高中物理選修3-4電磁波知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

1、.第二章第一節(jié)機(jī)械波的形成和傳播1.機(jī)械波的形成和傳播(以繩波為例 )(1) 繩上的各小段可以看做質(zhì)點(diǎn).(2) 由于繩中各部分之間都有相互作用的彈力聯(lián)系著， 先運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn) 帶動(dòng)后一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，依次傳遞，使振動(dòng)狀態(tài)在繩上傳播 .2.介質(zhì)能夠傳播振動(dòng)的物質(zhì).3.機(jī)械波(1) 定義：機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播 .(2) 產(chǎn)生的條件要有引起初始振動(dòng)的裝置，即波源. 要有傳播振動(dòng)的 _介質(zhì) _.(3) 機(jī)械波的特點(diǎn)前面質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)后面質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)， 后面質(zhì)點(diǎn)重復(fù)前面質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)， 并且離波源越遠(yuǎn)， 質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)越 _滯后 _.各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期都與波源振動(dòng)_相同 _.介質(zhì)中每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的起振方向都和波源的起振方向相同_.波

2、傳播的是振動(dòng)這種形式， 而介質(zhì)的每個(gè)質(zhì)點(diǎn)只在自己的平衡位置附近振動(dòng)， 并不隨波遷移 .波在傳播“振動(dòng)”這種運(yùn)動(dòng)形式的同時(shí)，也在傳遞能量，而且可以傳遞信息_.1.波的分類(lèi)按介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向的關(guān)系不同，常將波分為橫波和 縱波 .2.橫波(1) 定義：介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向垂直的波 .(2) 標(biāo)識(shí)性物理量波峰：凸起來(lái)的最高處 . (質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)位移正向最大處)波谷：凹下去的最低處 .( 質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)位移負(fù)向最大處)3.縱波(1) 定義：介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向平行的波.(2) 標(biāo)識(shí)性物理量密部：介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)分布密集 的部分 .疏部：介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)分布稀疏 的部分 .4.簡(jiǎn)諧

3、波如果傳播的振動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，這種波叫做簡(jiǎn)諧波.波動(dòng)過(guò)程中介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律（ 1 ）質(zhì)點(diǎn)的“守位性” ：機(jī)械波向外傳播的只是振動(dòng)的形式和能量，質(zhì)點(diǎn)只在各自的平衡位置附近震動(dòng)，并不隨波遷移。（ 2 ） “相同性”：介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)均做受迫振動(dòng)，各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期和頻率與波源振動(dòng)的周期和頻率相同，而且各質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)的方向也相同，即各質(zhì)點(diǎn)的起振方向相同。（ 3 ）“滯后性”：離波源近的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)離波源遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)依次振動(dòng)，即離波源近的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)開(kāi)始越早，離波源越遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)開(kāi)始越晚。波動(dòng)過(guò)程中介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期都與波源的振動(dòng)周期相同，其運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)可用三句話(huà)來(lái)描述：(1) 先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)后振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)；(2)

4、 后振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)重復(fù)前面質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)；(3) 后振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)狀態(tài)落后于先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn).概括起來(lái)就是“帶動(dòng)、重復(fù)、落后”.已知 波的傳播方向，可以判斷各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向，反之亦然.判斷方法一：帶動(dòng)法可編輯.由波的形成原理可知，后振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)總是重復(fù)先振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，若已知波的傳播方向而判斷質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向時(shí)，可在波源一側(cè)找與該質(zhì)點(diǎn)距離較近的前一質(zhì)點(diǎn)，如果前一質(zhì)點(diǎn)在該質(zhì)點(diǎn)下方，則該質(zhì)點(diǎn)將向下運(yùn)動(dòng) (力求重復(fù)前面質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng))，否則該質(zhì)點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng).判斷方法二：上下坡法如圖 5 所示，沿波的傳播方向， “上坡” 的質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)，如 a、d、e；“下坡”的質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng)，如b、 c、 f、 g、h .判斷方法三：同側(cè)

