2020高中高考【物理】高中物理選修4知識(shí)點(diǎn)整理

谷城一中高三物理組2012屆高考備考物理二輪復(fù)習(xí)資料（選修3-4知識(shí)點(diǎn)梳理）谷城一中高三物理組高中物理選修3-4知識(shí)點(diǎn)梳理主題內(nèi)容要求說(shuō)明機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波1.筒諧運(yùn)動(dòng)I①筒諧運(yùn)動(dòng)只限于單擺和彈簧振子；②筒諧運(yùn)動(dòng)公式只限于回復(fù)力公式；③簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖像只限JzpZvV毯口6間囪例2.筒諧運(yùn)動(dòng)的公式和圖像n3.單擺、周期公式I4.受迫振動(dòng)和共振I5.機(jī)械波I6.橫波和縱波I7.橫波的圖像n8.波速、波長(zhǎng)和頻率（周期）的關(guān)系n于位移時(shí)間圖像。9.波的干涉和衍射現(xiàn)象i10.多普勒效應(yīng)i電磁振蕩與電磁波11.變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)、變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)、電磁波及其傳播i12.電磁波的產(chǎn)生、發(fā)射和接收i13.電磁波譜i光14.光的折射定律n①相對(duì)折射率不做考試要求；②光的干涉限于雙縫干涉、薄膜干涉。15.折射率i16.全反射、光導(dǎo)纖維i17.光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象i相對(duì)論18.狹義相對(duì)論的基本假設(shè)i19.質(zhì)速關(guān)系、質(zhì)能關(guān)系i20.相對(duì)論質(zhì)能關(guān)系式i一、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式和圖象1、機(jī)械振動(dòng)：物體（或物體的一部分）在某一中心位置兩側(cè)來(lái)回做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，叫做機(jī)械振動(dòng)。機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生的條件是：①回復(fù)力不為零；②阻力很小。使振動(dòng)物體回到平衡位置的力叫做/〃/吏力,回復(fù)力屬于效果力，在具體問(wèn)題中要注意分析什么力提供了回復(fù)力。2、簡(jiǎn)諧振動(dòng)：在機(jī)械振動(dòng)中最簡(jiǎn)單的一種理想化的振動(dòng)。對(duì)簡(jiǎn)諧振動(dòng)可以從兩個(gè)方面進(jìn)行定義或理解：①物體在跟位移大小成正比，并旦總是指向平衡位置的回復(fù)力作用下的振動(dòng)，叫做簡(jiǎn)諧振動(dòng)。②物體的振動(dòng)參量，隨時(shí)間按正弦或余弦規(guī)律變化的振動(dòng)，叫做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，3、描述振動(dòng)的物理量研究振動(dòng)除了要用到位移、速度、加速度、動(dòng)能、勢(shì)能等物理量以外，為適應(yīng)振動(dòng)特點(diǎn)還要引入一些新的物理量。⑴位移x：由平衡位置指向振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)所在位置的有向線段叫做位移。位移是矢量，其最大值等于振幅。第1頁(yè)共9頁(yè)谷城一中高三物理組2012屆高考備考物理二輪復(fù)習(xí)資料（選修3-4知識(shí)點(diǎn)梳理）谷城一中高三物理組⑵振幅4做機(jī)械振動(dòng)的物體離開(kāi)平衡位置的最大距離叫做振幅，振幅是標(biāo)量，表示振動(dòng)的強(qiáng)弱。振幅越大表示振動(dòng)的機(jī)械能越大，做筒揩振動(dòng)物體的振幅大小不影響簡(jiǎn)揩振動(dòng)的周期和頻率。