章節(jié)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)-高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修三選修一選修二

第第頁(yè)《電能能量守恒定律》知識(shí)點(diǎn)第一節(jié)電路中的能量轉(zhuǎn)化一、電功和電功率1．電功和電功率：W＝UIt是電功的計(jì)算式，P＝UI是電功率的計(jì)算式，適用于任何電路．2．電熱和熱功率：Q＝I2Rt是電熱的計(jì)算式，P熱＝I2R是熱功率的計(jì)算式，可以計(jì)算任何電路產(chǎn)生的電熱和熱功率．三、電路中的能量轉(zhuǎn)化1．純電阻電路：電流通過(guò)純電阻電路做功時(shí)，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．2．非純電阻電路：含有電動(dòng)機(jī)或電解槽等的電路稱為非純電阻電路．在非純電阻電路中，電流做功將電能除了部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外，還轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或化學(xué)能等其他形式的能．3．純電阻電路和非純電阻電路的比較純電阻電路非純電阻電路舉例白熾燈、電爐、電熨斗、電飯鍋電動(dòng)機(jī)、電解槽能量轉(zhuǎn)化情況電功和電熱的關(guān)系W＝Q即IUt＝I2RtW＝Q＋E其他UIt＝I2Rt＋E其他電功率和熱功率的關(guān)系P＝P熱即IU＝I2RP＝P熱＋P其他即IU＝I2R＋P其他歐姆定律是否成立U＝IR，I＝eq\f(U,R)成立U＞IR，I＜eq\f(U,R)不成立說(shuō)明W＝UIt、P電＝UI適用于任何電路計(jì)算電功和電功率．Q＝I2Rt、P熱＝I2R適用于任意電路計(jì)算電熱和熱功率．只有純電阻電路滿足W＝Q，P電＝P熱；非純電阻電路W>Q，P電>P熱注意：解決電動(dòng)機(jī)問(wèn)題的一般方法(1)電動(dòng)機(jī)兩端的電壓UM、通過(guò)的電流IM的求解是關(guān)鍵，但由于不是純電阻電路不滿足歐姆定律，UM、IM都是利用電路規(guī)律間接求解的．(2)對(duì)電動(dòng)機(jī)，求電功率P電＝IMUM，求熱功率P熱＝Ieq\o\al(2,M)r，求輸出機(jī)械功率P出＝P電－P熱．(3)求電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率還可用P出＝F牽v.第二節(jié)閉合電路的歐姆定律一、電動(dòng)勢(shì)1．閉合電路：由導(dǎo)線、電源和用電器連成的電路叫作閉合電路．2．電源(1)作用：把正電荷從負(fù)極搬運(yùn)到正極的過(guò)程中，非靜電力做功，使電荷的電勢(shì)能增加．(2)概念：電源是通過(guò)非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的裝置．3．電動(dòng)勢(shì)(1)物理意義：表征電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能本領(lǐng)大小的物理量．(2)定義：非靜電力所做的功與所移動(dòng)的電荷量之比叫作電動(dòng)勢(shì)，用E表示，即E＝eq\f(W,q)．非靜電力移送相同電荷量的電荷做功越多，則電動(dòng)勢(shì)越大．(3)單位：與電勢(shì)、電勢(shì)差的單位相同，為伏特．(4)大小的決定因素：由電源中非靜電力的特性決定，跟外電路無(wú)關(guān)，對(duì)于常用的干電池來(lái)說(shuō)，跟電池的體積無(wú)關(guān)．注意:公式E＝eq\f(W,q)是電動(dòng)勢(shì)的定義式而不是決定式，E的大小與W和q無(wú)關(guān)，是由電源自身的性質(zhì)決定的，不同種類的電源電動(dòng)勢(shì)大小不同．二、閉合電路歐姆定律及其能量分析1．閉合電路的組成及電勢(shì)變化(1)內(nèi)電路：如圖所示，電源內(nèi)部的電路叫內(nèi)電路，電源的電阻叫內(nèi)電阻．內(nèi)電路中電流由電源負(fù)極流向正極，沿電流方向電勢(shì)升高．(2)外電路：電源外部的電路叫外電路，外電路的電阻稱為外電阻，在外電路中電流由電源正極流向負(fù)極，沿電流方向電勢(shì)降低．2．閉合電路的歐姆定律(1)內(nèi)容：閉合電路的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比．(2)表達(dá)式：I＝eq\f(E,R＋r).(3)表達(dá)式也可以寫為：E＝U外＋U內(nèi)，即電源的電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路電勢(shì)降落之和．注意：閉合電路歐姆定律的幾種表達(dá)形式(1)I＝eq\f(E,R＋r)、E＝IR＋I(xiàn)r只適用于外電阻為純電阻的閉合電路．(2)U外＝E－Ir，E＝U外＋U內(nèi)適用于任意閉合電路．三、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系1．路端電壓的表達(dá)式：U＝E－Ir．電源的U－I圖像：如圖所示是一條傾斜的直線，圖像中縱軸截距表示電源電動(dòng)勢(shì)E，橫軸截距等于短路電流I0(縱、橫坐標(biāo)都從零開始)，斜率的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻．2．路端電壓隨外電阻(純電阻)的變化規(guī)律(1)當(dāng)外電阻R減小時(shí)，由I＝eq\f(E,R＋r)可知電流I增大，路端電壓U＝E－Ir減小．(2)當(dāng)外電阻R增大時(shí)，由I＝eq\f(E,R＋r)可知電流I減小，路端電壓U＝E－Ir增大．(3)兩種特殊情況①斷路：當(dāng)外電路斷開時(shí)，電流I為0，U＝E．即斷路時(shí)的路端電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)．②短路：當(dāng)電源兩端短路時(shí)，外電阻R＝0，此時(shí)I＝eq\f(E,r).補(bǔ)充:閉合電路歐姆定律的應(yīng)用類型一閉合電路的動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題分析方法：局部→整體→局部①分析電路，明確各部分電路的串、并聯(lián)關(guān)系及電流表或電壓表的測(cè)量對(duì)象；②由局部電阻變化判斷總電阻的變化；③由I＝eq\f(E,R＋r)判斷總電流的變化；④據(jù)U＝E－Ir判斷路端電壓的變化；⑤由歐姆定律及串、并聯(lián)的規(guī)律判斷各部分電路電壓及電流的變化．類型二閉合電路的功率和效率1．電源的總功率P總＝EI；電源內(nèi)耗功率P內(nèi)＝U內(nèi)I＝I2r；電源輸出功率P出＝U外I.2.對(duì)于純電阻電路，電源的輸出功率P出＝I2R＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(E,R＋r)))eq\s\up12(2)R＝eq\f(E2,\f(（R－r）2,R)＋4r)，當(dāng)R＝r時(shí)，電源的輸出功率最大，其最大輸出功率為P＝eq\f(E2,4r).電源輸出功率隨外電阻的變化曲線如圖所示．3．電源的效率：指電源的輸出功率與電源的總功率之比，即η＝eq\f(P出,P總)＝eq\f(IU,IE)＝eq\f(U,E).對(duì)于純電阻電路，電源的效率η＝eq\f(I2R,I2（R＋r）)＝eq\f(R,R＋r)＝eq\f(1,1＋\f(r,R))，所以當(dāng)R增大時(shí)，效率η提高．當(dāng)R＝r(電源有最大輸出功率)時(shí)，效率僅為50%，效率并不高．類型三含容電路的分析與計(jì)算1．首先確定電路的連接關(guān)系及電容器和哪部分電路并聯(lián)．電路穩(wěn)定后，電容器所在支路無(wú)電流通過(guò)，所以在此支路中的電阻上無(wú)電壓，因此電容器兩極板間的電壓就等于該支路兩端的電壓．2．當(dāng)電容器和電阻并聯(lián)后接入電路時(shí)，電容器兩極板間的電壓與其并聯(lián)電阻兩端的電壓相等．根據(jù)歐姆定律求并聯(lián)部分的電壓即為電容器兩極板間的電壓．3．電路的電流、電壓變化時(shí)，將會(huì)引起電容器的充、放電．如果電容器兩端電壓升高，電容器將充電；如果電壓降低，電容器將通過(guò)與它連接的電路放電．根據(jù)公式Q＝CU或ΔQ＝CΔU，求電荷量及其變化量．第三節(jié)實(shí)驗(yàn)：電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量一、實(shí)驗(yàn)原理1．原理圖如圖所示．2．原理：通過(guò)改變滑動(dòng)變阻器的阻值，用電壓表和電流表測(cè)出每種狀態(tài)(最少兩種)下的U、I值，列出兩個(gè)方程，即可求出電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r.即eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(E＝U1＋I(xiàn)1r,E＝U2＋I(xiàn)2r))聯(lián)立求解可得eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(E＝\f(I2U1－I1U2,I2－I1),r＝\f(U1－U2,I2－I1)))三、實(shí)驗(yàn)器材被測(cè)電池(干電池)、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)和導(dǎo)線等．四、實(shí)驗(yàn)步驟1．確定電流表、電壓表的量程，按電路原理圖把器材連接好，如圖所示．2．把變阻器的滑片移到一端使阻值最大．3．閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)，記錄一組電流表和電壓表的示數(shù)，用同樣的方法測(cè)量并記錄幾組I和U的值．4．?dāng)嚅_開關(guān)，整理好器材．五、數(shù)據(jù)處理1．代數(shù)法：運(yùn)用方程組eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(E＝U1＋I(xiàn)1r,E＝U2＋I(xiàn)2r))求解E和r.為了減小實(shí)驗(yàn)的偶然誤差，應(yīng)該利用U、I值多求幾組E和r的值，算出它們的平均值．2．圖像法：對(duì)于E、r一定的電源，路端電壓U與通過(guò)干路的電流I的U－I圖像是一條直線，這條直線與縱軸U的交點(diǎn)表示電源的電動(dòng)勢(shì)E，與橫軸I的交點(diǎn)表示短路電流，圖線斜率的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻r.在讀圖時(shí)應(yīng)注意圖像的縱坐標(biāo)是否是從零開始的，若從零開始，如圖甲所示，則r＝eq\f(E,I0)，若不是從零開始，如圖乙所示，則r＝eq\f(E－U1,I1).六、注意事項(xiàng)1．