5、法如圖 6 所示，波形圖上表示傳播方向和振動(dòng)方向的箭頭在圖像同側(cè).第二節(jié)波速與波長(zhǎng)、頻率的關(guān)系1. 波長(zhǎng)(1) 定義： 沿波的傳播方向，任意兩個(gè) 相鄰的同相振動(dòng) (也稱(chēng)振動(dòng)步調(diào)完全一致 ) 的質(zhì)點(diǎn)之間的距離 (包含 一個(gè) “完整的波” )，叫做波的波長(zhǎng)，常用 表示 .(2) 橫波中任意兩個(gè)相鄰 的波峰或波谷之間的距離就是橫波的波長(zhǎng).縱波中任意兩個(gè)相鄰的密部或疏部之間的距離就是縱波的波長(zhǎng).2. 振幅(1) 定義：在波動(dòng)中，各質(zhì)點(diǎn)離開(kāi)平衡位置的最大位移，即其振動(dòng)的振幅，也稱(chēng)為波的振幅 .(2) 波的振幅大小是波所傳播 能量大小 的直接量度 . 3. 頻率(1)定義：波在傳播過(guò)程中，介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的

6、頻率都相同 ，這個(gè)頻率被稱(chēng)為波的頻率 .(2)波的頻率等于 波源 振動(dòng)的頻率，與介質(zhì)的種類(lèi)無(wú)關(guān) .1(3) 頻率與周期的關(guān)系： f _t _或 ft 1 . 1. 波速 ：機(jī)械波在 介質(zhì) 中的傳播速度 .(1) 波速等于波長(zhǎng)和頻率的乘積.(2) 經(jīng)過(guò)一個(gè)周期，振動(dòng)在介質(zhì)中傳播的距離等于一個(gè)波長(zhǎng)(3) 波速等于波長(zhǎng)和頻率的乘積這一關(guān)系雖從機(jī)械波得到，但對(duì)其他形式的波（電磁波、光波）也成立2. 波速的決定因素 ：由 介質(zhì)本身的性質(zhì)決定 .3. 波速、波長(zhǎng)、周期 (頻率 ) 的關(guān)系 ： v _t_或 v f .4. 波長(zhǎng)、頻率和波速的決定因素(1) 波速由介質(zhì)決定，與波的頻率、波長(zhǎng)無(wú)關(guān).(2) 周期

7、和頻率取決于 波源 ，而與 v、 無(wú)直接關(guān)系 .(3) 波長(zhǎng)由波速和頻率共同決定 .波從一種介質(zhì)傳播到另一種介質(zhì)，波的頻率不變， 由于波速的變化，波長(zhǎng)也將隨之變化.可編輯.(1)1 和 9 、2 和 10 、3 和 11 每?jī)蓚€(gè)點(diǎn)的振動(dòng)是完全相同的，只是后一質(zhì)點(diǎn)比前一質(zhì)點(diǎn)晚振動(dòng)一個(gè)周期.(2)1 和 9 、 2 和 10 、 3 和 11 每?jī)蓚€(gè)點(diǎn)到平衡位置的距離是相等如圖 2 所示為一列向右傳播的機(jī)械波，當(dāng)波源1 開(kāi)始振動(dòng)一個(gè)周期時(shí)，質(zhì)點(diǎn)9 剛好要開(kāi)始振動(dòng) . 再過(guò)一個(gè)周期，波將傳播到17 質(zhì)點(diǎn)第三節(jié)1. 波形圖若以橫坐標(biāo)x 表示在波的傳播方向上各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置，縱坐標(biāo)y 表示該時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)

8、偏離平衡位置的位移，規(guī)定位移的方向向上為正值，向下為負(fù)值，則在xoy 坐標(biāo)平面上，描出該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位置(x ，y )，用平滑曲線(xiàn)將各點(diǎn)連接起來(lái)，就得到這一時(shí)刻橫波的圖像.波的圖像有時(shí)也稱(chēng)為波形圖，簡(jiǎn)稱(chēng)波形.2. 正弦波：波形圖是 正弦曲線(xiàn) 的波，又稱(chēng)為正弦波 .3. 圖像的物理意義直觀地表明了離波源不同距離的各振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻的_位置波的圖像和振動(dòng)圖像的比較一、波的圖像的理解和應(yīng)用由波的圖像可獲取的信息1.直接讀出波長(zhǎng) . 若已知波速，可計(jì)算出周期、頻率.或已知周期、頻率可計(jì)算出波速.2.直接讀出該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移，間接判斷回復(fù)力、加速度情況.3. 介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振幅 .4. 已知波的傳播