⑶周期T：振動(dòng)物體完成一次余振動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間叫做周期。所謂全振動(dòng)是指物體從某一位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，物體第一次以相同的速度方向回到初始位置，叫做完成了一次全振動(dòng)。⑷頻率無(wú)振動(dòng)物體單位時(shí)間內(nèi)完成全振動(dòng)的次數(shù)。⑸角頻率to：角頻率也叫角速度，即圓周運(yùn)動(dòng)物體單位時(shí)間轉(zhuǎn)過(guò)的弧度數(shù)。引入這個(gè)參量來(lái)描述振動(dòng)的原因是人們?cè)谘芯抠|(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的射影的運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，發(fā)現(xiàn)質(zhì)點(diǎn)射影做的是簡(jiǎn)諧振動(dòng)。因此處理復(fù)雜的簡(jiǎn)諧振動(dòng)問(wèn)題時(shí)，可以將其轉(zhuǎn)化為勻速圓周運(yùn)動(dòng)的射影進(jìn)行處理，這種方法高考大綱不要求掌握。周期、頻率、角頻率的關(guān)系是：「=注=務(wù)⑹相位仞：表示振動(dòng)步調(diào)的物理量。4、研究簡(jiǎn)諧振動(dòng)規(guī)律的幾個(gè)思路：⑴用動(dòng)力學(xué)方法研究，受力特征：回復(fù)力F=-kx；加速度，筒諧振動(dòng)是一種變加速運(yùn)動(dòng)。在平衡位置時(shí)速度最大，加速度為零；在最大位移處，速度為零，加速度最大。⑵用運(yùn)動(dòng)學(xué)方法研究：簡(jiǎn)諧振動(dòng)的速度、加速度、位移都隨時(shí)間作正弦或余弦規(guī)律的變化，這種用正弦或余弦表示的公式法在高中階段不要求學(xué)生掌握。⑶用圖象法研究：熟練掌握用位移時(shí)間圖象來(lái)研究簡(jiǎn)諧振動(dòng)有關(guān)特征是本章學(xué)習(xí)的重點(diǎn)之一。⑷從能量角度進(jìn)行研究：簡(jiǎn)諧振動(dòng)過(guò)程，系統(tǒng)動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，總機(jī)械能守恒，振動(dòng)能量和振幅有關(guān)。5、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式2^x=Asin（口，+仞0）=Asin（——t+（P0）振幅，，周中『-招；6、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象描述振動(dòng)的物理量 |^1.直接描述量： 51了、 振幅4②周期于；③任意時(shí)刻的位移力 /\ /\2,間接描述量： 1A3A56t/s頻率/*：f=一②角速度切：CD= 一葉一.x-f圖線上一點(diǎn)的切線的斜率等于v3.從振動(dòng)圖象中的工分析有關(guān)物理量（y,a,F）簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)是周期性。在回復(fù)力的作用下，物體的運(yùn)動(dòng)在空間上有往復(fù)性，即在平衡位置附近做往復(fù)的變加速（或變減速）運(yùn)動(dòng)；在時(shí)間上有周期性，即每經(jīng)過(guò)一定時(shí)間，運(yùn)動(dòng)就要重復(fù)一次。我們能否利用振動(dòng)圖象來(lái)判斷質(zhì)點(diǎn)X,F,v,。的變化，它們變化的周期雖相等，但變化步調(diào)不同，只有真正理解振動(dòng)圖象的物理意義，才能進(jìn)一步判斷質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況。小結(jié)：①筒諧運(yùn)動(dòng)的圖象是正弦或余弦曲線，與運(yùn)動(dòng)軌跡不同。②筒諧運(yùn)動(dòng)圖象反應(yīng)了物體位移隨時(shí)間變化的關(guān)系。