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1、,学 海 无 涯 高中物理选修 3-4 知识点总结 一、机械波 1波的特征量及其关系 （1）波长：波动过程中，对平衡位置的位移总相等的两相邻质点的距离叫波长；（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）机械振动在介质中的传播的 距离和所用时间的比值叫波速，波速由介质本身的性质所决定（若光还和光的频率有关），在不 同介质中波速是不同的。（v =/T ） 介质中质点运动的特征：（1）每个质点都在自己平衡位置附近作振动，并不随波迁移；（2）后 振动的质点振动情况总是落后于相邻的先振动的质点的振动 波动图象 （1）规定用横坐标 x 表示在波的传播方向上各个质点的平衡位
2、置，纵坐标 y 表示某一时刻各个质 点偏离平衡位置的位移，连结各质点位移量末端得到的曲线叫做该时刻波的图象 (2)用“同侧法”判断波动图像中质点的速度方向，用作切线判断振动图像中质点的速度方向 （3）在一个周期内质点沿 y 轴振动通过路程 4A，1/4 个周期不一定是A；波沿 x 轴匀速传播 ，1/4 个周期一定是/4 4、波长、波速和频率（周期）的关系：v =x/t=f=/ T。 5、波绕过障碍物的现象叫做波的衍射，能够发生明显的衍射现象的条件是：障碍物或孔的尺寸比波 长小，或者跟波长相差不多。d(超声波（它是机械波非电磁波）定位原理：频率大，波长小不易衍 射，直线传播性好) 6、产生干涉的
3、必要条件是：两列波源的频率必须相同，干涉区域内某点是振动最强点还是振动最弱 点的充要条件：（1）最强：该点到两个波源的路程之差是波长的整数倍，即=n；（2）最弱： 该点到两个波源的路程之差是半波长的奇数倍= ；，即。根据以上分析，在稳定的 干涉区域内，振动加强点始终加强；振动减弱点始终减弱。(振动加强的点还是做简谐运动，某时 刻位移可能为零) 7、声波是纵波，能在空气、液体、固体中传播声波在固体中波速大于液体大于气体 8、多普勒效应：当波源或者观测者相对于介质运动时，观测者会发现波的频率发生了变化，这种 现象叫多普勒效应。当波源与观察者相互靠近时，观察者“感觉”到的频率变大。 当波源与观 察者
4、相互远离时，观察者“感觉”到的频率变小。 （注意：波源实际频率不变） 现象：多普勒 测速仪、“红移”、“彩超”。 二、电磁波 9、麦克斯韦理论（赫兹用实验证明其理论是正确的） (1)变化的磁场能够在周围空间产生电场，变化的电场能够在周围空间产生磁场。 (2)均匀变化的磁场产生稳定的电场，均匀变化的电场产生稳定的磁场 (3)振荡的(即周期性变化的)磁场产生同频率的振荡电场，振荡的电场产生同频率的振荡磁场 10、电磁场： 变化电场在周围空间产生磁场，变化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，这就是_电磁场 11、电磁波麦克斯韦预言、赫兹电火花实验证实 (1)定义：交替产生的
5、振荡电场和振荡磁场向周围空间的传播形成电磁波 (2)特点：电磁波是横波在电磁波中，每处的电场强度和磁感强度的方向总是_垂直_，且与,第 页 1 共 7 页,学 海 无 涯 电磁波的传播方向_垂直_ ； 任何频率的电磁波在真空中的传播速度都等于 3108m/s； 电磁波的传播速度等于波长与频率的乘积，即_v=f_。 (3)电磁波与机械波的关系 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，还与电磁波的频率有关，频率大，传播速度越小 电磁波本身是物质，所以电磁波的传播不像机械波需要别的物质作为介质机械波_不_能 在真空中传播，而电磁波 能真空中传