9、方向，可知質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向；已知質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向，可知波的傳播方向.可編輯.二、波的圖像的畫(huà)法1. 特殊點(diǎn)法先找出兩點(diǎn) (平衡位置、波峰或波谷等特殊點(diǎn))并確定其運(yùn)動(dòng)方向，然后確定經(jīng)t 時(shí)間后這兩點(diǎn)所達(dá)到的位置，最后按正弦規(guī)律畫(huà)出新的波形.?該法適用于t n ?(n 1,2,3 ) 的情況 .2. 波形平移法在已知波的傳播速度的情況下，由x vt 可得經(jīng)t 時(shí)間后波向前移動(dòng)的距離x，把圖像沿傳播方向平移x 即得到相對(duì)應(yīng)的圖像.三、波的圖像與振動(dòng)圖像的比較1. 波的圖像描述的是介質(zhì)中的“各質(zhì)點(diǎn)”在“某一時(shí)刻”離開(kāi)平衡位置的位移；而振動(dòng)圖像描述的是“一個(gè)質(zhì)點(diǎn)”在“各個(gè)時(shí)刻”離開(kāi)平衡位置的位移.2. 橫、

10、縱坐標(biāo)所表示的物理量： 波的圖像中的橫坐標(biāo) x 表示介質(zhì)中各個(gè)振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置，縱坐標(biāo) y 表示各個(gè)振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在某時(shí)刻的位移； 振動(dòng)圖像的橫坐標(biāo) t 表示一個(gè)振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的時(shí)間，縱坐標(biāo)y 表示這個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)時(shí)各個(gè)不同時(shí)刻的位移.四、波的多解問(wèn)題1. 波具有時(shí)間和空間的周期性，傳播具有雙向性，所以關(guān)于波的問(wèn)題更容易出現(xiàn)多解.造成多解的主要因素有：(1) 時(shí)間間隔 t 與周期 t 的關(guān)系不明確；(2) 波的傳播距離x 與波長(zhǎng) 的關(guān)系不明確；(3) 波的傳播方向不確定 .2. 在解決波的問(wèn)題時(shí)，對(duì)題設(shè)條件模糊、沒(méi)有明確說(shuō)明的物理量，一定設(shè)法考慮其所有的可能性：(1) 質(zhì)點(diǎn)達(dá)到最大位移處，則有正向和負(fù)向

11、最大位移兩種可能；(2) 質(zhì)點(diǎn)由平衡位置開(kāi)始振動(dòng)，則有起振方向相反的兩種可能；(3) 只告訴波速不指明波的傳播方向，應(yīng)考慮沿兩個(gè)方向傳播的可能；(4) 只給出兩時(shí)刻的波形，則有多次重復(fù)出現(xiàn)的可能.第四節(jié)惠更斯原理波的反射和折射2. 波的折射(1) 定義：波在傳播過(guò)程中，從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，波傳播的方向發(fā)生偏折的現(xiàn)象叫做波的折射 .(2) 折射定律可編輯.波在介質(zhì)中發(fā)生折射時(shí)，入射線(xiàn)、法線(xiàn)、折射線(xiàn)( 即折射波線(xiàn) )在 _同一平面內(nèi)內(nèi)，入射線(xiàn)與折射線(xiàn)分別位于法線(xiàn)兩側(cè)，入射角的正弦值與折射角的正弦值之比等于波在第一種介質(zhì)中的傳播速度跟波在第二種介質(zhì)中的_傳播速度 _之比 .對(duì)給定的兩種介質(zhì)，