③根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象可以知道物體的振幅、周期、任一時(shí)刻的位移。 、、、、、、、二、單擺的周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系（實(shí)驗(yàn)、探究） 「單擺周期公式：A1上述公式是高考要考查的重點(diǎn)內(nèi)容之一。對(duì)周期公式的理解和應(yīng)用注意以下！\幾個(gè)問(wèn)題：①簡(jiǎn)諧振動(dòng)物體的周期和頻率是由振動(dòng)系統(tǒng)本身的條件決定的。②單。6單擺第2?頁(yè)共9頁(yè)

谷城一中高三物理組2012屆高考備考物理二輪復(fù)習(xí)資料（選修3-4知識(shí)點(diǎn)梳理）谷城一中高三物理組擺周期公式中的I是指擺動(dòng)圓弧的圓心到擺球重心的距離，一般也叫等效擺長(zhǎng)。單擺周期公式中的g,由單擺所在的空間位置決定，還由單擺系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)決定。所以g也叫等效重力加速度。由可知，地球表面不同位置、不同高度，不同星球表面g值都不相同，因此應(yīng)求出單擺所在地的等效g值代入公式，即g不一定等于9.8m/s2o單擺系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同g值也不相同。例如單擺在向上加速發(fā)射的航天飛機(jī)內(nèi)，設(shè)加速度為。，此時(shí)擺球處于超重狀態(tài)，沿圓弧切線的回復(fù)力變大，擺球質(zhì)量不變，則重力加速度等效值g'=g+。。再比如在軌道上運(yùn)行的航天飛機(jī)內(nèi)的單擺、擺球完全失重，回復(fù)力為零，則重力加速度等效值g』0,周期無(wú)窮大，即單擺不擺動(dòng)了。g還由單擺所處的物理環(huán)境決定。如帶小電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)是重力和豎直的電場(chǎng)合力在圓弧切向方向的分力，所以也有一g的問(wèn)題。一般情況下g值等于擺球靜止在平衡位置時(shí)，擺線張力與擺球質(zhì)量的比值。共振兩故,鳴要郎山的域沿,等于奈統(tǒng)的國(guó)有共振兩故,鳴要郎山的域沿,等于奈統(tǒng)的國(guó)有頊軍時(shí)r莪功的振四最L物體在周期性外力作用下的振動(dòng)叫受迫振動(dòng)。受迫振動(dòng)的規(guī)律是：物體做受迫振動(dòng)的頻率等于策動(dòng)力的頻率，而跟物體固有頻率無(wú)關(guān)。當(dāng)策動(dòng)力的頻率跟物體固有頻率相等時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅最大，這種現(xiàn)象叫共振。共振是受迫振動(dòng)的一種特殊情況。四、機(jī)械波橫波和縱波橫波的圖象1、機(jī)械波：機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播過(guò)程叫機(jī)械波，機(jī)械波產(chǎn)生的條件有兩個(gè)：一是要有做機(jī)械振動(dòng)的物體作為波源，二是要有能夠傳播機(jī)械振動(dòng)的介質(zhì)。2、橫波和縱波：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直的叫橫波。質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在同一直線上的叫縱波。氣體、液體、固體都能傳播縱波，但氣體和液體不能傳播橫波，聲波在空氣中是縱波，聲波的頻率從20到2萬(wàn)赫茲。3、機(jī)械波的特點(diǎn)：⑴每一質(zhì)點(diǎn)都以它的平衡位置為中心做簡(jiǎn)振振動(dòng)；后一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)總是落后于帶動(dòng)它的前一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)。⑵波只是傳播運(yùn)動(dòng)形式（振動(dòng)）和振動(dòng)能量，介質(zhì)并不隨波遷移。