6、播 八、电磁波谱及其应用 12、电磁波谱：各种电磁波中，除可见光以外，相邻两个波段间都有重叠。 光是一种电磁波，电磁波的速度和它的传播速度相同，在传播过程中可不需要介质，都具有波 动的共性如干涉、_衍射、_多普勒效应_。它又是横波 电磁波谱,可见光：红，橙，黄，绿，青，蓝，紫 频率逐渐增大，波长逐渐减小，折射率逐渐增大 红光波动性（干涉、衍射）强，紫光粒子性强 (3)雷达：雷达是利用无线电波中的（微波电磁波：直线性好、反射性强；声呐：超声波机械 波）来测定物体位置的无线电设备 13、LC 振荡电路 T=2 LC 三、光 14、折射率即 n=sini/sinr =c/v，因 cv，所以任何介质的
7、折射率 n 都大于 1. 15、全反射：当光线从光密介质射到光疏介质的界面上时，若入射角大于临界角，则折射光线消失， 只产生反射的现象叫全反射产生全反射的条件是：a、光从光密介质射向光疏介质；b、入射,第 页 2 共 7 页,角大于或等于临界角（ sin C 1 v ）；两条件必须同时存在，才发生全反射。,n c 16、光导纤维：内层为光密介质，外层为光疏介质。 全反射应用：光导纤维、自行车尾灯、海市蜃楼、沙漠蜃景、夏天柏油路面特别亮、水中的气泡看起来特 别亮 17、光的干涉（全息照片是干涉） 现象：符合一定条件的相干光在相遇的区域出现了稳定的相间的加强区域和减弱区域 光发生干涉的条件： 频率
8、相等_。 双缝干涉：(1801 年，英国的托马斯杨) 推导：如图所示，若S1、S2 光振动情况完全相同，光程差则符合半波长偶数被时，出现亮条纹 (n=0，1，2，3) 符合半波长奇数倍时，出现暗条纹(n=0，l，2，3，) 相邻亮条纹（或 相邻暗条纹）之间的间距（相邻亮条纹中央间距，相邻暗条纹中央间距)为_X=L/d 。 图象特点：中央为 亮纹 ，两边_等 间距对称分布明暗相间条纹 红光：明、暗条纹宽度最,学 海 无 涯 宽，紫光明、暗条纹宽度最窄白光干涉图象中央明条纹的最外侧为红色 相邻亮纹（暗纹）间的距离X=L/d。用此公式可以测定单色光的波长。用白光作双缝干涉实 验时，由于白光内各种色光
9、的波长不同，干涉条纹间距不同，所以屏的中央是白色亮纹，两边出现 彩色条纹。 （4）薄膜干涉： 相干光源的由来：利用薄膜(如肥皂液膜、空气膜)_前后表面_的反射光束相遇而形成干涉现 象图象特点：同一条亮(或暗)条纹上所对应薄膜厚度 相等 单色光在肥皂膜上(上 薄下厚)形成水平状明暗相间条纹(白光入射形成彩色条纹) 。 应用：增透膜、检验平整度、 18、光的衍射 现象：光偏离直线传播绕过障碍物进入阴影区域里的现象各种不同形状的障碍物都能使光 发生衍射。 产生条件：_障碍物或孔的尺寸与波长差不多或比波长小 单缝衍射： 图象特点：中央条纹亮而宽，两侧为 不等间隔的明暗相间的条纹(白光入射为彩色条纹)
10、例子：数学家泊松推算出在圆板阴影的中心应有一个亮斑（即著名的泊松亮斑），后被实验 证实，即说明泊松亮斑是由光的衍射形成。） 19、光的偏振 光是横波，是电磁波所以光有偏振现象 自然光：在光波传播方向垂直的平面内光振动(指E 的振动)沿各个方向振动强度都相同的光 如由太阳、电灯等普通光源发出的光 偏振光：在光波传播方向的垂直平面内，只有沿着某一方向振动的光如自然光经一偏振片 作用后的光，再如自然光射到两介质分界面时同时发生反射和折射(反射角和折射角和为 900 时)，反射光线和折射光线是光振动方向互相垂直的偏振光 应用：液晶显示、观看 3D 电影等相机前面的偏振镜可以减弱玻璃表面反射光的影响使相
11、片 更加清晰 20、彩虹由于折射率不同形成的色散,第 页 3 共 7 页,学 海 无 涯 机械振动 1、探究单摆周期与摆长的关系实验：测线长时摆球自然悬垂，测周期时从最低点开始计时 2、发生受迫振动的物体周期等于驱动力周期与固有周期无关 3、共振曲线,物理选修 3-5 知识点归纳,一、动量（矢量）,1、动量定理：I 合=F 合t=p=P2-P1 2、 动量守恒定律的条件：系统所受的总冲量为零（不受力、所受外力的矢量和为零或外力的作用远小 于系统内物体间的相互作用力），即系统所受外力的矢量和为零。（碰撞、爆炸、反冲）,m1v1+m2v2=m1v /+m2v /（规定正方向）p1=p2 12,/,