12、該比值為常數(shù) .v 1sin i1v 2 sin r= 2(3) 結(jié)論當(dāng) v 1 v 2 時(shí)， i r ，折射線(xiàn)偏向法線(xiàn) .當(dāng) v 1 v 2 時(shí)， i r ，折射線(xiàn)偏離法線(xiàn) .當(dāng)垂直界面入射(i0) 時(shí)， r 0 ，傳播方向不變，是折射中的特殊情況.特別提醒(1) 頻率 ( f ) 由波源決定，故無(wú)論是反射波還是折射波都與入射波的頻率相等， 即與波源的振動(dòng)頻率相同 .(2) 波速 ( v) 由介質(zhì)決定，故反射波與入射波在同一介質(zhì)中傳播，波速不變，折射波與入射波在不同種介質(zhì)中傳播，波速變化 .(3) 據(jù) v f知，波長(zhǎng) 與波速和頻率有關(guān)， 反射波與入射波，頻率相同，波速相同，故波長(zhǎng)相同，折射波

13、與入射波在不同介質(zhì)中傳播，頻率相同，波速不同，故波長(zhǎng)不同.1. 回聲測(cè)距(1) 當(dāng)聲源不動(dòng)時(shí)，聲波遇到了靜止的障礙物會(huì)返回來(lái)繼續(xù)傳播，反射波與入射波在同一介質(zhì)中傳播速度相同，因此，入射波和反射波在傳播距離一樣的情況下，用的時(shí)間相等， 設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間 t 聽(tīng)到回聲，則聲源距障礙物的距離為s v 聲.(2) 當(dāng)聲源以速度v 向靜止的障礙物運(yùn)動(dòng)或障礙物以速度v 向靜止的聲源運(yùn)動(dòng)時(shí)，聲源發(fā)聲時(shí)障礙物到聲源的距離為s (v 聲 v ).(3) 當(dāng)聲源以速度v 遠(yuǎn)離靜止的障礙物或障礙物以速度v 遠(yuǎn)離聲源時(shí)，聲源發(fā)聲時(shí)障礙物到聲源的距離為s ( v 聲 v ).2. 超聲波定位蝙蝠能發(fā)出超聲波，超聲波遇到障礙物

14、或捕食目標(biāo)時(shí)會(huì)被反射回來(lái)，蝙蝠就依據(jù)接收到的反射回來(lái)的超聲波來(lái)確定障礙物或目標(biāo)位置，從而確定飛行方向.另外海豚、雷達(dá)也是利用波的反射來(lái)定位和測(cè)速的.第五節(jié)第六節(jié)波的干涉衍射多普勒效應(yīng)1. 波的疊加原理在幾列波傳播的重疊區(qū)域內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)要同時(shí)參與由幾列波引起的振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)的總位移等于各列波單獨(dú)存在時(shí)在該處引起的振動(dòng)位移的矢量和.2. 理解(1) 如果介質(zhì)中某些質(zhì)點(diǎn)處于兩列波波峰與波峰、波谷與波谷相遇處，則振動(dòng)加強(qiáng)(填“加強(qiáng)”或“減弱”) ，合振幅將增大(填“增大” “不變”或“減小”).可編輯.(2) 如果質(zhì)點(diǎn)處于波峰與波谷相遇處，則振動(dòng)減弱(填“加強(qiáng)”或“減弱”)，合振幅 減小( 填“增大”“不變”

15、或“減小” ).1.波的干涉：頻率的兩列波疊加，使介質(zhì)中某些區(qū)域的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)始終加強(qiáng)，另一些區(qū)域的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)始終減弱，并且這兩種區(qū)域互相間隔、位置 不變 . 這種穩(wěn)定的疊加現(xiàn)象 ( 圖樣) 叫做波的干涉 .2.產(chǎn)生干涉的一個(gè)必要條件是兩列波的頻率必須相同 .3.波的干涉現(xiàn)象是在特殊條件下波的疊加 . 一切波 只要滿(mǎn)足一定條件都能發(fā)生干涉現(xiàn)象. 能發(fā)生干涉現(xiàn)象的兩個(gè)波源稱(chēng)為相干波源4. 加強(qiáng)點(diǎn) (區(qū) ) 和減弱點(diǎn) ( 區(qū) )(1) 加強(qiáng)點(diǎn)：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅等于兩列波的振幅之和，a _a1+a2_ .(2) 減弱點(diǎn)：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅等于兩列波的振幅之差， a _|?- ?|_，若兩列波振幅相同，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的