4、橫波的圖象：用橫坐標(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表示某一時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移。簡(jiǎn)諧波的圖象是正弦曲線，也叫正弦波。簡(jiǎn)諧波的波形曲線與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象都是正弦曲線，但他們的意義是不同的。波形曲線表示介質(zhì)中的“各個(gè)質(zhì)點(diǎn)”在“某一時(shí)刻”的位移，振動(dòng)圖象則表示介質(zhì)中“某個(gè)質(zhì)點(diǎn)”在“各個(gè)時(shí)刻”的位移。五、描述機(jī)械波的物理量一一波長(zhǎng)、波速和頻率（周期）的關(guān)系⑴波長(zhǎng)人：兩個(gè)相鄰的、在振動(dòng)過(guò)程中對(duì)平衡位置的位移總是相等的 ?人.質(zhì)點(diǎn)間的距離叫波長(zhǎng)。振動(dòng)在一個(gè)周期內(nèi)在介質(zhì)中傳播的距離等于波長(zhǎng)。 —? j、,Id⑵頻率齊波的頻率由波源決定，在任何介質(zhì)中頻率保持不變。⑶波速/單位時(shí)間內(nèi)振動(dòng)向外傳播的距離。波速的大小由介質(zhì)決定。波速與波長(zhǎng)和頻率的關(guān)系：v=?，V=kf.T波的衍六、波的干涉和衍射波的衍衍射：波繞過(guò)障礙物或小孔繼續(xù)傳播的現(xiàn)象。產(chǎn)生顯著衍射的條件是障礙物或孔的尺寸比波長(zhǎng)小或與波長(zhǎng)相差不多。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)，使某些區(qū)域振動(dòng)減弱，并且振動(dòng)加強(qiáng)和振動(dòng)減弱區(qū)域相互間隔的現(xiàn)象。產(chǎn)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象的條件是：兩列波的頻率相同，相差恒定。穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象中，振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)的空間位置是不變的，加強(qiáng)區(qū)的第3■頁(yè)共9頁(yè)

谷城一中高三物理組2012屆高考備考物理二輪復(fù)習(xí)資料（選修3-4知識(shí)點(diǎn)梳理）谷城一中高三物理組波的干涉振幅等于兩列波振幅之和，減弱區(qū)振幅等于兩列波振幅之差o判斷加強(qiáng)與減弱區(qū)域的方法一般有兩種：一是畫(huà)峰谷波形圖，峰峰或谷谷相遇增強(qiáng)，峰谷相遇減弱。二是相干波源振動(dòng)相同時(shí)，某點(diǎn)到二波源程波差是波長(zhǎng)整數(shù)倍時(shí)振動(dòng)增強(qiáng)，是半波長(zhǎng)*奇數(shù)倍時(shí)振動(dòng)減弱。干涉和衍射是波所特有的現(xiàn)象。波的干涉七、多普勒效應(yīng).多普勒效應(yīng)：由于波源和觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使觀察者感到頻率變化的現(xiàn)象叫做多普勒效應(yīng)。是奧地利物理學(xué)家多普勒在1842年發(fā)現(xiàn)的。.多普勒效應(yīng)的成因：聲源完成一次全振動(dòng)，向外發(fā)出一個(gè)波長(zhǎng)的波，頻率表示單位時(shí)間內(nèi)完成的全振動(dòng)的次數(shù)，因此波源的頻率等于單位時(shí)間內(nèi)波源發(fā)出的完全波的個(gè)數(shù)，而觀察者聽(tīng)到的聲音的音調(diào)，是由觀察者接受到的頻率，即單位時(shí)間接收到的完全波的個(gè)數(shù)決定的。.多普勒效應(yīng)是波動(dòng)過(guò)程共有的特征，不僅機(jī)械波，電磁波和光波也會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng)。.