高考物理知識點合集選修4振動和波動光

1、十五、選修3-4 振動和波動 光知識點1機(jī)械振動和機(jī)械波基礎(chǔ)回扣(一)機(jī)械振動.簡諧運(yùn)動的兩種模型彈簧質(zhì)量要忽略簡諧運(yùn)動無摩擦等阻力條件在彈簧彈性限度內(nèi)回復(fù)力彈簧的彈力提供 平衡位置彈簧處于原長處周期 t=2兀，與振幅無關(guān)能量轉(zhuǎn)化彈性勢能與動能的相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒單擺擺線為不可伸縮的輕細(xì)線無空氣阻力等最大擺角小于等于 5。矍鯉z心包登n更亞_如回a”.最低點T=2兀VL,與振幅、擺球質(zhì)量無關(guān)g重力勢能與動能的相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒說明：振動中的位移x都是以平衡位置為起點的，方向從平衡位置指向末位置，大小為這兩位置間的線段的長度。加速度與回復(fù)力的變化一致 ，在兩個“端點”最大，在平衡位置為零，方

2、向總是指向平衡位置。當(dāng)物體靠近平衡位置時，a、F、x都減小_,v增大；當(dāng)物體遠(yuǎn)離平 衡位置時,a、F、x都增大_,v減小。.簡諧運(yùn)動的表達(dá)式(1)動力學(xué)表達(dá)式：F=-kx,其中“-”表示回復(fù)力與位移的方向相反二(2)運(yùn)動學(xué)表達(dá)式:x=A sin(t+小)，其中A代表振幅 =2.兀.表示簡諧運(yùn)動的快慢,(cot+小)代表簡諧運(yùn)動的相位,小叫做初相。.簡諧運(yùn)動的圖像(1)從平衡位置開始計時，函數(shù)表達(dá)式為x=A sin cot,圖像如圖甲所示1 / 8(2)從最大位移處開始計時,函數(shù)表達(dá)式為x=A _ cos _ w t,圖像如圖乙所示.自由振動、受迫振動和共振的比較自由振動受力情況受回復(fù)力振動周期

3、由系統(tǒng)本身性質(zhì)決定，即固有周期或或頻率 固有頻率振動能量振動物體的機(jī)械能不變常見例子彈簧振子或單擺(擺角05。)(二)機(jī)械波1.機(jī)械波的傳播特點受迫振動共振受周期性驅(qū)動力受周期性驅(qū)動力由驅(qū)動力的周期或頻率決定，即T=T 3E或T 3E = T 固或 f 3E=f 固f=f 3E由產(chǎn)生驅(qū)動力的物體提供，機(jī)械能不守恒振動物體獲得的能量最大機(jī)器工作時底座發(fā)生的振動共振篩、轉(zhuǎn)速計等(1)波傳到任意一點，該點的起振方向都和波源的起振方向相同。(2)介質(zhì)中每個質(zhì)點都做受迫振動，因此，任二質(zhì)總的振動頻斐和同期都和波源的振動 頻率和周期相同。(3)波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)，由于介質(zhì)的情況不同，它的波長和波速

4、可能改變，但 頻率和周期都不會改變。(4)波經(jīng)過一個周期T完成一次全振動，波恰好向前傳播一個波長的距離，所以_v=?=2f.波的傳播方向與質(zhì)點振動方向的互判方法圖像內(nèi)容“上下 沿波的傳播方向，“上坡”時質(zhì)點向下振動，“下坡”時質(zhì)坡”法點向上振動“同側(cè)”波形圖上某點表示傳播方向和振動方向的箭頭在圖線同側(cè)法“微平 將波形沿傳播方向進(jìn)行微小的平移，再由對應(yīng)同一 x坐標(biāo)的移”法兩波形曲線上的點來判斷振動方向.波動圖像和振動圖像的理解和應(yīng)用圖像類型振動圖像波動圖像研究對象一振動質(zhì)點沿波傳播方向的所有質(zhì)點研究內(nèi)容一質(zhì)點的位移隨時間的變化規(guī)律某時刻所有質(zhì)點的空間分布規(guī)律圖像物理意義表示同一質(zhì)點在各時刻的位移

