近光原物理知识清单

《近光原物理知识清单》由会员分享，可在线阅读，更多相关《近光原物理知识清单（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、1 电磁波及近代物理知识清单考点：72电磁场电磁波电磁波的周期、频率、波长和波速知识：1.麦克斯韦首先提出了电磁波理论：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，两者互为因果，形成电磁场。电磁场总是以光速向四周传播，形成电磁波。赫兹首先在实验室实现了电波的发射与接收，从而证实了电磁波在存在。2. 电磁波的周期、频率、波长和波速3. 电磁波是横波。考点：73无线电波的发射和接收知识：调制，把要传递的信号附加到高频等幅振荡电流上的过程叫调制调制分调幅和调频两种方式. 调幅后的电磁波：调频后的电磁波考点：79能量量子化 、光电效应光子爱因斯坦光电效应方程知识：1. 光电效应现象在光的照射下，从物体中发

2、射出电子的现象，叫做光电效应现象；发射出的电子称为光电子。2. 光电效应规律（1）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。（2）光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着入射光的频率的增大而增大。（3）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。3.爱因斯坦光电效应方程Ek=hv-W考点：80光的波粒二象性光波是概率波81粒子的波粒二象性，物质波82不确定性关系知识：光的波粒二象性1. 光具有波粒二象性：光既具有波动性，又具有粒子性；少数光子表现为粒子性，大量光子表现出较强的波动性；波长越短（频

3、率越大）的光子粒子性越强，波长越长（频率越小）的光子波动性越强。光不是传统意义上的机械波，而是一种概率波，那些光波强度大的地方，也就是光子到达机会多的地方，或者说是光子到达几率大的地方。2. 物质波：一切微观粒子都存在波动性，它的波长和动量的关系是：ph。宏观物体也存在波动性，fv Tv或2 只是波长太小而很难观察到。实物粒子又叫做物质波或德布罗意波。物质波是一种几率波，即物质波在某一些地方的强度跟在该处找到他们代表的粒子的几率成正比。3. 1927 年海森堡提出不确定性关系。4hPx 不可能同时准确确定微观粒子的位置和动量。原子中电子的坐标没有确定的值，只能说某时刻电子在某点附近单位体积的内

4、的概率是多少。电子云。考点：93狭义相对论的基本假设和基本结论知识：爱因斯坦提出两条假设：1 物理定律在一切惯性参考系中都具有相同的数学表达形式。2 光速不变原理 : 在彼此相对作匀速直线运动的任一惯性参考系中，所测得的光在真空中的传播速度都是相等的。两个主要结论：1.时间间隔的相对性2.长度的相对性三个相关结论：1 速度叠加2 相对论质量3 质能方程光学知识清单考点：68折射定律，折射率69全反射和临界角70光导纤维71光的色散知识：1光的折射定律。入射光线、折射光线和法线在同一个平面内，入射光线与折射光线分居法线两侧，入射角的正弦与折射角的正弦之比为一常数。2折射率。在物理学中，把光从真空

5、射入某种介质发生折射时，入射角i 的正弦与折射角 r 的正弦的比值，叫做这种介质的折射率（绝对折射率），有rin sinsin。某种介质的折射率n，等于光在真空中的传播速度c与光在这种介质中的传播速度v 之比，即vcn 。3全反射、临界角。全反射现象：光照射到两种介质的分界面上时，光线全部被反射回原介质的现象。临界角：我们把光从某种介质射向真空或空气时，使折射角变为90 时的入射角，称作这种介质的临界角。临界角C 满足：nC1sin 。全反射条件：光从光密介质射向光疏介质入射角大于或等于临界角。21 cvtt21 cvll21 cvuvuu201 cvmm2mcE3 4光导纤维。光导纤维由两种

6、折射率不同的玻璃制成，分内外两层，两层介质的折射率关系为： n内 n外。光从内层介质进入光纤，在两层玻璃分界面上发生多次全反射，从而能沿着光纤进行远距离传输。光纤通信优点：容量大、抗干扰能力强、传输速率高，经济效益显著。5光的色散。含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫做光的色散。白光通过三棱镜发生色散后的光谱顺序为：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。相关知识如下：考点：74光的干涉现象，双缝干涉，薄膜干涉75双缝干涉的条纹间距与波长的关系76光的衍射77光的偏振现象知识：（一）光的波动性光的干涉1. 光的干涉现象： 光在一些地方互相加强，在另一些地方互相削弱，在屏幕上就能看到明暗相间的条纹。2.

