等取暖、医疗、红外摄影、遥感消毒、验钞等工业探伤、医学透视等。工业探伤、医疗等可见光：红色、橙色、黄色、绿色、绿色、蓝色和紫色频率逐渐增加，波长逐渐减少，折射率逐渐增加红光具有很强的波动性(干涉、衍射)，而紫光具有很强的粒子特性。(3)雷达：雷达使用无线电波(微波-电磁波：线性度好，反射率强；声纳：超声波-机械波)用于确定物体位置的无线电设备。13.液晶振荡电路T=2液晶Iii .光线14.折射率-即n=sini/sinr=c/v，因为cv，任何介质的折射率n都大于1。15.全反射：光线从光密介质入射到光散射介质的界面时，如果入射角大于临界角，折射光线消失，只有反射的现象称为全反射。全反射的条件是：光从光密介质入射到光散射介质；入射角大于或等于临界角()；在全反射发生之前，两个条件必须同时存在。16.光纤：内层为轻密介质，外层为轻疏介质。全反射应用：光纤、自行车尾灯、海市蜃楼、沙漠海市蜃楼、沥青路面在夏天特别明亮，水中的气泡看起来特别明亮。17.光的干涉(全息图就是干涉)(1)现象：符合一定条件的相干光在交汇区有稳定的界面强化区和弱化区。(2)光干涉的条件：等频率。(3)双缝干涉：(英国托马斯杨，1801)推导：如图所示，如果S1和S2的光振动条件完全相同，光程差符合偶数半波长组，当亮条纹(n=0，1，2，3)出现时，暗条纹(n=0，L，2，3，)出现，相邻亮条纹(或相邻暗条纹)之间的间距(相邻亮条纹之间的中心间距，相邻暗条纹之间的中心间距)为_X=L/d _ _。(2)图像特征：中心为_ _亮条纹_ _，两侧均匀间隔有亮、暗相间的条纹。红光：亮条纹和暗条纹宽度最宽，紫光亮条纹和暗条纹宽度最窄。白光干涉图像中心亮条纹的最外侧是红色。(3)相邻亮线(暗线)之间的距离X=L/d。这个公式可以用来确定单色光的波长。当白光用于双缝干涉实验时，由于白光中各种颜色光的波长不同，干涉条纹的间距也不同，屏幕的中心是白色亮条纹，两侧出现彩色条纹。(4)胶片干扰：(1)相干光源的来源：干涉现象是反射光束在薄膜(如皂液膜和空气膜)的前后表面相遇而形成的。(2)图像特征：山姆上相应薄膜的厚度(1)图像特征：中央条纹明亮而宽，两侧是明暗相间的条纹(白光以彩色条纹的形式入射),间隔从_ _到_ _不等。(4)例子：数学家泊松计算出在圆板的阴影中心应该有一个亮点(称为泊松亮点)，这一点得到了实验的证实，表明泊松亮点是由光的衍射形成的。)19.光的偏振(1)光是横波和电磁波。因此，光有偏振。(2)自然光：在与光波传播方向垂直的平面内，在所有方向上振动强度相同的光(例如E的振动)。例如，从普通光源如太阳和电灯发出的光。(3)偏振光：在光波传播方向的垂直面上，只有沿某一方向振动的光。例如，在自然光之后的光穿过偏振板，并且例如，当自然光撞击两种介质之间的界面时，反射和折射同时发生(当反射角和折射角之和为900时)，反射光和折射光是光振动方向彼此垂直的偏振光。(4)应用：液晶显示、观看3D电影等。照相机前面的偏光镜可以减少玻璃表面反射光的影响，使照片更清晰。20、彩虹色散由于折射率不同机械振动1.探索单摆周期与摆长的关系。当测量线较长时，摆球自然悬挂，测量周期从最低点开始。2.强迫振动的周期等于驱动力周期，与固有周期无关。3.谐振曲线选修3-5知识点归纳一、动量(矢量)1.动量定理：I，F，t=，p=P2-P12.动量守恒定律的条件：系统接收的总冲量为零(系统接收的力的矢量和为零，或者外力的影响比系统中物体之间的相互作用力小得多)，即系统接收的外力的矢量和为零。(碰撞、爆炸、反冲)3.表达式m1v1m2 v2=m1v1m2/m2 v2/(规定的正方向)p1=p2/4.冲突(1)非弹性碰撞：动能损失引起的动量守恒(2)弹性碰撞：动量守恒，碰撞前后动能相等；特殊情况1:对于弹性碰撞，如果两个物体的质量相等，两个物体碰撞后交换速度(即碰撞后的速度等于碰撞前的速度，碰撞后的速度等于碰撞前的速度)特例2:当速度相等时，两者之间的距离最大5.