為使電池的路端電壓有明顯變化，應(yīng)選取內(nèi)阻較大的舊干電池和內(nèi)阻較大的電壓表．2．實(shí)驗(yàn)中不能將電流調(diào)得過(guò)大，且讀數(shù)要快，讀完后立即切斷電源，防止干電池大電流放電時(shí)內(nèi)阻r的明顯變化．3．若干電池的路端電壓變化不很明顯，作圖像時(shí)，縱軸單位可取得小一些，且縱軸起點(diǎn)可不從零開始．如圖所示，此時(shí)圖線與縱軸交點(diǎn)仍為電池的電動(dòng)勢(shì)E，但圖線與橫軸交點(diǎn)不再是短路電流，內(nèi)阻要在直線上取較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)用r＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,ΔI)))求出．4．為了提高測(cè)量的精確度，在實(shí)驗(yàn)中I、U的變化范圍要大一些，計(jì)算E、r時(shí)，U1和U2、I1和I2的差值要大一些．七、誤差分析1．偶然誤差：主要來(lái)源于電壓表和電流表的讀數(shù)以及作U－I圖像時(shí)描點(diǎn)不很準(zhǔn)確．2．系統(tǒng)誤差(1)電流表內(nèi)接時(shí)電路如圖甲所示，產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)誤差的原因是電壓表的分流，測(cè)量值與真實(shí)值的關(guān)系為：E測(cè)<E真；r測(cè)<r真．(2)電流表外接時(shí)電路如圖乙所示，產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)誤差的原因是電流表的分壓，測(cè)量值與真實(shí)值的關(guān)系為：E測(cè)＝E真；r測(cè)>r真．八、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新(測(cè)電源E、r的其他方案)創(chuàng)新方案一：伏阻法測(cè)電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻1．電路圖：如圖所示．2．實(shí)驗(yàn)原理：E＝U＋eq\f(U,R)r3．?dāng)?shù)據(jù)處理(1)計(jì)算法：由eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(E＝U1＋\f(U1,R1)r,E＝U2＋\f(U2,R2)r))解方程組可求得E和r.(2)圖像法：由E＝U＋eq\f(U,R)r得：eq\f(1,U)＝eq\f(1,E)＋eq\f(r,E)·eq\f(1,R).故eq\f(1,U)－eq\f(1,R)圖像的斜率k＝eq\f(r,E)，縱軸截距為eq\f(1,E)，如圖．由圖像的斜率和截距求解．創(chuàng)新方案二：安阻法測(cè)電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻1．電路圖：如圖所示．2．實(shí)驗(yàn)原理：E＝IR＋I(xiàn)r.3．?dāng)?shù)據(jù)處理(1)計(jì)算法：由eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(E＝I1R1＋I(xiàn)1r,E＝I2R2＋I(xiàn)2r))解方程組求得E、r.(2)圖像法：由E＝I(R＋r)得：eq\f(1,I)＝eq\f(1,E)R＋eq\f(r,E)eq\f(1,I)－R圖像的斜率k＝eq\f(1,E)，縱軸截距為eq\f(r,E)(如圖甲)又R＝E·eq\f(1,I)－rR－eq\f(1,I)圖像的斜率k＝E，縱軸截距為－r(如圖乙)．由圖像的斜率和截距求解．第四節(jié)能源與可持續(xù)發(fā)展一、能量守恒定律能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的總量保持不變．二、能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的方向性1．在自然界中，能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程有些是可以自然發(fā)生的，有些則不能．2．能量的耗散表明，在能源的利用過(guò)程中，能量在數(shù)量上雖未減少，但在可利用的品質(zhì)上降低了，從便于利用的能源變成不便于利用的能源．3．能量的耗散是從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的宏觀過(guò)程具有方向性．三、能源的分類與應(yīng)用1．不可再生能源：煤炭、石油和天然氣．2．可再生能源：水能、風(fēng)能、潮汐能等．《電磁感應(yīng)與電磁波初步》知識(shí)點(diǎn)第3節(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用一、劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)1．奧斯特發(fā)現(xiàn)的電流的磁效應(yīng)，震動(dòng)了整個(gè)科學(xué)界，它證實(shí)電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象是有聯(lián)系的．2．1831年，法拉第領(lǐng)悟到“磁生電”，把這種現(xiàn)象定名為電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫作感應(yīng)電流．二、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：當(dāng)穿過(guò)閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，閉合導(dǎo)體回路中就產(chǎn)生感應(yīng)電流．【核心深化】感應(yīng)電流產(chǎn)生條件的理解(1)不論什么情況，只要滿足電路閉合和磁通量發(fā)生變化這兩個(gè)條件，就必然產(chǎn)生感應(yīng)電流．(2)只要產(chǎn)生了感應(yīng)電流，那么電路一定是閉合的，穿過(guò)該電路的磁通量也一定發(fā)生了變化．ΔΦ與Φ的區(qū)別ΔΦ與Φ意義不同，大小也沒(méi)有必然的聯(lián)系．感應(yīng)電流的產(chǎn)生與Φ無(wú)關(guān)，只取決于Φ的變化，即與ΔΦ有關(guān)．磁通量變化的幾種情形：(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，有效面積S發(fā)生變化．如圖(a)所示．(2)有效面積S不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度B發(fā)生變化．如圖(b)所示．(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度B和有效面積S都不變，它們之間的夾角發(fā)生變化．如圖(c)所示．三、電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用生產(chǎn)、生活中廣泛使用的變壓器、電磁爐等也是根據(jù)電磁感應(yīng)制造的．第4節(jié)電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用第5節(jié)能量量子化一、電磁場(chǎng)1．麥克斯韋認(rèn)為：(1)變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)；(2)變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)．2．變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)總是相互聯(lián)系的，形成一個(gè)不可分割的統(tǒng)一的電磁場(chǎng)．二、電磁波1．麥克斯韋預(yù)言空間存在電磁波并推算電磁波的速度等于光速．2．赫茲通過(guò)實(shí)驗(yàn)捕捉到了電磁波，證實(shí)了麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論．三、電磁波譜1．波速c、波長(zhǎng)λ、頻率f三者之間的關(guān)系是波速＝波長(zhǎng)×頻率．c＝λf．2．電磁波譜：按電磁波的波長(zhǎng)或頻率大小的順序排列成譜，叫做電磁波譜。按照波長(zhǎng)從長(zhǎng)到短依次排列為無(wú)線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線.不同的電磁波由于具有不同的波長(zhǎng)(頻率)，才具有不同的特性.四、電磁波的能量電磁波具有能量，電磁波是一種物質(zhì)．五、電磁波的通信1．互聯(lián)網(wǎng)信息通過(guò)電磁波來(lái)傳遞．2．電磁波攜帶的信息既可以有線傳播，也可以無(wú)線傳播．六、熱輻射1．定義：一切物體都在輻射電磁波，這種輻射與物體的溫度有關(guān)，所以叫作熱輻射．輻射強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布情況隨物體的溫度而有所不同．2．黑體：某種物體能夠完全吸收入射的各種波長(zhǎng)的電磁波而不發(fā)生反射，這種物體叫作黑體．七、能量子1．定義：振動(dòng)著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整數(shù)倍，這個(gè)不可再分的最小能量值ε叫作能量子．該能量子假設(shè)理論由普朗克提出.2．能量子ε＝hν，其中ν是電磁波的頻率，h是一個(gè)常量，稱為普朗克常量．3．愛因斯坦把普朗克的能量子假設(shè)進(jìn)行了推廣，認(rèn)為光本身就是由一個(gè)個(gè)不可分割的能量子組成的，頻率為ν的光的能量子為hν，這些能量子叫作光子．八、能級(jí)1．定義：原子的能量是量子化的．這些量子化的能量值叫作能級(jí)．2．原子處于能量最低的狀態(tài)，這是最穩(wěn)定的．3．原子從高能態(tài)向低能態(tài)躍遷時(shí)放出的光子的能量，等于前后兩個(gè)能級(jí)之差．【核心深化1】1．麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論(1)電磁場(chǎng)理論的核心之一：變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)如圖所示，在變化的磁場(chǎng)中放一個(gè)閉合電路，電路里會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，其實(shí)質(zhì)是變化的磁場(chǎng)在它周圍產(chǎn)生了電場(chǎng)，電路中的自由電荷在電場(chǎng)力作用下做定向運(yùn)動(dòng)，形成了感應(yīng)電流，即使在變化的磁場(chǎng)周圍沒(méi)有閉合電路同樣可以產(chǎn)生電場(chǎng)．