12、3、动量守恒定律的表达式 4、碰撞,非弹性碰撞：动能损失动量守恒 弹性碰撞：动量守恒，碰撞前后动能相等； 特例 1： 对于弹性碰撞，若两个物体质量相等，则碰撞后两个物体互换速度（即碰后 A 的速度等于碰 前 B 的速度，碰后B 的速度等于碰前 A 的速度） 特例 2：当速度相等时两者距离有最值 5、人船模型两个原来静止的物体（人和船）发生相互作用时，不受其它外力，对这两个物体组 成的系统来说，动量守恒，且任一时刻的总动量均为零，由动量守恒定律，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着的带电微粒的能量只能是某个最小能量 值的整数倍，这个
13、不可再分的能量值叫做能量子= h。h 为普朗克常数（6.6310-34J.S）,三、光电效应 光子说 光电效应方程,7、光电效应（表明光子具有能量） 光的电磁说使光的波动理论发展到相当完美的地步，但是它并不能解释光电效应的现象。 在光（包括不可见光）的照射下从物体发射出电子的现象叫做光电效应，发射出来的电子叫光电 子。（实验图在课本） 光电效应的研究结果： 任何一种金属，都有一个极限频率，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；光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着入 射光频率的增大而增大；入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般
14、不超过 10-9s； 当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的强度成正比。 8、光子说：光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为的光的能量子为 h。这些能 量子被成为光子。 9、光电效应方程：EK = h - WO （掌握 Ek/Uc图象的物理意义）同时，h 截止 = WO（Ek 是光电子 的最大初动能；W0 是逸出功，即从金属表面直接飞出的光电子克服正电荷引力所做的功。） UCe=EK= h - WO,第 页 4 共 7 页,学 海 无 涯,四、光的波粒二象性 物质波,10、光的波粒二象性：干涉、衍射和偏振以无可辩驳的事实表明光是一种波；光电效应和康普顿效 应又用无可辩驳
15、的事实表明光是一种粒子，由于光既有波动性，又有粒子性，只能认为光具有 波粒二象性。但不可把光当成宏观观念中的波，也不可把光当成宏观观念中的粒子。少量的光子 表现出粒子性，大量光子运动表现为波动性；光在传播时显示波动性，与物质发生作用时，往 往显示粒子性；频率小波长大的波动性显著，频率大波长小的粒子性显著。（P41 电子干涉条纹 对概率波的验证） 11、物质波：1924 年德布罗意（法）提出，实物粒子和光子一样具有波动性，任何一个运动着的物 体都有一种与之对应的波，波长=h / p，这种波叫物质波，也叫德布罗意波。（P38 电子的衍 射图样；电子显微镜的分辨率为何远远高于光学显微镜） 12、概率
16、波：从光子的概念上看，光波是一种概率波。,五、原子核式模型机构,13、1897 年汤姆生（英）发现了电子，提出原子的枣糕模型，说明原子可以再分（有复杂结构） 14、1909 年起英国物理学家卢瑟福做了粒子轰击金箔的实验，即粒子散射实验（实验装置见必 修本 P257）得到出乎意料的结果：绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，少数粒 子却发生了较大的偏转，并且有极少数粒子偏转角超过了 90，有的甚至被弹回，偏转角几 乎达到 180。（P53 图） 15、卢瑟福在 1911 年提出原子的核式结构学说：在原子的中心有一个很小的核 ，叫做原子核，原 子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转。 按照这个学说，可很好地解释粒子散射实验结果，粒子散射实验的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、氢原子的光谱,16、光谱的种类：（1）发射光