多普勒效應(yīng)的應(yīng)用:①現(xiàn)代醫(yī)學(xué)上使用的胎心檢測(cè)器、血流測(cè)定儀等有許多都是根據(jù)這種原理制成。②根據(jù)汽笛聲判斷火車的運(yùn)動(dòng)方向和快慢，以炮彈飛行的尖叫聲判斷炮彈的飛行方向等。③紅移現(xiàn)象：在20世紀(jì)初，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)許多星系的譜線有“紅移現(xiàn)象”，所謂“紅移現(xiàn)象”，就是整個(gè)光譜結(jié)構(gòu)向光譜紅色的一端偏移，這種現(xiàn)象可以用多普勒效應(yīng)加以解釋：由于星系遠(yuǎn)離我們運(yùn)動(dòng)，接收到的星光的頻率變小，譜線就向頻率變?。床ㄩL(zhǎng)變大）的紅端移動(dòng)?？茖W(xué)家從紅移的大小還可以算出這種遠(yuǎn)離運(yùn)動(dòng)的速度。這種現(xiàn)象，是證明宇宙在膨脹的一個(gè)有力證據(jù)。八、電磁波及其應(yīng)用、電磁波譜一、麥克斯韋電磁場(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)在變化的磁場(chǎng)中所產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)線是閉合的（渦旋電場(chǎng)）◎理解：①均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定電場(chǎng)②非均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生變化電場(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)麥克斯韋假設(shè):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)，即變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)◎理解：①均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定磁場(chǎng)；②非均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化磁場(chǎng)二、電磁波（2）電磁波可以在真空中傳播,速度和1（2）電磁波可以在真空中傳播,速度和2、電磁波：電磁場(chǎng)由發(fā)生區(qū)域向遠(yuǎn)處的傳播就是電磁波.3、 電磁波的特點(diǎn)：（1）電磁波是橫波，電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度8按正弦規(guī)律變化,二者相互垂直，均與波的傳播方向垂。光速相同。（3）電磁波具有波的特性三、赫茲的電火花赫茲觀察到了電磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等現(xiàn)象，他還測(cè)量出電磁波和光有相同的速度.這樣赫茲證實(shí)了麥克斯韋關(guān)于光的電磁理論，赫茲在人類歷史上首先捕捉到了電磁波。電磁波（譜）及其應(yīng)用⑴麥克斯韋計(jì)算出電磁波傳播速度與光速相同，說(shuō)明光具有電磁本質(zhì)，提出光就是一種電磁波。⑵電磁波譜第4?頁(yè)共9頁(yè)

電磁波譜無(wú)線電波紅外線 可見(jiàn)光 紫外線X射線Y射線產(chǎn)生機(jī)理在振蕩電路中，自由電子作周期性運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生原子的外層電子受到激發(fā)產(chǎn)生的原子的內(nèi)層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的原子核受到激發(fā)后產(chǎn)生的2012屆高考備考物理二輪復(fù)習(xí)資料（選修3-4知識(shí)點(diǎn)梳理）谷城一中高三物理組⑶電磁波的應(yīng)用：1、電視：電視信號(hào)是電視臺(tái)先把影像信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢园l(fā)射的電信號(hào)，發(fā)射出去后被接收的電信號(hào)通過(guò)還原，被還原為光的圖象重現(xiàn)熒光屏。