(2)電磁場(chǎng)理論的核心之二：變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)麥克斯韋認(rèn)為：由電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象的相似性和變化的磁場(chǎng)能產(chǎn)生電場(chǎng)的觀點(diǎn)猜想變化的電場(chǎng)就像導(dǎo)線中的電流一樣，會(huì)在空間產(chǎn)生磁場(chǎng)．根據(jù)麥克斯韋理論，在給電容器充電的時(shí)候，不僅導(dǎo)體中的電流要產(chǎn)生磁場(chǎng)，而且在電容器兩極板間變化著的電場(chǎng)周圍也要產(chǎn)生磁場(chǎng)．(如圖所示)2．對(duì)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的理解(1)恒定的電場(chǎng)不產(chǎn)生磁場(chǎng)．(2)恒定的磁場(chǎng)不產(chǎn)生電場(chǎng)．(3)均勻變化的磁場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)．(4)均勻變化的電場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)．(5)周期性變化的電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的周期性變化的磁場(chǎng)．(6)周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的周期性變化的電場(chǎng)．【核心深化2】1．一般物體與黑體的比較熱輻射特點(diǎn)吸收、反射特點(diǎn)一般物體輻射電磁波的情況與溫度、材料的種類及表面狀況有關(guān)既吸收又反射，其能力與材料的種類及入射波長(zhǎng)等因素有關(guān)黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體的溫度有關(guān)完全吸收各種入射電磁波，不反射2.隨著溫度的升高，黑體輻射的各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有增加，且輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)．【核心深化3】1．物體在發(fā)射或接收能量的時(shí)候，只能從某一狀態(tài)“飛躍”地過(guò)渡到另一狀態(tài)，而不可能停留在不符合這些能量的任何一個(gè)中間狀態(tài)．2．在宏觀尺度內(nèi)研究物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)我們可以認(rèn)為：物體的運(yùn)動(dòng)是連續(xù)的，能量變化是連續(xù)的，不必考慮量子化；在研究微觀粒子時(shí)必須考慮能量量子化．3．能量子的能量ε＝hν，其中h是普朗克常量，ν是電磁波的頻率．【核心深化4】電磁波的特性及應(yīng)用1.無(wú)線電波：波長(zhǎng)大于1mm(頻率小于300GHz)的電磁波是無(wú)線電波，主要用于通信、廣播及其他信號(hào)傳輸.2.紅外線(1)紅外線是一種光波，波長(zhǎng)比無(wú)線電波短，比可見光長(zhǎng)，不能引起人的視覺.(2)所有物體都發(fā)射紅外線，熱物體的紅外輻射比冷物體的紅外輻射強(qiáng).(3)紅外線主要用于紅外遙感和紅外高速攝影.3.可見光：可見光的波長(zhǎng)在760nm到400nm之間.4.紫外線(1)波長(zhǎng)范圍在5nm到370nm之間，不能引起人的視覺.(2)具有較高的能量，應(yīng)用于滅菌消毒，具有較強(qiáng)的熒光效應(yīng)，用來(lái)激發(fā)熒光物質(zhì)發(fā)光.5.X射線和γ射線(1)X射線頻率比紫外線高，穿透力較強(qiáng)，用來(lái)檢查工業(yè)部件有無(wú)裂紋或氣孔，醫(yī)學(xué)上用于人體透視.(2)γ射線頻率比X射線還要高，具有很高的能量，穿透能力很強(qiáng)，醫(yī)學(xué)上用來(lái)治療某些癌癥，工業(yè)上用于探測(cè)金屬部件內(nèi)部是否有缺陷.各種電磁波的共性1.在本質(zhì)上都是電磁波，遵循相同的規(guī)律，各波段之間的區(qū)別并沒(méi)有絕對(duì)的意義.2.都遵循公式v＝λf，在真空中的傳播速度都是c＝3×108m/s.3.傳播都不需要介質(zhì).4.都能發(fā)生反射、折射、衍射和干涉現(xiàn)象.《第一章動(dòng)量守恒定律》知識(shí)點(diǎn)動(dòng)量1．動(dòng)量(1)定義：物體的質(zhì)量與速度的乘積。(2)表達(dá)式：p＝mv。(3)方向：動(dòng)量的方向與瞬時(shí)速度的方向相同。2．動(dòng)量的變化(1)因?yàn)閯?dòng)量是矢量，動(dòng)量的變化量Δp也是矢量，其方向與速度的改變量Δv的方向相同。(2)動(dòng)量的變化量Δp的大小，一般用末動(dòng)量p′減去初動(dòng)量p進(jìn)行計(jì)算，也稱為動(dòng)量的增量。即Δp＝p′－p。二、沖量(1)定義：力與力的作用時(shí)間的乘積叫做力的沖量。(2)公式：I＝Ft。(3)方向：恒力沖量的方向與力的方向相同，變力的沖量方向與動(dòng)量變化量的方向相同。三、動(dòng)量定理1．內(nèi)容：物體在一個(gè)過(guò)程中所受合力的沖量等于它在這個(gè)過(guò)程始末的動(dòng)量變化量。2．公式：F合(t′－t)＝mv′－mv或I合＝p′－p。3．動(dòng)量定理的理解(1)動(dòng)量定理反映了力的沖量與動(dòng)量變化量之間的因果關(guān)系，即外力的沖量是原因，物體的動(dòng)量變化量是結(jié)果。(2)動(dòng)量定理中的沖量是合力的沖量，而不是某一個(gè)力的沖量，它可以是合力的沖量，可以是各力沖量的矢量和，也可以是外力在不同階段沖量的矢量和。(3)動(dòng)量定理表達(dá)式是矢量式，等號(hào)包含了大小相等、方向相同兩方面的含義。四、動(dòng)量守恒定律1．相互作用的兩個(gè)或幾個(gè)物體組成一個(gè)整體，稱為系統(tǒng)。系統(tǒng)內(nèi)部物體間的相互作用，稱為內(nèi)力。系統(tǒng)以外的物體對(duì)系統(tǒng)以內(nèi)的物體施加的作用力稱為外力。2．內(nèi)容：如果一個(gè)系統(tǒng)不受外力，或者所受外力的矢量和為零，這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變。3．表達(dá)式(1)p＝p′，系統(tǒng)相互作用前總動(dòng)量p等于相互作用后的總動(dòng)量p′。(2)m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′，相互作用的兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)，作用前的動(dòng)量和等于作用后的動(dòng)量和。(3)Δp1＝－Δp2，相互作用的兩個(gè)物體動(dòng)量的變化量等大反向。(4)Δp＝0，系統(tǒng)總動(dòng)量的增量為零。4．適用條件(1)理想條件：系統(tǒng)不受外力。(2)實(shí)際條件：系統(tǒng)所受外力的矢量和為零。(2)近似條件：系統(tǒng)內(nèi)各物體間相互作用的內(nèi)力遠(yuǎn)大于它所受到的外力。(3)推廣條件：如果系統(tǒng)在某一方向上所受外力的矢量和為零，則系統(tǒng)在這一方向上動(dòng)量守恒。5．利用動(dòng)量守恒定律與牛頓運(yùn)動(dòng)定律兩種解題方法的對(duì)比(1)應(yīng)用過(guò)程：牛頓運(yùn)動(dòng)定律涉及碰撞過(guò)程中的力，而動(dòng)量守恒定律只涉及初末兩個(gè)狀態(tài)，與過(guò)程中力的細(xì)節(jié)無(wú)關(guān)。(2)當(dāng)力的形式很復(fù)雜，甚至是變化的時(shí)候，應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決起來(lái)很復(fù)雜，甚至不能求解，此時(shí)應(yīng)用動(dòng)量守恒定律，問(wèn)題往往能大大簡(jiǎn)化。注意牛頓運(yùn)動(dòng)定律只適用于宏觀低速問(wèn)題，不適用于微觀高速問(wèn)題。而動(dòng)量守恒定律既適用于低速宏觀，也適用于高速微觀問(wèn)題。五、實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律方案一：研究氣墊導(dǎo)軌上的滑塊碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒(1)質(zhì)量的測(cè)量：用天平測(cè)量．(2)速度的測(cè)量：v＝eq\f(Δx,Δt)，Δx為滑塊上擋光片的寬度，Δt為滑塊的擋光片經(jīng)過(guò)光電門的)時(shí)間．方案二：研究等長(zhǎng)懸線懸掛等大小的球碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒(1)質(zhì)量的測(cè)量：用天平測(cè)量．(2)速度的測(cè)量：可以測(cè)量小球被拉起的角度，從而算出碰撞前對(duì)應(yīng)小球的速度；測(cè)量被碰小球擺起的角度，算出碰撞后對(duì)應(yīng)小球的速度．方案三：研究斜槽末端小球碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn)原理：讓一個(gè)質(zhì)量較大的小球從斜槽上某一位置由靜止?jié)L下，與放在斜槽末端的另一個(gè)大小相同、質(zhì)量較小的小球發(fā)生碰撞，之后兩小球都做平拋運(yùn)動(dòng)。(1)質(zhì)量的測(cè)量：用天平測(cè)量質(zhì)量。(2)速度的測(cè)量：由于兩小球下落的高度相同，所以它們的飛行時(shí)間相等。如果用小球的飛行時(shí)間作時(shí)間單位，那么小球飛出的水平距離在數(shù)值上就等于它的水平速度。因此，只需測(cè)出兩小球的質(zhì)量m1、m2和不放被碰小球時(shí)入射小球落地時(shí)飛行的水平距離lOP，以及碰撞后入射小球與被碰小球落地時(shí)飛行的水平距離lOM和lON。數(shù)據(jù)分析：在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，m1lOP＝m1lOM＋m2lON，即碰撞過(guò)程系統(tǒng)動(dòng)量守恒。六、碰撞1．碰撞的分類(1)按碰撞過(guò)程中機(jī)械能是否損失分類①?gòu)椥耘鲎玻号鲎策^(guò)程中機(jī)械能守恒，即碰撞前后系統(tǒng)的總動(dòng)能不變，Ek1＋Ek2＝Ek1′＋Ek2′。②非彈性碰撞：碰撞過(guò)程中機(jī)械能不守恒，即碰撞后系統(tǒng)的總動(dòng)能小于碰撞前系統(tǒng)的總動(dòng)能，Ek1′＋Ek2′<Ek1＋Ek2。③完全非彈性碰撞：碰撞后兩物體粘在一起，具有相同的速度，這種碰撞動(dòng)能損失最大。(2)按碰撞前后，物體的運(yùn)動(dòng)方向是否沿同一條直線①對(duì)心碰撞(正碰)：碰撞前后，物體的運(yùn)動(dòng)方向在同一條直線上。②非對(duì)心碰撞(斜碰)：碰撞前后，物體的運(yùn)動(dòng)方向不在同一條直線上。