16、合振幅就等于零 .5. 干涉圖樣及其特征(1) 干涉圖樣：如圖 2 所示 .(2) 特征 加強(qiáng)區(qū)始終加強(qiáng)，減弱區(qū)始終減弱 (加強(qiáng)區(qū)與減弱區(qū)不隨時(shí)間變化 ).振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)和振動(dòng)減弱的點(diǎn)始終在以振源的頻率振動(dòng)，其振幅不變 (若是振動(dòng)減弱點(diǎn)，振幅小 )，但其位移隨時(shí)間發(fā)生變化.加強(qiáng)區(qū)與減弱區(qū)互相間隔且位置固定不變.對(duì)干涉理解干涉圖樣的特點(diǎn)：(1) 兩列頻率相同的波疊加，振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)始終加強(qiáng)，振動(dòng)減弱點(diǎn)始終減弱。(2) 振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)和振動(dòng)減弱點(diǎn)是間隔出現(xiàn)的。(3) 振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)是指振幅較大的點(diǎn)，振幅為兩列波振幅之和，振動(dòng)幅度大，但是位移可以為0 ，振動(dòng)減弱點(diǎn)振幅為兩列波振幅之差，振動(dòng)幅度小，若兩列波振幅相同

17、振動(dòng)減弱點(diǎn)振幅為0 ，則保持靜止不動(dòng)。(4) 干涉圖樣中，不只有振動(dòng)加強(qiáng)的質(zhì)點(diǎn)和振動(dòng)減弱的質(zhì)點(diǎn)。1. 波的衍射波能夠繞到障礙物的后面?zhèn)鞑サ默F(xiàn)象.2. 波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件當(dāng)縫的寬度或障礙物的尺寸大小與波長(zhǎng)相差不多或比波長(zhǎng)小時(shí)，就能看到明顯的衍射現(xiàn)象 .3. 波的衍射的普遍性可編輯.一切波都能發(fā)生衍射，衍射是波特有的現(xiàn)象.1. 衍射是波特有的現(xiàn)象，一切波都可以發(fā)生衍射.2. 波的衍射總是存在的，只有“明顯”與“不明顯”的差異，“障礙物或孔的尺寸比波長(zhǎng)小或跟波長(zhǎng)差不多”只是發(fā)生明顯衍射的條件.3. 波傳到小孔 ( 障礙物 ) 時(shí)，小孔 (障礙物 )仿佛一個(gè)新波源，由它發(fā)出與原來(lái)同頻率的波在孔(

18、 障礙物 ) 后傳播，就偏離了直線(xiàn)方向. 因此，波的直線(xiàn)傳播只是在衍射不明顯時(shí)的近似情況.多普勒效應(yīng)1. 定義：當(dāng)觀測(cè)者和波源之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀測(cè)者測(cè)得的頻率與波源頻率不同 .2. 成因(1) 波源 s 與觀測(cè)者 a 相對(duì)于介質(zhì)都靜止時(shí)， 觀測(cè)者單位時(shí)間內(nèi)接收到的完整波的數(shù)目與單位時(shí)間內(nèi)波源發(fā)出的相同，所以，觀測(cè)者接收到的頻率和波源的振動(dòng)頻率相同(2) 當(dāng)觀測(cè)者與波源兩者相互接近時(shí)，觀測(cè)者在單位時(shí)間內(nèi)接收到的完整波的數(shù)目增多，接收到的頻率將大于波源振動(dòng)的頻率.(3) 當(dāng)觀測(cè)者與波源兩者相互遠(yuǎn)離時(shí)，觀測(cè)者在單位時(shí)間內(nèi)接收到的完整波的數(shù)目減少，接收到的頻率將小于波源振動(dòng)的頻率.3. 應(yīng)用(1) 測(cè)量心臟血流速度；(2) 測(cè)定人造衛(wèi)星位置的變化；(3) 測(cè)定流體流速；(4) 檢查車(chē)速； (5)判斷遙遠(yuǎn)的天體相對(duì)于地球的運(yùn)動(dòng)速度.1. 多普勒效應(yīng)是波共有的特征，不僅機(jī)械波，光波和電磁波也都會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng).2. 發(fā)生多普勒效應(yīng)