電子束把一幅圖象按照各點(diǎn)的明暗情況，逐點(diǎn)變?yōu)閺?qiáng)弱不同的信號(hào)電流，通過(guò)天線把帶有圖象信號(hào)的電磁波發(fā)射出去。2、雷達(dá)工作原理：利用發(fā)射與接收之間的時(shí)間差，計(jì)算出物體的距離。3、手機(jī)：在待機(jī)狀態(tài)下，手機(jī)不斷的發(fā)射電磁波，與| | | |周圍環(huán)境交換信息。手機(jī)在建立連接的過(guò)程中發(fā)射的電磁波 ^ ^ ^ [特別強(qiáng)。 』一4——B—1——H~8——II—L電磁波與機(jī)械波的比較：共同點(diǎn)：都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象；它們波動(dòng)的頻率都取決于波源的頻率；在不同介質(zhì)中傳播，頻率都不變.不同點(diǎn)：機(jī)械波的傳播一定需要介質(zhì)，其波速與介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，與波的頻率無(wú)關(guān)而電磁波本身就是一種物質(zhì)，它可以在真空中傳播，也可以在介質(zhì)中傳播.電磁波在真空中傳播的速度均為3.0x108A，在介質(zhì)中傳播時(shí)，波速和波長(zhǎng)不僅與介質(zhì)性質(zhì)有關(guān)，還與頻率有關(guān).W不同電磁波產(chǎn)生的機(jī)理：無(wú)線電波是振蕩電路中自由電子作周期性的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的紅外線、可見(jiàn)光、紫外線是原子外層電子受激發(fā)產(chǎn)生的；倫琴射線是原子內(nèi)層電子受激發(fā)產(chǎn)生的；丫射線是原子核受激發(fā)產(chǎn)生的。頻率（波長(zhǎng)）不同的電磁波表現(xiàn)出作用不同：紅外線主要作用是熱作用，可以利用紅外線來(lái)加熱物體和進(jìn)行紅外線遙感；紫外線主要作用是化學(xué)作用，可用來(lái)殺菌和消毒；倫琴射線有較強(qiáng)的穿透本領(lǐng)，利用其穿透本領(lǐng)與物質(zhì)的密度有關(guān)，進(jìn)行對(duì)人體的透視和檢查部件的缺陷；丫射線的穿透本領(lǐng)更大，在工業(yè)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，如探傷，測(cè)厚或用y刀進(jìn)行手術(shù)。九、光的折射定律折射率光的折射定律，也叫斯涅耳定律：入射角的正弦跟折射角的正弦成正比如果用小2來(lái)表示這個(gè)比例常數(shù)，就有竺■冬=%2sin02折射率：光從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)時(shí)，雖然入射角的正弦跟折射角的正弦之比為一常數(shù)n,但是對(duì)不同的介質(zhì)來(lái)說(shuō)，這個(gè)常數(shù)n是不同的.這個(gè)常數(shù)n跟介質(zhì)有關(guān)系，是一個(gè)反映介質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)的物理量，我們把它叫做介質(zhì)的折射率.定義式：巧2=竺勺（0是光線在真空中與法線之間的夾角，久是光線在介質(zhì)中與法線之間sin02的夾角。）光從真空射入某種介質(zhì)時(shí)的折射率，叫做該種介質(zhì)的絕對(duì)折射率，也簡(jiǎn)稱為某種介質(zhì)的折射率.十、測(cè)定玻璃的折射率（實(shí)驗(yàn)、探究）實(shí)驗(yàn)原理：如圖所示，入射光線刀O由空氣射入玻璃磚，經(jīng)OO/后由08方向射出。作出法線MV/,貝！J折射率w=sma/siny注意事項(xiàng)：手拿玻璃磚時(shí)，不準(zhǔn)觸摸光潔的光學(xué)面，只能接觸毛而或第5?頁(yè)共9頁(yè)