(高中階段只研究正碰)2．對(duì)動(dòng)踫靜的彈性正碰的討論在光滑水平面上，質(zhì)量為m1的小球以速度v1與質(zhì)量為m2的靜止小球發(fā)生彈性正碰。根據(jù)動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒有：m1v1＝m1v1′＋m2v2′eq\f(1,2)m1veq\o\al(2,1)＝eq\f(1,2)m1v1′2＋eq\f(1,2)m2v2′2碰后兩個(gè)小球的速度分別為：v1′＝eq\f(m1－m2,m1＋m2)v1，v2′＝eq\f(2m1,m1＋m2)v1若m1＝m2，則有v1′＝0，v2′＝v1，即碰撞后兩球速度互換。3．碰撞的可能性分析(1)滿足動(dòng)量守恒：p1＋p2＝p1′＋p2′。(2)滿足動(dòng)能不增加原理：Ek1＋Ek2≥Ek1′＋Ek2′。(3)速度要符合情景①如果碰前兩物體同向運(yùn)動(dòng)，則后面物體的速度必大于前面物體的速度，即v后＞v前，否則無(wú)法實(shí)現(xiàn)碰撞。碰撞后，原來(lái)在前的物體的速度一定增大，且原來(lái)在前的物體的速度大于或等于原來(lái)在后的物體的速度v前′≥v后′。②如果碰前兩物體是相向運(yùn)動(dòng)，則碰后兩物體的運(yùn)動(dòng)方向不可能都不改變，兩物體碰后速度可能均為零。若碰后兩物體同向運(yùn)動(dòng)，則前面物體速度大于或等于后面物體的速度，即v前≥v后。七、反沖運(yùn)動(dòng)1．定義：當(dāng)物體的一部分以一定的速度離開物體時(shí)，剩余部分將獲得一個(gè)反向沖量，這種現(xiàn)象叫反沖運(yùn)動(dòng)。2．反沖運(yùn)動(dòng)的三個(gè)特點(diǎn)(1)物體的不同部分在內(nèi)力作用下向相反方向運(yùn)動(dòng)。(2)反沖運(yùn)動(dòng)中，相互作用的內(nèi)力一般情況下遠(yuǎn)大于外力或在某一方向上內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，所以兩部分組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒或在某一方向動(dòng)量守恒。(3)反沖運(yùn)動(dòng)中，由于有其他形式的能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，所以系統(tǒng)的機(jī)械能增加。3．應(yīng)注意的兩個(gè)問(wèn)題(1)速度的方向性：對(duì)于原來(lái)靜止的整體，可任意規(guī)定某一部分的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?，則反方向的另一部分的速度就要取負(fù)值。(2)速度的相對(duì)性：反沖問(wèn)題中，若已知相互作用的兩物體的相對(duì)速度，應(yīng)先將相對(duì)速度轉(zhuǎn)換成相對(duì)地面的速度，再根據(jù)動(dòng)量守恒定律列方程。八、“人船模型”問(wèn)題1．適用條件：系統(tǒng)原來(lái)處于靜止?fàn)顟B(tài)，在系統(tǒng)中物體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，動(dòng)量守恒或某一個(gè)方向動(dòng)量守恒。其實(shí)質(zhì)就是初速度為0的系統(tǒng)中物體所做的反沖運(yùn)動(dòng)，系統(tǒng)滿足某方向上的平均動(dòng)量守恒。2.模型特點(diǎn)：如圖所示。兩物體的位移滿足x人＋x船＝L遵從動(dòng)量守恒定律，有meq\f(x人,t)－Meq\f(x船,t)＝0，即x人＝eq\f(M,M＋m)L，x船＝eq\f(m,M＋m)L位移大小之比滿足x人∶x船＝M∶m，即兩物體的位移大小之比等于兩物體質(zhì)量的反比。3.重要推論(1)“人”走“船”走，“人”停“船”停。(2)x人＝eq\f(M,M＋m)L，x船＝eq\f(m,M＋m)L，即x人、x船大小與人運(yùn)動(dòng)時(shí)間和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)。(3)eq\f(x人,x船)＝eq\f(M,m)，人、船的位移(在系統(tǒng)滿足動(dòng)量守恒的方向上的位移)與質(zhì)量成反比。第二章機(jī)械振動(dòng)第一節(jié)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)一、彈簧振子1．彈簧振子：把小球拉向右側(cè)（或者壓向左側(cè)），然后放開，小球就在平衡位置兩側(cè)做的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。這個(gè)位置稱為平衡位置。2．注意：（1）小球原來(lái)靜止的位置就是平衡位置。也是物體振動(dòng)時(shí)的中心位置。小球在平衡位置附近所做的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，是一種機(jī)械振動(dòng)。（2）彈簧振子是一個(gè)不考慮一切摩擦及阻力，不考慮彈簧的質(zhì)量，不考慮振子（金屬小球）的體積。表現(xiàn)在構(gòu)造上，是一根沒(méi)有質(zhì)量的彈簧一端固定，另一端連接一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小球，是理想化的物理模型。二、彈簧振子的位移——時(shí)間圖象1．振動(dòng)物體的位移是指由平衡位置指向該位置的有向線段，可以說(shuō)某時(shí)刻的位移。說(shuō)明：振動(dòng)物體的位移與運(yùn)動(dòng)學(xué)中位移的含義不同，振子的位移總是相對(duì)于平衡位置而言的，即初位置是平衡位置，末位置是振子所在的位置。2．振子位移的變化規(guī)律振子的運(yùn)動(dòng)A→OO→BB→OO→A對(duì)O點(diǎn)位移的方向向右向左向左向右大小變化減小增大減小增大3．彈簧振子的位移－時(shí)間圖象是一條正弦曲線。三、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)及其圖像1．定義：如果質(zhì)點(diǎn)的位移與時(shí)間的關(guān)系遵從正弦函數(shù)的規(guī)律，即它的振動(dòng)圖象(x－t圖象)是一條正弦曲線，這樣的振動(dòng)叫做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)2．特點(diǎn)：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是最簡(jiǎn)單、最基本的振動(dòng)，彈簧振子的運(yùn)動(dòng)就是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)第二節(jié)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的描述一、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅、周期和頻率1．振幅（1）定義：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體離開平衡位置的最大距離。用符號(hào)A表示（2）物理意義：振幅是表示振動(dòng)強(qiáng)弱的物理量，對(duì)同一確定的系統(tǒng)，振幅越大，說(shuō)明物體振動(dòng)得越劇烈，能量越大。提醒：一定要將振幅跟位移區(qū)別：在簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)過(guò)程中，振幅是不變的，而位移是時(shí)刻變化的；且位移是矢量。振幅是標(biāo)量，沒(méi)有負(fù)值，也沒(méi)有方向，振幅不能等同于最大位移。2．全振動(dòng)：振動(dòng)物體連續(xù)兩次運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（位移和速度）完全相同所經(jīng)歷的的過(guò)程，即物體運(yùn)動(dòng)完成一次規(guī)律性變化。3．周期和頻率（1）做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體完成一次全振動(dòng)所需要的時(shí)間叫做振動(dòng)的周期，用T表示。[單位為秒，周期是表示物體振動(dòng)快慢的物理量，周期越短表示物體振動(dòng)得越快。（2）單位時(shí)間內(nèi)完成的全振動(dòng)的次數(shù)，叫做振動(dòng)的頻率，用f表示。單位赫茲（Hz）頻率也是表示物體振動(dòng)快慢的物理量，頻率越大物體振動(dòng)越快。4．相位（φ）相位是表示物體振動(dòng)步調(diào)的物理量，用相位來(lái)描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)在一個(gè)全振動(dòng)中所處的階段。二、固有周期、固有頻率任何簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)都有共同的周期公式：，其中m是振動(dòng)物體的質(zhì)量，k是回復(fù)力系數(shù)，對(duì)彈簧振子來(lái)說(shuō)k為彈簧的勁度系數(shù)。對(duì)一個(gè)確定的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，m和k都是恒量，所以T和f也是恒量，也就是說(shuō)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期只由振動(dòng)系統(tǒng)本身的特性決定，與振幅無(wú)關(guān)，只由振子質(zhì)量和回復(fù)力系數(shù)決定。T叫系統(tǒng)的固有周期，f叫固有頻率?？梢宰C明，豎直放置的彈簧振子的振動(dòng)也是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，周期公式也是。三、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式1．動(dòng)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2．運(yùn)動(dòng)學(xué)表達(dá)式：x＝Asin(ωt＋φ)，其中A代表振幅，，φ是t=0時(shí)的相位，即初相位或初相。簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象是一條正弦（余弦）曲線。四、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象的應(yīng)用1．振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在任一時(shí)刻的位移。如圖中，t1、t2時(shí)刻的位移分別為x1=+7cm、x2=-5cm。2．確定振動(dòng)的振幅、周期和頻率。右圖中A=10cm；T=0．2s；f=5Hz3．