7、光发生干涉现象的条件：两束光必须来自于相干光源。即频率相等，振动情况相同。3. 杨氏双缝干涉实验：（1）实验装置如图13-1 所示。（2）实验现象：用红色光源做实验，观察 到 明 暗 相 间的等间距干涉条纹。（3）实验分析：当屏上某点到双缝S1、S2的 路 程 差 是光波波长的整数倍时，即nrrr12（ n为整数） ，在这些地方出现亮条纹；当屏上某点到双缝S1、S2的 路 程 差 是 半波波长的奇数倍时，即 2) 12(12nrrr（n 为整数）在这些地方出现暗条纹。（4）实验结论：相邻两条明（暗）条纹间的距离为 dlx。可以用此公式来测得某单色光的波长。4. 薄膜干涉： 单色平行光入射到薄膜

8、上，由薄膜前后两个表面反射回来的两列光是相干光，它们相叠加产生的干涉现象叫做薄膜干涉。利用薄膜干涉原理可以检查样品的平整度、r2r1图 13-1 4 可以制成增透膜等。光的衍射1. 光的衍射： 光离开直线路径绕到障碍物阴影区域内的现象叫做光的衍射。任何障碍物都可以使光发生衍射，衍射现象是波所特有的现象。2. 产生明显衍射的条件：障碍物或小孔的尺寸跟光的波长相差不多或比光的波长小。光的偏振1. 偏振光：规定电场强度E的方向为光的振动方向。如果光振动的方向局限在某个方向，这种光叫做线偏振光。通常光源发出的光（包括太阳光） 是由大量的、 振动方向不同而互不相干的线偏振光组成的，称为自然光。2. 偏振

9、片： 偏振片能够限制偏振光的穿过。如果偏振片的透光方向正好和入射偏振光的振动方向垂直， 这束偏振光就不能通过；如果这两个方向相同，它就可以无阻碍地通过偏振片；如果这两个方向成一个任意角度，将只有部分线偏振光能通过偏振片。光的偏振现象进一步证明光是横波。3. 光的偏振原理被广泛应用于车灯、镜头等光学仪器的制造以及立体电影的摄影和放映。考点：78光谱和光谱分析红外线、紫外线、X 射线、射线以及它们的应用光的电磁本性电磁波谱知识：1.光谱和光谱分析炽热的固体、液体和高压气体发出的光形成连续光谱。稀薄气体发光形成线状谱（又叫明线光谱、原子光谱）。根据玻尔理论，不同原子的结构不同，能级不同，可能辐射的光

10、子就有不同的波长。所以每种原子都有自己特定的线状谱，因此这些谱线也叫元素的特征谱线。根据光谱鉴别物质和确定它的化学组成，这种方法叫做光谱分析。这种方法的优点是非常灵敏而且迅速。 只要某种元素在物质中的含量达到10-10g，就可以从光谱中发现它的特征谱线。2.光的本质是电磁波。电磁波按频率由低到高有：无线电波、 红外线、 可见光、 紫外线、X 射线、 射线（1）无线电波波长从几千千米到0.3 米左右，一般的电视和无线电广播、手机等的波段就是用这种波；（2）微波波长从 0.3 米到 10-3米，这些波多用在雷达或其它通讯系统；（3）红外线波长从 10-3米到 7.810-7米；红外线的热效应特别显

11、著；（4）可见光这是人们所能感光的极狭窄的一个波段。可见光的波长范围很窄，大约在7600 4000埃（在光谱学中常采用埃作长度单位来表示波长，110-10米） 。从可见光向两边扩展，波5 长比它长的称为红外线，波长大约从7600 直到十分之几毫米。光是原子或分子内的电子运动状态改变时所发出的电磁波。由于它是我们能够直接感受而察觉的电磁波极少的那一部分，波长从（ 7.83.8） 10-7米。（5）紫外线波长比可见光短的称为紫外线，它的波长从 (38010)10-9米，它有显著的化学效应和荧光效应。（6）伦琴射线这部分电磁波谱，波长从（100.01） 10-9米。伦琴射线（X 射线）是电原子的内层