谷城一中高三物理組2012屆高考備考物理二輪復(fù)習(xí)資料（選修3-4知識(shí)點(diǎn)梳理）谷城一中高三物理組棱，嚴(yán)禁把玻璃磚當(dāng)尺畫(huà)玻璃磚的界面；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，玻璃磚與白紙的相對(duì)位置不能改變；大頭針應(yīng)垂直地插在白紙上，且玻璃磚每一側(cè)的兩個(gè)大頭針距離應(yīng)大一些，以減小確定光路方向造成的誤差；入射角應(yīng)適當(dāng)大一些，以減少測(cè)量角度的誤差。十一、光的全反射光導(dǎo)纖維全反射現(xiàn)象：當(dāng)光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時(shí)，折射角大于入射角.當(dāng)入射角增大到某一角度時(shí)，折射角等于90°,此時(shí)，折射光完全消失入射光全部反回原來(lái)的介質(zhì)中，這種現(xiàn)象叫做全反射.臨界角：①定義:光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，折射角等于90。時(shí)的入射角，叫做臨界角.②臨界角的計(jì)算:smC=l.n光導(dǎo)纖維：當(dāng)光線射到光導(dǎo)纖維的端面上時(shí)，光線就折射進(jìn)入光導(dǎo)纖維內(nèi)，經(jīng)內(nèi)芯與外套的界面發(fā)生多次全反射后，從光導(dǎo)纖維的另一端而射出，而不從外套散逸，故光能損耗極小。十二、光的干涉、衍射和偏振光的干涉產(chǎn)生穩(wěn)定干涉的條件：只有兩列光波的頻率相同，位相差恒定，振動(dòng)方向一致的相干光源，才能產(chǎn)生光的干涉。由兩個(gè)普通獨(dú)立光源發(fā)出的光，不可能具有相同的頻率，更不可能存在固定的相差，因此，不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。條紋寬度（或條紋間距）相鄰兩條亮（暗）條紋的間距Ax為：Ax= 2d上式說(shuō)明，兩縫間距離越小、縫到屏的距離越大，光波的波長(zhǎng)越大，條紋的寬度就越大。當(dāng)實(shí)驗(yàn)裝置一定，紅光的條紋間距最大，紫光的條紋間距最小。紫光最這表明不同色光的波長(zhǎng)不同，紅光最長(zhǎng),短。幾個(gè)問(wèn)題：①在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，如果用紅色濾光片遮住一個(gè)狹縫S”再用綠濾光片遮住另一個(gè)狹縫S?當(dāng)用白光入射時(shí)，屏上是否會(huì)產(chǎn)生雙縫干涉圖樣？這時(shí)在屏上將會(huì)出現(xiàn)紅光單縫衍射光矢量和綠光單縫衍射光矢量振動(dòng)的疊加。由于紅光和綠光的頻率不同，因此它們?cè)谄辽席B加時(shí)不能產(chǎn)生干涉，此時(shí)屏上將出現(xiàn)混合色二單縫衍射圖樣。②在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，如果遮閉其中一條縫則在屏上出現(xiàn)的條紋有何變化？原來(lái)亮的地方會(huì)不會(huì)變暗？如果遮住雙縫其中的一條縫，在屏上將由雙縫干涉條紋演變?yōu)閱慰p衍射條紋，與干涉條紋相比，這時(shí)單縫衍射條紋亮度要減弱，而且明紋的寬度要增大，但由于干涉是受衍射調(diào)制的，所以原來(lái)亮的地方不會(huì)變暗。③雙縫干涉的亮條紋或暗條紋是兩列光波在光屏處疊加后加強(qiáng)或抵消而產(chǎn)生的，這是否違反了能量守恒定律？暗條紋處的光能量幾乎是零，表明兩列光波疊加，彼此相互抵消，這是按照光的傳播規(guī)律，暗條紋處是沒(méi)有光能量傳到該處的原因，不是光能量損耗了或轉(zhuǎn)變成了其它形式的能量。同樣，亮條紋處的光能量比較強(qiáng)，光能量增加，也不是光的干涉可以產(chǎn)生能量，而是按照波的傳播規(guī)律到達(dá)該處的光能量比較集中。雙縫干涉實(shí)驗(yàn)不違反能量守恒定律。薄膜干涉及其應(yīng)用⑴原理第6-頁(yè)共9頁(yè)