確定各時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的速度、加速度（回復(fù)力）的方向。（1）判定加速度（回復(fù)力）的方向的方法有：①加速度方向總與位移方向相反。只要從振動(dòng)圖象中認(rèn)清位移的方向即可。例如在圖中t1時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)位移x1為正，則加速度a1為負(fù)，兩者方向相反；t2時(shí)刻，位移x2為負(fù)，則a2便為正；②回復(fù)力和加速度的方向：因回復(fù)力總是指向平衡位置，故回復(fù)力和加速度在圖象上總是指向t軸．（2）判定速度的方向的方法有：①位移——時(shí)間圖象上的斜率代表速度。某時(shí)刻的振動(dòng)圖象的斜率大于0，速度方向與規(guī)定的正方向相同；斜率小于0，速度的方向與規(guī)定的正方向相反；②將某一時(shí)刻的位移與相鄰的下一時(shí)刻的位移比較，如果位移增大，振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)將遠(yuǎn)離平衡位置；反之位移減小將靠近平衡位置。例如圖中在t1時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)正遠(yuǎn)離平衡位置運(yùn)動(dòng)；在t3時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)正向著平衡位置運(yùn)動(dòng)。4．比較不同時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的速度、加速度、動(dòng)能、勢(shì)能的大小。加速度與位移的大小成正比。如圖中|x1|＞|x2|，所以|a1|＞|a2|；而質(zhì)點(diǎn)的位移越大，它所具有的勢(shì)能越大，動(dòng)能越小、速度則越小。小結(jié)：若某段時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度指向平衡位置（可為正也可為負(fù)），則質(zhì)點(diǎn)的速度、動(dòng)能均變大，回復(fù)力、加速度、勢(shì)能均變小，反之則相反。凡圖象上與t軸距離相同的點(diǎn)，振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)具有相同的動(dòng)能和勢(shì)能。第三節(jié)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量一、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)1．如果物體所受的力與它偏離平衡位置的位移大小成正比，并且總是指向平衡位置，則物體所做的運(yùn)動(dòng)叫做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。2．表達(dá)式為：F=-kx或其中k為比例系數(shù)，對(duì)于彈簧振子來(lái)說(shuō)，就等于彈簧的勁度系數(shù)。負(fù)號(hào)表示回復(fù)力的方向與位移的方向相反。（1）簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移必須是指偏離平衡位置的位移。也就是說(shuō)，在研究簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)所說(shuō)的位移的起點(diǎn)都必須在平衡位置處。（2）“平衡位置”不等于“平衡狀態(tài)”。平衡位置是指回復(fù)力為零的位置，物體在該位置所受的合外力不一定為零。（如單擺擺到最低點(diǎn)時(shí)，沿振動(dòng)方向的合力為零，但在指向懸點(diǎn)方向上的合力卻不等于零，所以并不處于平衡狀態(tài)）（3）不同振動(dòng)系統(tǒng)平衡位置不同。豎直方向的彈簧振子，平衡位置是其彈力等于重力的位置；水平勻強(qiáng)電場(chǎng)和重力場(chǎng)共同作用的單擺，平衡位置在電場(chǎng)力與重力的合力方向上（4）（5）簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是非勻變速運(yùn)動(dòng)。二、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力1．使振動(dòng)物體回到平衡位置的力叫回復(fù)力2．回復(fù)力是以效果命名的力?；貜?fù)力的方向總是指向平衡位置。3．回復(fù)力來(lái)源：性質(zhì)上回復(fù)力可以是重力、彈力、摩擦力、電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力等其中的某一個(gè)力或某個(gè)力的分力，也可以是幾個(gè)力的合力。例：甲圖回復(fù)力由彈簧彈力來(lái)承擔(dān)、丙圖上面物體的回復(fù)力由摩擦力來(lái)承擔(dān)；乙圖回復(fù)力由重力和彈簧彈力的合力來(lái)承擔(dān)。三、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量1．定義：做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體在振動(dòng)過(guò)程中經(jīng)過(guò)某一位置時(shí)所具有的勢(shì)能和動(dòng)能之和，稱為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量。振動(dòng)過(guò)程是一個(gè)動(dòng)能和勢(shì)能不斷轉(zhuǎn)化的過(guò)程，總的機(jī)械能守恒2．簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中的能量與振幅有關(guān)。同一確定的振動(dòng)系統(tǒng)，振幅越大，振動(dòng)的能量越大3．在振動(dòng)的一個(gè)周期內(nèi)，動(dòng)能和勢(shì)能完成兩次周期性變化，經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)動(dòng)能最大，勢(shì)能最小，到達(dá)最大位移處時(shí)，勢(shì)能最大，動(dòng)能最小。第四節(jié)單擺一、單擺模型如圖所示，一條不可伸長(zhǎng)的細(xì)線下端拴一小球，上端固定，如果細(xì)線的質(zhì)量與擺球相比可以忽略，球的直徑與線的長(zhǎng)度相比可以忽略，這樣的裝置叫單擺。單擺是實(shí)際擺的理想化模型。二、在擺角較小的條件下，單擺的振動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)將單擺的擺球拉離平衡位置，使擺線與豎直方向成一較小的角度，然后釋放，小球?qū)⒃谄胶馕恢脙蓚?cè)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)（1）擺球以懸掛點(diǎn)為圓心在豎直平面內(nèi)沿圓弧做變速圓周運(yùn)動(dòng)，做圓周運(yùn)動(dòng)需要向心力（2）擺球同時(shí)以最低點(diǎn)為平衡位置做機(jī)械振動(dòng)，做機(jī)械振動(dòng)需要回復(fù)力（3）受力分析：重力、繩子的拉力。當(dāng)它擺到位置P時(shí)，，擺線與豎直夾角為θ，將重力沿圓周切線方向和法線方向（半徑方向）分解成兩個(gè)分力G1與G2，其中G1=mgsinθ，G2=mgcosθ。G2與T在一條直線上，它們的合力是維持?jǐn)[球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力；G1=mgsinθ是擺球振動(dòng)的回復(fù)力。在擺角較小的條件下，在考慮了回復(fù)力F回的方向與位移x方向間的關(guān)系，回復(fù)力可表示為：。對(duì)一個(gè)確定的單擺來(lái)說(shuō)，m、都是確定值，所以為常數(shù)，即滿足F回=－kx。三、幾種常見的單擺模型四、單擺簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期周期公式：T＝2πeq\r(\f(l,g))，頻率：f＝eq\f(1,2π)eq\r(\f(g,l))(與擺球質(zhì)量,振幅無(wú)關(guān))五、等效擺長(zhǎng)與等效重力加速度在有些振動(dòng)系統(tǒng)中不一定是繩長(zhǎng)，g也不一定為9.8m/s2，因此出現(xiàn)了等效擺長(zhǎng)和等效重力加速度的問(wèn)題。（1）等效擺長(zhǎng)如圖所示，三根等長(zhǎng)的繩共同系住一密度均勻的小球m，球直徑為d。與天花板的夾角。①若擺球在紙面內(nèi)做小角度的左右擺動(dòng)，則擺動(dòng)圓弧的圓心在處，故等效擺長(zhǎng)l=l1，周期。②若擺球做垂直紙面的小角度擺動(dòng)，則擺動(dòng)圓弧的圓心在O處，故等效擺長(zhǎng)為l3sinα+l1，周期。（2）等效重力加速度①公式中的g由單擺所在的空間位置決定。由知，g隨地球表面不同位置、不同高度而變化，在不同星球上也不相同，因此應(yīng)求出單擺所在處的重力加速度代入公式，即g不一定等于9.8m/s2。②g還由單擺系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)決定。單擺處在向上加速發(fā)射的航天飛機(jī)內(nèi)，設(shè)加速度為a，此時(shí)擺球處于超重狀態(tài)，沿圓弧切線方向的回復(fù)力變大，擺球質(zhì)量不變，則重力加速度的等效值g+a。若單擺若在軌道上運(yùn)行的航天飛機(jī)內(nèi)，擺球完全失重，回復(fù)力為零，則等效值0，所以周期為無(wú)窮大，即單擺不擺動(dòng)了。當(dāng)單擺有水平加速度a時(shí)（如加速運(yùn)動(dòng)的車廂內(nèi)），等效重力加速度，此時(shí)平衡位置已經(jīng)改變。③g還由單擺所處的物理環(huán)境決定。如帶電小球做成的單擺在豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，回復(fù)力應(yīng)是電場(chǎng)力和重力的合力在圓弧切線方向的分力，所以也有等效值的問(wèn)題。④等效重力加速度就等于靜止于平衡位置時(shí)等于擺線張力與球質(zhì)量的比值。第五節(jié)實(shí)驗(yàn)：用單擺測(cè)定重力加速度1．實(shí)驗(yàn)原理單擺在擺角很小(小于5°)時(shí)，其擺動(dòng)可以看作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其振動(dòng)周期T＝2πeq\r(\f(l,g))，其中l(wèi)為擺長(zhǎng)，g為當(dāng)?shù)刂亓铀俣?，由此可得，?jù)此，只要測(cè)出擺長(zhǎng)l和周期T，就可計(jì)算出當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭的數(shù)值．2．注意事項(xiàng)(1)細(xì)線的質(zhì)量要小，彈性要小，選用體積小、密度大的小球，擺角不超過(guò)10°．