5、(1)質(zhì)點振動周期(2)質(zhì)點振幅圖像信息(3)某一質(zhì)點在各時刻的位移(4)某一質(zhì)點各時刻速度、加速度的方向圖像變化隨著時間推移，圖像延續(xù)，但已有形狀不變一完整曲線占橫坐表示一個周期標(biāo)的距離表示某時刻各質(zhì)點的位移(1)波長、振幅(2)任意一質(zhì)點在該時刻的位移任意一質(zhì)點在該時刻的加速度方向(4)傳播方向、振動方向的互判隨著時間推移，波形沿傳播方向平移表示一個波長.波傳播的周期性和多解性問題波動問題多解的主要因素周期性時間周期性：時間間隔A t與周期T的關(guān)系不明確?？臻g周期性：波傳播的距離Ax與波長人的關(guān)系不明確。一 1，一 一一1 _J一 U J . 一 U JU J -雙向性傳播方向雙向性：波的

6、傳搔方向丕碘定？振動方向雙向性：質(zhì)點振動方_包丕確定2.波的干涉現(xiàn)象波的干涉現(xiàn)象中加強(qiáng)點、減弱點的判斷方法公式法：某質(zhì)點的振動是加強(qiáng)還是減弱，取決于該點到兩相干波源的距離之差 A r 當(dāng)兩波源振動步調(diào)一致時若Ar=(2n+1)23=。2二二)，則振動減弱?當(dāng)兩波源振動步調(diào)相反時?玄Ar=(2n+1)23=。工2,.二:.則振動M強(qiáng)一;若A r=n入(n=0,1,2,)，則振動減弱。(2)圖像法：在某時刻波的干涉的波形圖上，波峰與波峰(或波谷與波谷)的交點，一定是加強(qiáng)點，而 波峰與波谷的交點一定是減弱點，各加強(qiáng)點或減弱點各自連接而成以兩波源為中心向外輻 射的連線，形成加強(qiáng)線和減弱線，兩種線互相間

7、隔，加強(qiáng)點與減弱點之間各質(zhì)點的振幅介于 加強(qiáng)點與減弱點的振幅之間。6.多普勒效應(yīng)的成因分析(1)接收頻率：觀察者接收到的頻率等于觀察者在單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)。(2)當(dāng)波源與觀察者相互靠近時，觀察者接收到的頻率變大，當(dāng)波源與觀察者相互遠(yuǎn)離 時,觀察者接收到的頻率變小。易錯辨析.將單擺擺球在平衡位置處回復(fù)力為零誤認(rèn)為合力為零。.應(yīng)用公式T=2冗 峭寸，誤將擺線長當(dāng)成擺長。.分不清物體做受迫振動的頻率、固有頻率、驅(qū)動力頻率.波的分析與計算時，不能正確把握周期性、雙向性。知識點2光的折射和全反射基礎(chǔ)回扣.光的折射定律表達(dá)式:職=ni2,式中n是比例常數(shù)(2)折射率物理意義：折射率僅反映介質(zhì)的

8、光學(xué)特性，折射率越大，說明光從真空斜射入該介質(zhì) 時偏折的角度越大，反之偏折的角度越小。定義式：n=Sn?!,不能說n與sin 9 1成正比，與sin 9 2成反比。折射率由介質(zhì)本身的 光學(xué)性質(zhì)和光的頻率決定。一 ?n=?因vc,故任何介質(zhì)的折射率總大于1.玻璃三棱鏡對光路的控制(1)光線兩次折射均向底面偏折。(2)各種色光的比較顏色紅橙黃綠藍(lán)靛紫頻率V低*高 TOC o 1-5 h z 同一介質(zhì)折射率小*大同一介質(zhì)中速度大*小波長大*小臨界角大*小通過棱鏡的偏折角小*大(3)在光的反射和全反射現(xiàn)象中，均遵循光的反射定律；光路均是可逆的。.全反射(1)條件:光從光登介質(zhì)朋回光境介質(zhì)；入射角人王等

9、于臨界角。(2)臨界角：折射角等于90時的入射角。若光從光密介質(zhì)(折射率為n)射向真空或空 氣時，發(fā)生全反射的臨界角為C,則sin C,介質(zhì)的折射率越大，發(fā)生全反射的臨界角越小a 光導(dǎo)纖維：利用光的會反射原理工作。.光的干涉和衍射比較干涉衍射圖科特點在光重疊區(qū)域出現(xiàn)加強(qiáng)或減弱的現(xiàn)象 現(xiàn)象間的條紋產(chǎn)生條件兩束光頻率相同、相位差恒定典型實驗楊氏雙縫干涉實驗條紋寬度條紋寬度相疊s “、工人一一 一、同 條紋間距相鄰明(或暗)條紋等間距亮度情況清晰條紋，亮度基本相同,即出現(xiàn)明暗相光繞過障礙物偏離直線傳播的現(xiàn)象障礙物或孔的尺寸與光的波長差不多或比光的波長小時，能產(chǎn)生明顯衍射單縫衍射(圓孔衍射、不透明圓盤