当人-船模型的两个最初静止的物体(人和船)相互作用时，它们不受其他外力的影响。对于由两个物体组成的系统，动量守恒，任何时刻的总动量为零。根据动量守恒定律，有mv=MV二、量子理论的建立6.量子理论的建立：1900年，德国物理学家普朗克提出振动的带电粒子的能量只能是某个最小能量值的整数倍，这被称为能量光子=h。h是普朗克常数(6.6310-34J。s)三、光电效应光子理论光电效应方程7.光电效应(表示光子有能量)(1)光的电磁理论把光的波动理论发展到了一个完美的水平，但它不能解释光电效应现象。电子在光(包括不可见光)照射下从物体发出的现象称为光电效应，发出的电子称为光电子。(实验地图在教科书里)(2)光电效应的研究成果：(1)任何金属都有极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率才能产生光电效应；低于这个频率的光不能产生光电效应；(2)光电子的最大初始动能与入射光的强度无关，而是随着入射光频率的增加而增加。(3)当入射光撞击金属时，光电子发射几乎是瞬时的，一般不超过10-9s；当入射光的频率大于极限频率时，光电流强度与入射光强度成正比10.光的波粒二象性：干涉、衍射和偏振表明，光是一种事实确凿的波；光电效应和康普顿效应表明，光是一种事实确凿的粒子。因为光同时具有波和粒子的属性，所以光只能被认为是波粒二象性。然而，光不应被视为宏观概念中的波，也不应被视为宏观概念中的粒子。少量的光子表现出粒子性质，大量的光子运动表现出波动性质。光传播时表现出挥发性，与物质相互作用时表现出粒子性质。频率小波增长的波动显著，而频率大、波长小的颗粒尺寸显著。(用P41电子干涉条纹验证概率波)11.物质波：德布罗意(法国)在1924年提出，物理粒子具有与光子相同的挥发性。任何运动物体都有相应的波长=h/p的波，这种波称为物质波，也称为德布罗意波。(P38电子的衍射图；为什么电子显微镜的分辨率比光学显微镜高得多)12.概率波：从光子的概念来看，光波是一种概率波。五、核模型机制13.汤姆森(英国)在1897年发现了电子，并提出了原子的枣饼模型，表明原子可以被细分(具有复杂的结构)14.自1909年以来，英国物理学家卢瑟福进行了一项粒子轰击金箔的实验，即粒子散射实验(实验装置见必修版P257)。获得了意想不到的结果：绝大多数粒子在穿过金箔后仍沿原来的方向运动，而少数粒子经历了大的偏转，少数粒子的偏转角度超过90，有些甚至反弹，偏转角度几乎达到180。(P53图表)15.卢瑟福在1911年提出了原子的核结构理论：在原子的中心有一个非常小的原子核，叫做原子核。所有正电荷和几乎所有质量的原子都集中在原子核中，而带负电荷的电子在原子核的外层空间围绕原子核旋转。根据这一理论，可以很好地解释粒子散射实验的结果。粒子散射实验数据还可以估计原子核的大小(数量级为10-15m)和原子核的正电荷数。原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数。六.氢原子光谱16.光谱类型：(1)发射光谱：由物质发光直接产生的光谱。热固体、液体和高温高压气体发光产生连续光谱；稀薄气体发光产生线性光谱。不同元素的线性谱线是不同的，也称为特征谱线。(2)吸收光谱：由稀薄气体在连续谱线中吸收一定频率的光而产生的光谱。该元素发射的任何频率的光都会被相应地吸收。因此，吸收光谱也可以用作元素的特征谱线。17.氢原子的光谱是线性的(这些亮线称为原子的特征谱线)，即辐射波长是离散的。18.基尔霍夫开创了光谱分析方法：一种利用元素的特征谱线(线性光谱或吸收光谱)来识别物质的分析方法。七.原子的能级19、玻尔的理论假设：(1)原子只能处于一系列不连续的能态。在这些状态下，原子是稳定的。虽然电子在原子核周围移动，但它们不辐射能量。这些状态被称为稳态