(2)要使擺球在同一豎直面內(nèi)擺動(dòng)，不能形成圓錐擺，方法是將球拉到一定位置后由靜止釋放．(3)單擺的上端不要卷在夾子上，而要用夾子加緊，以免單擺擺動(dòng)時(shí)擺線滑動(dòng)或者擺長(zhǎng)改變。(4)測(cè)量擺長(zhǎng)時(shí)，不能漏掉擺球的半徑。(5)測(cè)周期的方法：①要從擺球過(guò)平衡位置時(shí)開始計(jì)時(shí)，因?yàn)榇颂幩俣却?、?jì)時(shí)誤差小，而最高點(diǎn)速度小、計(jì)時(shí)誤差大．②要測(cè)多次（通常30次到50次）全振動(dòng)的時(shí)間來(lái)計(jì)算周期．如在擺球過(guò)平衡位置開始計(jì)時(shí)，且在數(shù)“零”的同時(shí)按下秒表，以后擺球從同一方向通過(guò)最低位置時(shí)計(jì)數(shù)1次．(4)由公式，分別測(cè)出一系列擺長(zhǎng)l對(duì)應(yīng)的周期T，作出l—T2的圖象，如圖所示，圖象應(yīng)是一條通過(guò)原點(diǎn)的直線，求出圖線的斜率k，即可求得g值．g＝4π2k，。根據(jù)圖線斜率求g值可以減小誤差．第六節(jié)受迫振動(dòng)共振一、阻尼振動(dòng)1．阻尼振動(dòng)：系統(tǒng)在振動(dòng)過(guò)程中受到阻力的作用，振幅逐漸減小振動(dòng)逐漸消失，振動(dòng)能量逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌芰俊?．無(wú)阻尼振動(dòng)：系統(tǒng)不受外力作用，也不受任何阻力，只在自身回復(fù)力作用下的振動(dòng)。振幅不變的振動(dòng)為等幅振動(dòng)，又稱為無(wú)阻尼振動(dòng)3．固有頻率：系統(tǒng)不受外力作用時(shí)振動(dòng)的頻率叫做系統(tǒng)的固有頻率二、受迫振動(dòng)物體在驅(qū)動(dòng)力（既周期性外力）作用下的振動(dòng)叫受迫振動(dòng)。⑴物體做受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，與物體的固有頻率無(wú)關(guān)。⑵物體做受迫振動(dòng)的振幅由驅(qū)動(dòng)力頻率和物體的固有頻率共同決定：兩者越接近，受迫振動(dòng)的振幅越大，兩者相差越大受迫振動(dòng)的振幅越小。三、共振1．定義：驅(qū)動(dòng)力的頻率等于振動(dòng)物體的固有頻率時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅最大，這種現(xiàn)象叫做共振2．共振的條件：驅(qū)動(dòng)力的頻率等于振動(dòng)物體的固有頻率，即3．共振曲線：受迫振動(dòng)的振幅隨驅(qū)動(dòng)力頻率變化的圖線，叫做共振曲線．提醒：由圖可知，f驅(qū)與f固越接近，振幅A越大；當(dāng)f驅(qū)＝f固時(shí)，振幅A最大．在需要利用共振時(shí)，應(yīng)使驅(qū)動(dòng)力的頻率接近或等于振動(dòng)物體的固有頻率；在需要防止共振時(shí)，應(yīng)使驅(qū)動(dòng)力的頻率與振動(dòng)物體的固有頻率不同，而且相差越遠(yuǎn)越好。（1）利用共振的有：共振篩、轉(zhuǎn)速計(jì)、微波爐、打夯機(jī)、跳板跳水、打秋千……（2）防止共振的有：機(jī)床底座、航海、軍隊(duì)過(guò)橋、高層建筑、火車車廂……第三章《機(jī)械波》知識(shí)點(diǎn)總結(jié)一、波的形成機(jī)械波橫波和縱波定義機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播形成機(jī)械波產(chǎn)生條件(1)波源；(2)介質(zhì)形成原因介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)受波源或鄰近質(zhì)點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)做受迫振動(dòng)，分類橫波振動(dòng)方向與傳播方向垂直的波，如繩波（波峰波谷）縱波振動(dòng)方向與傳播方向平行的波，如聲波（密部疏部）注意：質(zhì)點(diǎn)本身不隨波逐流，質(zhì)點(diǎn)只在各自的平衡位置附近做往復(fù)振動(dòng)，各質(zhì)點(diǎn)的起振方向與波源起振方向相同。波傳播的只是振動(dòng)形式，同時(shí)波也可以傳遞能量和信息。二、波的圖象1.坐標(biāo)軸的意義：橫坐標(biāo)表示在波的傳播方向上各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置，縱坐標(biāo)表示某一時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移。2.如果波的圖象是正弦曲線，這樣的波叫做正弦波，也叫簡(jiǎn)諧波。3．圖象物理意義：某一時(shí)刻介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)相對(duì)各自平衡位置的位移。4.波動(dòng)圖象的信息(1)直接讀取振幅A和波長(zhǎng)λ，以及該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移。(2)該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)加速度的方向一定與其位移方向相反，位移越大，加速度越大。(3)結(jié)合波的傳播方向可確定各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向,反之亦然。三、波速、波長(zhǎng)和頻率1.波長(zhǎng)λ：在波動(dòng)中，振動(dòng)相位總是相同的兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離。2．頻率f：各質(zhì)點(diǎn)都在做受迫振動(dòng)，各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率與波源的振動(dòng)頻率相等。3．波速v：波在介質(zhì)中的傳播速度。機(jī)械波的波速和介質(zhì)及溫度有關(guān)。4．波速與波長(zhǎng)和頻率的關(guān)系：v＝eq\f(λ,T)＝λf5．波的傳播過(guò)程中的特點(diǎn)(1)振源經(jīng)過(guò)一個(gè)周期T完成一次全振動(dòng)，波恰好向前傳播一個(gè)波長(zhǎng)的距離。(2)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)nT(波傳播nλ)時(shí)，波形不變。(3)在波的傳播方向上，當(dāng)兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置間的距離為nλ(n＝1，2，3…)時(shí)，它們的振動(dòng)步調(diào)總相同；當(dāng)兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置間的距離為(2n＋1)eq\f(λ,2)(n＝0，1，2，3…)時(shí)，它們的振動(dòng)步調(diào)總相反。(4)各質(zhì)點(diǎn)的起振方向與波源的起振方向相同。四、波的干涉和衍射現(xiàn)象多普勒效應(yīng)1.波的干涉和衍射定義現(xiàn)象可觀察到明顯現(xiàn)象的條件相同點(diǎn)波的衍射波可以繞過(guò)障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象波能偏離直線而傳到直線傳播以外的空間縫、孔或障礙物的尺寸跟波長(zhǎng)相差不大或者小于波長(zhǎng)干涉和衍射是波特有的現(xiàn)象波的干涉頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動(dòng)加強(qiáng)、某些區(qū)域的振動(dòng)減弱的現(xiàn)象振動(dòng)強(qiáng)弱區(qū)域相間分布，加強(qiáng)區(qū)減弱區(qū)位置不變兩列波的頻率相同2．波的干涉中振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)的判斷：某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是加強(qiáng)還是減弱，取決于該點(diǎn)到兩相干波源的波程差Δr。波程差Δr波源步調(diào)Δr＝nλ(n＝0，1，2，…)Δr＝(2n＋1)eq\f(λ,2)(n＝0，1，2，…)步調(diào)一致振動(dòng)加強(qiáng)振動(dòng)減弱步調(diào)相反振動(dòng)減弱振動(dòng)加強(qiáng)注意：(1)波的干涉和衍射現(xiàn)象都是波特有的現(xiàn)象。(2)任何波都能發(fā)生衍射現(xiàn)象，區(qū)別在于現(xiàn)象是否明顯，但只有符合干涉條件的兩列波相遇時(shí)才能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。(3)波的疊加過(guò)程中遵循獨(dú)立傳播原理和疊加原理。(4)干涉：振動(dòng)加強(qiáng)的區(qū)域振動(dòng)始終加強(qiáng)，振動(dòng)減弱的區(qū)域振動(dòng)始終減弱；振動(dòng)加強(qiáng)（減弱）的區(qū)域是指質(zhì)點(diǎn)的振幅大（小），而不是指振動(dòng)的位移大（小），因?yàn)槲灰剖窃跁r(shí)刻變化的。3.多普勒效應(yīng)(1)條件：波源和觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。(2)現(xiàn)象：觀察者感到頻率發(fā)生變化。(3)實(shí)質(zhì)：波源頻率不變，觀察者接收到的頻率變化。(4)當(dāng)波源與觀察者相互靠近時(shí)，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(shí)，觀察者接收到的頻率變小。五、波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的互判方法內(nèi)容圖象“同側(cè)”法波形圖上某點(diǎn)表示傳播方向和振動(dòng)方向的箭頭在圖線同側(cè)“微平移”法將波形沿傳播方向進(jìn)行微小的平移，再由對(duì)應(yīng)同一x坐標(biāo)的兩波形曲線上的點(diǎn)來(lái)判斷振動(dòng)方向六、波的多解問(wèn)題造成波動(dòng)問(wèn)題多解的主要因素有：周期性(1)時(shí)間周期性：時(shí)間間隔Δt與周期T的關(guān)系不明確。(2)空間周期性：波傳播距離Δx與波長(zhǎng)λ的關(guān)系不明確。雙向性(1)傳播方向雙向性：波的傳播方向不確定。(2)振動(dòng)方向雙向性：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向不確定。波形的隱含性問(wèn)題中，只給出完整波形的一部分，或給出幾個(gè)特殊點(diǎn)，而其余信息均處于隱含狀態(tài)，波形就有多種情況。