10、衍射)實驗條紋寬度不等，中央最靠_各相鄰條紋間距不等中央條紋最亮，兩邊變暗相同點 干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象；干涉、衍射圖樣中都有明暗相間的條紋.薄膜干涉(1)相干光來自于薄膜的前、后表面(或上、下表面)反射回來的兩列反射光。(2)薄膜干涉的應(yīng)用：增透膜，檢查工件的平整度。.產(chǎn)生明、暗條紋的條件(1)單色光光的路程差r2-ri=k(k=0,1,2,)，光屏上出現(xiàn)明條紋。光的路程差r2-r i=(2k+1) ?(k=0,1,2,)，光屏上出現(xiàn)暗條紋 2(2)白光：光屏上出現(xiàn)彩色條紋。 相鄰亮(暗)條紋中心間距公式：Ax=?；入。.自然光和偏振光的比較偏振光自然光通過偏振片后的光自然光(非偏振光)

11、光的直接從太陽、電燈等普通光源發(fā)出的光來源光的振在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光振動沿任意方向，且沿在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光沿特定方向振動動方向各個方向光振動的強(qiáng)度相同易錯辨析.誤以為n與sin 0 1成正比，與sin 0 2成反比。.對岸上人看水中魚和潛水員看高空中鳥的兩種視深問題分不清。.研究全反射問題時，不能區(qū)分光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)。.分不清干涉圖樣和衍射圖樣。知識點3光的波動性、電磁波、相對論基礎(chǔ)回扣.麥克斯韋電磁場理論：變化叫假場能夠在周圍空間產(chǎn)生電場，變化的電場能夠在周圍 空間產(chǎn)生磁場。.電磁波(1)電磁場在空間由近及遠(yuǎn)地向周圍傳播，形成電磁波。(2)電磁波的傳播不需要介且，

12、可在真空中傳播，在真空中不同頻率的電磁波傳播速度 是柑笠的(都等于光速)。(3)不同頻率的電磁波，在同一介質(zhì)中傳播，其速度是不同的，頻率越高，波速越小。(4)v=入f,f是電磁波的頻率。.電磁波的發(fā)射(1)發(fā)射條件：開放電路和高頻振蕩信號。(2)調(diào)制方法調(diào)幅:使高頻電磁波的振幅隨信號的強(qiáng)弱而變。調(diào)幅廣播(AM)一般使用中波和短波波段。調(diào)頻:使高頻電磁波的頻望,隨信號的強(qiáng)弱而變。調(diào)頻廣播(FM)和電視廣播都采用調(diào)頻的方法調(diào)制。.無線電波的接收(1)當(dāng)接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相等時,激起的振蕩電流最強(qiáng)，這 就是電諧振現(xiàn)象。(2)使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程叫做調(diào)調(diào)2,能夠調(diào)諧的接收電

13、路叫做調(diào)諧電路。(3)使聲音或圖像信號從高頻電流中還原出來，這個過程是調(diào)制的逆過程，所以叫解調(diào)c 調(diào)幅波的解調(diào)也叫檢波。.電磁波譜波譜電波紅外線可見光紫外線熱作用熒光效應(yīng)電子引起作用技術(shù)遙感視覺合成維生素D,促進(jìn)鈣吸收無線X射線丫射線穿透作用穿透作穿透作用較強(qiáng)用很強(qiáng)遙控殺菌消毒人體探傷辨別偽鈔透視規(guī)律波長逐漸減小，頻率逐漸增大(從左向右)波動性逐漸減弱，粒子性逐漸增強(qiáng)6.機(jī)械波與電磁波對比機(jī)械波對象研究力學(xué)現(xiàn)象周期性變化位移隨時間和空間做周期性變化的物理量電磁波研究電磁現(xiàn)象電場E和磁場B隨時間和空間做周期性變化傳播需要介質(zhì)，波速與介質(zhì)有關(guān)，與頻率無關(guān)，分橫波和縱傳播不需要介質(zhì)，在真空中波速總是 c,在介質(zhì)中傳播時，波 傳播波兩種，傳播機(jī)械能速與介質(zhì)及頻率都有關(guān)系。電磁波都是橫波，傳播電磁能特性v=3,都會發(fā)生反射、折射、干涉、衍射、多普勒效應(yīng)無線電波由振蕩電路產(chǎn)生 ；光也是電磁波的一種，由原子能產(chǎn)生 由質(zhì)點(波源)的振動產(chǎn)生級躍遷發(fā)出.激光的三個特點