12、电子由一个能态跳至另一个能态时或电子在原子核电场内减速时所发出的；X 射线，它是由原子中的内层电子发射的。随着X 射线技术的发展，它的波长范围也不断朝着两个方向扩展。目前在长波段已与紫外线有所重叠，短波段已进入 射线领域。 放射性辐射 射线的波长是认 1 左右直到无穷短的波长。（7）射线是波长从10-1010-14米的电磁波。这种不可见的电磁波是从原子核内发出来的，放射性物质或原子核反应中常有这种辐射伴随着发出。射线的穿透力很强，对生物的破坏力很大。考点：83激光的特性及应用知识：激光的特 性. 1. 激光的特点：强度大、方向性好、单色性好、相干性好、覆盖波段宽而且可调谐。 2. 激光的应用：

13、激光加工、激光全息照相、激光检测、激光通信、激光医学、激光照排、光盘等。光的实验测定玻璃的折射率1. 实验原理：用“插针法”确定光路。确定入射光线的两根针从理论上讲可以任意摆放，但在实际操作中要以方便从玻璃砖另一面观察为原则。确定折射光线的两根针必须要能遮住入射光路上的针，用量角器测出入射角i 和折射角r，根据折射定律计算出玻璃折射率 rin sinsin。2. 注意事项：（1）入射角最好在30 60 ，以减少观察时的偶然误差；（2）大头针要竖直地插在白纸上，并且大头针之间的距离不要过小，以免在画光路时引起较大误差。用双缝干涉测光的波长1. 实验原理：根据双缝干涉中相邻两条亮（暗）条纹之间的距

14、离公式 dlx，进行变换可以得到计算波长公式 lxd。2. 注意事项：测量条纹间距 x 时，为减少误差， 用测量头测出n 条亮（暗）条纹间的距离a，则 1nax。6 原子物理知识清单考点： 84电子的发现、电子比荷的测定知识：1.汤姆生模型（枣糕模型）汤姆生发现了电子，使人们认识到原子有复杂结构。密立根用油滴实验精确测定基本电荷量为 1.6 1019C。考点： 85 粒子散射实验原子的核式结构知识：2.卢瑟福的核式结构模型粒子散射实验是用粒子轰击金箔，结果是绝大多数粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进， 但是有少数 粒子发生了较大的偏转。这说明原子的正电荷和质量一定集中在一个很小的核上。卢瑟

15、福由 粒子散射实验提出：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核， 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运动。由粒子散射实验的实验数据还可以估算出原子核大小的数量级是10-15m。考点： 86 氢原子的能级结构光子的发射和吸收、氢原子的电子云3.玻尔模型（引入量子理论，量子化就是不连续性，整数n 叫量子数。）玻尔的三条假设（量子化）轨道量子化rn= n2r1r1=0.53 10-10m 能量量子化： 21nEEnE1=-13.6eV 原子在两个能级间跃迁时辐射或吸收光子的能量h =Em-En从高能级向低能级跃迁时放出光子；从低能级向高能级跃迁时可能是吸收光子，也可

16、能是由于碰撞（用加热的方法，使分子热运动加剧，分子间的相互碰撞可以传递能量）。原子从低能级向高能级跃迁时只能吸收一定频率的光子；而从某一能级到被电离可以吸收能量大于或等于电离能的任何频率的光子。（如在基态， 可以吸收E 13.6eV 的任何光子， 所吸收的能量除用于电离外，都转化为电离出去的电子的动能）。玻尔理论的局限性。由于引进了量子理论（轨道量子化和能量量子化），玻尔理论成功地解释了氢光谱的规律。但由于它保留了过多的经典物理理论（牛顿第二定律、向心力、库仑力等），所以在解释其他原子的光谱上都遇到很大的困难。氢原子的能级图n E/eV 0 1 -13.6 2 -3.4 3 4 -0.85 E1 E2 E3 7 考点： 87 原子核的组成天然放射现象射线、射线、射线衰变半衰期知识：1.天然放射现象天然放射现象的发现，使人们认识到原子核也有复杂结构。2.各种放射线的性质比较种类本质质量（u）电荷（e ）速度