1．解決波的多解問(wèn)題的思路：一般采用從特殊到一般的思維方法，即找出一個(gè)周期內(nèi)滿足條件的關(guān)系Δt或Δx，若此關(guān)系為時(shí)間，則t＝nT＋Δt(n＝0，1，2…)；若此關(guān)系為距離，則x＝nλ＋Δx(n＝0，1，2…)。2．求解波的多解問(wèn)題的一般思路(1)根據(jù)初末兩時(shí)刻的波形圖確定傳播距離與波長(zhǎng)的關(guān)系通式。(2)根據(jù)題設(shè)條件判斷是唯一解還是多解。(3)根據(jù)波速公式v＝eq\f(Δx,Δt)或v＝eq\f(λ,T)＝λf求波速。第四章光第1節(jié)光的折射一、反射定律和折射定律、折射率1．光的反射定律：（1）三線共面：反射光線在入射光線和法線所決定的平面內(nèi)；（因果關(guān)系要注意）（2）法線居中：反射光線跟入射光線分別位于法線的兩側(cè)； （3）兩角相等：反射角等于入射角（因果關(guān)系）2．折射：光從一種介質(zhì)斜射進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)傳播方向改變的現(xiàn)象．3．折射定律(1)內(nèi)容：折射光線與入射光線、法線處在同一平面內(nèi)，折射光線與入射光線分別位于法線的兩側(cè)；入射角的正弦與折射角的正弦成正比．(2)表達(dá)式：eq\f(sinθ1,sinθ2)＝n12，式中n12是比例常數(shù)．(3)在光的折射現(xiàn)象中，光路是可逆的．4．折射率(1)定義：光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時(shí)，入射角的正弦與折射角的正弦的比值．(2)物理意義：折射率僅反映介質(zhì)的光學(xué)特性，折射率大，說(shuō)明光從真空射入到該介質(zhì)時(shí)偏折大，反之偏折小．(3)定義式：n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)．不能說(shuō)n與sinθ1成正比、與sinθ2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．(4)計(jì)算公式：n＝eq\f(c,v)，因v＜c，故任何介質(zhì)的折射率總大于(填“大于”或“小于”)1．5．光穿過(guò)平行板玻璃磚時(shí)有何規(guī)律？(1)不會(huì)改變?nèi)肷涔獾男再|(zhì)和方向，只使光線向偏折方向平行偏移，且入射角i、玻璃磚厚度h和折射率n越大，側(cè)移d越大。(2)平行光照射到平行玻璃磚上，出射光的寬度等于入射光的寬度，而玻璃磚中折射光的寬度隨入射角增加而增大。二、測(cè)定玻璃折射率實(shí)驗(yàn)1．實(shí)驗(yàn)原理：用插針?lè)ㄕ页雠c入射光線AO對(duì)應(yīng)的出射光線O′B，確定出O′點(diǎn)，畫出折射光線OO′，然后測(cè)量出角θ1和θ2，代入公式計(jì)算玻璃的折射率．2．實(shí)驗(yàn)器材：白紙、圖釘、大頭針、直尺、鉛筆、量角器、平木板、長(zhǎng)方形玻璃磚．3．實(shí)驗(yàn)過(guò)程：(1)鋪白紙、畫線．①如圖所示，將白紙用圖釘按在平木板上，先在白紙上畫出一條直線aa′作為界面，過(guò)aa′上的一點(diǎn)O畫出界面的法線MN，并畫一條線段AO作為入射光線．②把玻璃磚平放在白紙上，使它的長(zhǎng)邊跟aa′對(duì)齊，畫出玻璃磚的另一條長(zhǎng)邊bb′．(2)插針與測(cè)量．①在線段AO上豎直地插上兩枚大頭針P1、P2，透過(guò)玻璃磚觀察大頭針P1、P2的像，調(diào)整視線的方向，直到P1的像被P2擋住，再在觀察的這一側(cè)依次插兩枚大頭針P3、P4，使P3擋住P1、P2的像，P4擋住P1、P2的像及P3，記下P3、P4的位置．②移去玻璃磚，連接P3、P4并延長(zhǎng)交bb′于O′，連接OO′即為折射光線，入射角θ1＝∠AOM，折射角θ2＝∠O′ON．③用量角器測(cè)出入射角和折射角，查出它們的正弦值，將數(shù)據(jù)填入表格中．④改變?nèi)肷浣铅?，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟，列表記錄相關(guān)測(cè)量數(shù)據(jù)．?dāng)?shù)據(jù)處理：(1)計(jì)算法：計(jì)算每次的折射率n，求出平均值eq\x\to(n)．(2)圖像法：如圖；(3)單位圓法：如圖5．注意事項(xiàng)(1)玻璃磚應(yīng)選用厚度、寬度較大的．(2)大頭針要插得豎直，且間隔要大些．(3)入射角不宜過(guò)大或過(guò)小，一般在15°～75°之間．(4)玻璃磚的折射面要畫準(zhǔn)，不能用玻璃磚界面代替直尺畫界線．(5)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，玻璃磚和白紙的相對(duì)位置不能改變．第2節(jié)全反射一、全反射1．光照射到兩種介質(zhì)截面上時(shí)，光線全部被反射回原介質(zhì)的現(xiàn)象稱為全反射現(xiàn)象。2．發(fā)生全反射的條件：①光線從光密介質(zhì)斜射向光疏介質(zhì)；②入射角大于或等于臨界角3．現(xiàn)象：折射光完全消失，只剩下反射光．4．臨界角：折射角等于90°的入射角。設(shè)光線從某種介質(zhì)射向真空或空氣時(shí)的臨界角為C，則。二、光導(dǎo)纖維：主要應(yīng)用：a．全反射棱鏡；b．光導(dǎo)纖維;第3節(jié)光的干涉第4節(jié)實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)一、光的干涉1．1801年，英國(guó)物理學(xué)家托馬斯·楊觀察到了光的干涉現(xiàn)象，讓人們認(rèn)識(shí)到光的波動(dòng)性。2．光的干涉條件：兩列光的頻率相同、相差恒定或兩列光振動(dòng)情況總是相同．能發(fā)生干涉的兩列波稱為相干波，兩個(gè)光源稱為相干光源，相干光源可用同一束光分成兩列來(lái)獲得．二、托馬斯·楊的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)1．實(shí)驗(yàn)原理：（1）如圖所示，雙縫間距d，雙縫到屏的距離l．雙縫S1、S2的連線的中垂線與屏的交點(diǎn)為P0．相鄰兩亮紋或暗紋的中心距離：Δx＝eq\f(l,d)λ．由公式Δx＝eq\f(l,d)λ可知，λ＝eq\f(d,l)Δx計(jì)算出入射光波長(zhǎng)的大小．（2）條紋間距Δx的測(cè)定如圖13-4-2甲所示，測(cè)量頭由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成，測(cè)量時(shí)先轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭，讓分劃板中心刻線與干涉條紋平行，然后轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板向左(向右)移動(dòng)至分劃板的中心刻線與條紋的中心對(duì)齊，如圖13-4-2乙所示記下此時(shí)讀數(shù)，再轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，用同樣的方法測(cè)出n個(gè)亮紋間的距離a，可求出相鄰兩亮紋間的距離Δx＝eq\f(a,n－1)．2．實(shí)驗(yàn)器材雙縫干涉儀(包括：光具座、光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、光屏及測(cè)量頭，其中測(cè)量頭又包括：分劃板、目鏡、手輪等)、學(xué)生電源、導(dǎo)線、米尺．3．實(shí)驗(yàn)步驟：(1)按圖所示安裝儀器．(2)將光源中心、單縫中心、雙縫中心調(diào)節(jié)在遮光筒的中心軸線上．(3)使光源發(fā)光，在光源和單縫之間加紅(綠)色濾光片，讓通過(guò)后的條形光斑恰好落在雙縫上，通過(guò)遮光筒上的測(cè)量頭，仔細(xì)調(diào)節(jié)目鏡，觀察單色光的干涉條紋，撤去濾光片，觀察白光的干涉條紋(彩色條紋)．(4)加裝濾光片，通過(guò)目鏡觀察單色光的干涉條紋，同時(shí)調(diào)節(jié)手輪，分劃板的中心刻線對(duì)齊某一條紋的中心，記下手輪的讀數(shù)，然后繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)使分劃板移動(dòng)，直到分劃板的中心刻線對(duì)齊另一條紋中心，記下此時(shí)手輪讀數(shù)和移過(guò)分劃板中心刻度線的條紋數(shù)n．(5)將兩次手輪的讀數(shù)相減，求出n條亮紋間的距離a，利用公式Δx＝eq\f(a,n－1)，算出條紋間距，然后利用公式λ＝eq\f(d,l)Δx，求出此單色光的波長(zhǎng)λ(d儀器中已給出，l可用米尺測(cè)出)．(6)換用另一濾光片，重復(fù)步驟3、4、5，并求出相應(yīng)的波長(zhǎng)．4．注意事項(xiàng)(1)單縫、雙縫應(yīng)相互平行，其中心大致位于遮光筒的軸線上，雙縫到單縫距離應(yīng)相等．單縫屏的作用：獲得一個(gè)線光源，使光源有唯一的頻率和振動(dòng)情況，如果用激光直接照射雙縫，可省去單縫屏．楊氏那時(shí)沒(méi)有激光，因此他用強(qiáng)光照射一條狹縫，通過(guò)這條狹縫的光再通過(guò)雙縫產(chǎn)生相干光．雙縫屏的作用：平行光照射到單縫S上，又照射到雙縫S1、S2上，這樣一束光被分成兩束頻率相同和振動(dòng)情況完全一致的相干光．(2)測(cè)雙縫到屏的距離l可用米尺測(cè)多次取平均值．(3)測(cè)條紋間距Δx時(shí)，用測(cè)量頭測(cè)出n條亮(暗)紋間的距離a，求出相鄰的兩條亮(暗)紋間的距離Δx＝eq\f(a,n－1)．5．雙縫干涉圖樣的特點(diǎn)(1)單色光的干涉圖樣：若用單色光作光源，則干涉條紋是明暗相間的條紋，且條紋間距相等．中央為亮條紋，兩相鄰亮條紋(或暗條紋)間距離與光的波長(zhǎng)有關(guān)，波長(zhǎng)越大，條紋間距越大．(2)白光的干涉圖樣:若用白光作光源，則干涉條紋是彩色條紋，且中央條紋是白色的．這是因?yàn)椋孩購(gòu)碾p縫射出的兩列光波中，各種色光都能形成明暗相間的條紋，各種色光都在中央條紋處形成亮條紋，從而復(fù)合成白色條紋．②兩側(cè)條紋間距與各色光的波長(zhǎng)成正比，即紅光的亮條紋間距寬度最大，紫光的亮條紋間距寬度最小，即除中央條紋以外的其他條紋不能完全重合，這樣便形成了彩色干涉條紋．第5節(jié)光的衍射一、光的衍射1．產(chǎn)生明顯衍射的條件：障礙物的尺寸可以跟光的波長(zhǎng)相近或比光的波長(zhǎng)還要小時(shí)能產(chǎn)生明顯的衍射．對(duì)同樣的障礙物，波長(zhǎng)越長(zhǎng)的光，衍射現(xiàn)象越明顯；對(duì)某種波長(zhǎng)的光，障礙物越小，衍射現(xiàn)象越明顯．由于波長(zhǎng)越長(zhǎng)，衍射性越好，所以觀察到聲波的衍射現(xiàn)象就比觀察到光波的衍射現(xiàn)象容易得多．2．三種不同的衍射現(xiàn)象及特點(diǎn)(1)單縫衍射．①現(xiàn)象：如圖所示，點(diǎn)光源S發(fā)出的光經(jīng)過(guò)單縫后照射到光屏上，若縫較寬，則光沿直線傳播，傳播到光屏上的AB區(qū)域；若縫足夠窄，則光不再沿直線傳播而是傳到幾何陰影區(qū)，在AA′，BB′區(qū)出現(xiàn)亮暗相間的條紋，即發(fā)生了衍射現(xiàn)象．②單縫衍射圖樣的四個(gè)特點(diǎn)：a．中央條紋亮而寬；b．兩側(cè)亮條紋具有對(duì)稱性，亮條紋寬度逐漸變窄，亮度逐漸減弱；c．波長(zhǎng)一定時(shí)，單縫窄的中央條紋寬，條紋間距大，單縫不變時(shí)，光波波長(zhǎng)大的中央條紋寬，條紋間距大；d．白光的單縫衍射條紋中央為白色亮條紋，兩側(cè)為彩色條紋，且外側(cè)呈紅色，靠近白色亮條紋的內(nèi)側(cè)為紫色．(2)圓孔衍射．①現(xiàn)象：圓孔衍射如圖所示，當(dāng)擋板AB上的圓孔較大時(shí)，光屏上出現(xiàn)如圖甲所示的情形，光沿直線傳播，無(wú)明顯衍射現(xiàn)象發(fā)生；當(dāng)擋板AB上的圓孔很小時(shí)，光屏上出現(xiàn)如圖乙所示的衍射圖樣，出現(xiàn)亮、暗相間的圓環(huán)．②圓孔衍射圖樣的兩個(gè)特點(diǎn)a．單色光的圓孔衍射圖樣中央亮圓的亮度大，外面是明暗相間的不等距的圓環(huán)．越向外，亮環(huán)亮度越低．b．白光的圓孔衍射圖樣中央亮圓為白色，周圍是彩色圓環(huán)．(3)泊松亮斑——障礙物的衍射現(xiàn)象．①現(xiàn)象：各種不同形狀的障礙物也能使光發(fā)生衍射，使影的輪廓模糊不清．若在單色光傳播途中，放一個(gè)較小的圓形障礙物，會(huì)發(fā)現(xiàn)在陰影中心有一個(gè)亮斑，這就是著名的泊松亮斑．②障礙物的衍射圖樣的特點(diǎn)．圓形陰影中心有一亮斑，與小孔衍射圖樣有明顯區(qū)別．（4）單縫衍射現(xiàn)象與雙縫干涉現(xiàn)象比較單縫衍射雙縫干涉不同點(diǎn)產(chǎn)生條件只要狹縫足夠小，任何光都能發(fā)生頻率相同的兩列光波相遇疊加條紋寬度條紋寬度不等，中央最寬條紋寬度相等條紋間距各相鄰條紋間距不等各相鄰條紋等間距亮度中央條紋最亮，兩邊變暗清晰條紋，亮度基本相等相同點(diǎn)干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象，屬于波的疊加；干涉、衍射都有明暗相間的條紋第6節(jié)光的偏振激光一、光的偏振1．光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是橫波．2．偏振片偏振片由特定的材料制成，每個(gè)偏振片都有一個(gè)特定的方向，只有沿著這個(gè)方向振動(dòng)的光波才能通過(guò)偏振片，這個(gè)方向叫做透振方向．偏振片對(duì)光波的作用就像狹縫對(duì)機(jī)械波的作用一樣．3．自然光和偏振光的比較自然光偏振光成因從光源(如太陽(yáng)、電燈等)直接發(fā)出的光自然光通過(guò)偏振片后就變成了偏振光，反射光、折射光均為偏振光振動(dòng)方向在垂直于傳播方向的平面內(nèi)，沿著各個(gè)方向振動(dòng)在垂直于傳播方向的平面內(nèi)，并且只有一個(gè)振動(dòng)方向經(jīng)偏振片后現(xiàn)象比較如上圖所示，通過(guò)偏振片后，自然光就變成了偏振光，轉(zhuǎn)動(dòng)偏振片，偏振光的亮度不變，但偏振方向隨之變化如上圖所示，偏振光經(jīng)偏振片后，若偏振方向與透振方向平行，屏亮；若垂直，則屏暗；若介于兩者之間，則屏上亮度介于兩者之間并隨偏振方向與透振方向夾角的增大而變暗．二、激光1．由來(lái)是一種人工產(chǎn)生的相干光2．特點(diǎn)激光頻率單一，相干性非常好；平行度高；激光的強(qiáng)度大，亮度高3．應(yīng)用廣泛（1）產(chǎn)生明顯的干涉，全息照相（頻率單一相干性好）．（2）利用激光通過(guò)光導(dǎo)纖維實(shí)現(xiàn)通訊（利用相干性好進(jìn)行“調(diào)制”；頻率高，信息攜帶量大；能量集中，衰減慢）。（3）激光雷達(dá)測(cè)距測(cè)速（平行度好，結(jié)合多普勒效應(yīng)）（4）VCD、DVD、CD唱機(jī)，CD-ROM讀取或刻錄光盤（平行度好，能量集中）．（5）醫(yī)學(xué)上“激光刀”，軍事上的激光武器，新能源中的可控核聚變（光強(qiáng)度大、能量集中）補(bǔ)充：光的顏色、色散顏色紅橙黃綠藍(lán)靛紫頻率低→高同一介質(zhì)折射率小→大同一介質(zhì)中速度大→小真空中波長(zhǎng)大→小臨界角大→小透過(guò)棱鏡后的偏折角小→大一、光的顏色色散1．光的顏色同種介質(zhì)中不同顏色的光波長(zhǎng)不同．由f＝eq\f(c,λ)可知，不同顏色的光頻率不同．2．薄膜干涉中應(yīng)注意的三個(gè)問(wèn)題(1)觀察的是從膜前、后兩表面反射回來(lái)的光，不是透過(guò)膜的光，眼睛與光源在膜的同一側(cè)．(2)用單色光和白光分別照射同一膜，觀察到的現(xiàn)象是不同的．用白光照射膜時(shí)，某一位置紅光得到加強(qiáng)，其他顏色的光就被削弱，故在此位置看到的是紅色，而另一位置則會(huì)看到黃色等其他顏色，因此，用白光做這個(gè)實(shí)驗(yàn)看到的將是彩色條紋；而在單色光照射下，則會(huì)出現(xiàn)明、暗相間的條紋．(3)每一條紋呈現(xiàn)水平分布，各條紋按豎直方向排列．3．薄膜干涉在技術(shù)上的應(yīng)用(1)用干涉法檢查平面如圖：兩板之間形成一層空氣膜，用單色光從上向下照射，入射光從空氣膜的上下表面反射出兩列光波，形成干涉條紋．如果被檢測(cè)平面是光滑的，得到的干涉圖樣必是等間距的．如果某處凹下，則對(duì)應(yīng)明條紋(或暗條紋)提前出現(xiàn)，如圖(a)所示；如果某處凸起來(lái)，則對(duì)應(yīng)條紋延后出現(xiàn)，如圖(b)所示(注：“提前”與“延后”不是指在時(shí)間上，而是指由左向右的順序位置上)．(2)增透膜的應(yīng)用在光學(xué)儀器中，為了減少光在光學(xué)元件(透鏡、棱鏡)表面的反射損失，可用薄膜干涉相消來(lái)減少反射光，如照相機(jī)、測(cè)距儀、潛望鏡上用的光學(xué)元件表面為了減少光的反射損失都鍍上了一層介質(zhì)薄膜(氟化鎂)，使薄膜的厚度是入射光在薄膜中波長(zhǎng)的eq\f(1,4)，這樣反射回來(lái)的兩列光波經(jīng)過(guò)的路程差恰好等于半個(gè)波長(zhǎng)，它們疊加后相互抵消，從而減少了光學(xué)元件表面反射造成的光能損失，增強(qiáng)了透射光的能量，故稱為增透膜．4．色散色散現(xiàn)象表明，棱鏡材料對(duì)不同色光的折射率是不同的．紫光經(jīng)棱鏡后偏折程度最大，紅光偏折程度最小，所以棱鏡材料對(duì)紫光的折射率最大，對(duì)紅光的折射率最?。洞艌?chǎng)》《安培力與洛倫茲力》知識(shí)點(diǎn)總結(jié)磁現(xiàn)象和磁場(chǎng)1．磁體的各部分磁性強(qiáng)弱不同，磁性最強(qiáng)的區(qū)域叫做磁極。磁極總是成對(duì)存在的。2.1820年奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，首次揭示了電和磁的聯(lián)系。他將導(dǎo)線沿南北方向放置。3．(1)磁場(chǎng)：存在于磁體周圍或電流周圍的一種客觀存在的特殊物質(zhì)．磁體和磁體之間、磁體和通電導(dǎo)體之間、通電導(dǎo)體和通電導(dǎo)體間的相互作用都是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的．(2)基本性質(zhì)：對(duì)放入其中的磁體或通電導(dǎo)體有力的作用。(3)方向：小磁針N極所受磁場(chǎng)力的方向或小磁針靜止時(shí)N極的指向4．地磁場(chǎng)：地球磁體的N極(北極)位于地理南極附近，地球磁體的S極(南極)位于地理北極附近。方向特點(diǎn)：北極上方：豎直向下；南極上方：豎直向上；赤道：磁場(chǎng)方向與地面平行。二．磁感應(yīng)強(qiáng)度1．定義式：B＝eq\f(F,IL)(通電導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng))。2．單位：特斯拉，符號(hào)：T。3．方向：小磁針N極所受磁場(chǎng)力的方向或小磁針靜止時(shí)N極的指向。三．幾種常見磁場(chǎng)1．磁感線的特點(diǎn)：(1)磁感線上任意一點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，即小磁針N極受力的方向。(2)磁鐵外部的磁感線從N極指向S極，內(nèi)部從S極指向N極，磁感線是閉合曲線。(3)磁感線的疏密表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱，磁感線密集處磁場(chǎng)強(qiáng)，磁感線稀疏處磁場(chǎng)弱。(4)磁感線在空間不相交。2．磁感線和電場(chǎng)線的比較：相同點(diǎn)：都是疏密程度表示場(chǎng)的強(qiáng)弱，切線方向表示場(chǎng)的方向；都不能相交。不同點(diǎn)：電場(chǎng)線起于正電荷(或無(wú)窮遠(yuǎn))，終止于無(wú)窮遠(yuǎn)(或負(fù)電荷)，不閉合；但磁感線是閉合曲線。3．幾種常見磁體的磁感線的分布4．電流周圍的磁感線方向可根據(jù)安培定則判斷安培定則立體圖橫截面圖縱截面圖直線電流以導(dǎo)線上任意點(diǎn)為圓心垂直于導(dǎo)線的多組同心圓，越向外越稀疏，磁場(chǎng)越弱環(huán)形電流內(nèi)部磁場(chǎng)比環(huán)外強(qiáng)，磁感線越向外越稀疏通電螺線管內(nèi)部為勻強(qiáng)磁場(chǎng)且比外部強(qiáng)，方向由S極指向N極，外部類似條形磁鐵，由N極指向S極5．安培分子電流假說(shuō)(1)法國(guó)學(xué)者安培提出：在原子、分子等物質(zhì)微粒的內(nèi)部，存在著一種環(huán)形電流—分子電流。分子電流使每個(gè)物質(zhì)微粒都成為微小的磁體，它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個(gè)磁極。(2)安培分子電流假說(shuō)可以解釋:當(dāng)鐵棒中分子電流的取向大致相同時(shí)，鐵棒對(duì)外顯磁性；當(dāng)鐵棒中分子電流的取向變得雜亂無(wú)章時(shí)，鐵棒對(duì)外不顯磁性。6．磁通量(1)公式：Φ＝BS適用條件：①勻強(qiáng)磁場(chǎng)；②磁感線與平面垂直。(2)若磁感線與平面不垂直，則Φ＝BScosθ。其中Scosθ為面積S在垂直于磁感線方向上的投影面積，如圖所示。(3)磁通量的正負(fù)：磁通量是標(biāo)量，但有正負(fù)，若磁感線從某一面上穿入時(shí)，磁通量為正值，則磁感線從此面穿出時(shí)為負(fù)值。(4)磁通量可用穿過(guò)某一平面的磁感線條數(shù)表示。若有磁感線沿相反方向穿過(guò)同一平面，則磁通量等于穿過(guò)該平面的磁感線的凈條數(shù)(磁通量的代數(shù)和)。四．安培力通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力1．安培力的方向：（1）左手定則：伸開左手，讓拇指與其余