谷城一中高三物理組2012屆高考備考物理二輪復(fù)習(xí)資料（選修3-4知識(shí)點(diǎn)梳理）谷城一中高三物理組①干涉法檢查精密部件的表而取一個(gè)透明的標(biāo)準(zhǔn)樣板，放在待檢查的部件表面并在一端墊一薄片，使樣板的平而與被檢查的平面間形成一個(gè)楔形空氣膜，用單色光從上而照射，入射光從空氣層的上下表面反射出兩列光形成相干光，從反射光中就會(huì)看到干涉條紋，如圖2.3甲所示。I]II單色光I]II單色光VwVW標(biāo)淮棒掠1:啻片厚刑璃板如果被檢表面是平的，那么空氣層厚度相同的各點(diǎn)就位于一條直線上，產(chǎn)生的干涉條紋就是平行的（如圖2.3乙）；如果觀察到的干涉條紋如圖2.3丙所示，A、B處的凹凸情況可以這樣分析：由丙圖知，P、Q兩點(diǎn)位于同一條亮紋上，故甲圖中與P、Q對(duì)應(yīng)的位置空氣層厚度相同。由于Q位于P的右方（即遠(yuǎn)離楔尖），如果被檢表面是平的，Q處厚度應(yīng)該比P處大，所以，只有當(dāng)A處凹陷時(shí)才能使P與Q處深度相同。同理可以判斷與M對(duì)應(yīng)的B處為凸起。②增透膜是在透鏡、棱鏡等光學(xué)元件表而涂的一層氟化鎂薄膜。當(dāng)薄膜的兩個(gè)表面上反射光的路程差等于半個(gè)波長(zhǎng)時(shí)，反射回來(lái)的光抵消。從而增強(qiáng)了透射光的強(qiáng)度。顯然增透膜的厚度應(yīng)該等于光在該介質(zhì)中波長(zhǎng)的l/4o由能量守恒可知，入射光總強(qiáng)度=反射光總強(qiáng)度+透射光總強(qiáng)度。光的強(qiáng)度由光的振幅決定。當(dāng)滿足增透膜厚度加么時(shí)，兩束反射光恰好實(shí)現(xiàn)波峰與波谷相疊加，實(shí)現(xiàn)干涉相消，使其合振幅接4近于零，即反射光的總強(qiáng)度接近于零，從總效果上看，相當(dāng)于光幾乎不發(fā)生反射而透過(guò)薄膜，因而大大減少了光的反射損失，增強(qiáng)了透射光的強(qiáng)度。增透膜只對(duì)人眼或感光膠片上最敏感的綠光起增透作用。當(dāng)白光照到（垂直）增透膜上，綠光產(chǎn)生相消干涉，反射光中綠光的強(qiáng)度幾乎是零。這時(shí)其他波長(zhǎng)的光（如紅光和紫光）并沒(méi)有被完全抵消。因此，增透膜呈綠光的互補(bǔ)色一一淡紫色。光的衍射⑴現(xiàn)象：①單縫衍射a）單色光入射單縫時(shí)，出現(xiàn)明暗相同不等距條紋，中間亮條紋較寬，較亮兩邊亮條紋較窄、較暗；b）白光入射單縫時(shí)，出現(xiàn)彩色條紋。圓孔衍射：光入射微小的圓孔時(shí)，出現(xiàn)明暗相間不等距的圓形條紋泊松亮斑光入射圓屏?xí)r，在園屏后的影區(qū)內(nèi)有一亮斑⑵光發(fā)生衍射的條件：障礙物或孔的尺寸與光波波長(zhǎng)相差不多，甚至此光波波長(zhǎng)還小時(shí)，出現(xiàn)明顯的衍射現(xiàn)象光的偏振自然光：從普通光源直接發(fā)生的天然光是無(wú)數(shù)偏振光的無(wú)規(guī)則集合，所以直接觀察時(shí)不能發(fā)現(xiàn)光強(qiáng)偏于一定方向.這種沿著各個(gè)方向振動(dòng)的光波的強(qiáng)度都相同的光叫自然光；太陽(yáng)、電燈等普通光源發(fā)出的光，包含著在垂直于傳播方向的平而內(nèi)沿一切方向振動(dòng)的光，而且沿著各個(gè)方向振動(dòng)的光波強(qiáng)度都相同，這種光都是自然光.自然光通過(guò)第一個(gè)偏振片0（叫起偏器）后，相當(dāng)于被一個(gè)“狹縫”卡了一下，只有振動(dòng)方向跟“狹第7?頁(yè)共9頁(yè)2012屆高考備考物理二輪復(fù)習(xí)資料（選修3-4知識(shí)點(diǎn)梳理） 谷城一中高三物理組縫”方向平行的光波才能通過(guò).自然光通過(guò)偏振片R后雖然變成了偏振光，但由于自然光中沿各個(gè)方向振動(dòng)的光波強(qiáng)度都相同，所以不論晶片轉(zhuǎn)到什么方向，都會(huì)有相同強(qiáng)度的光透射過(guò)來(lái).再通過(guò)第二個(gè)偏振片P2（叫檢偏器）去觀察就不同了；不論旋轉(zhuǎn)哪個(gè)偏振片，兩偏振片透振方向平行時(shí)，透射光最強(qiáng)，兩偏振片的透振方向垂直時(shí)，透射光最弱.光的偏振現(xiàn)象在技術(shù)中有很多應(yīng)用.例如拍攝水下的景物或展覽櫥窗中的陳列品的照片時(shí)，由于水面或玻璃會(huì)反射出很強(qiáng)的反射光，使得水而下的景物和櫥窗中的陳列品看不清楚，攝出的照片也不清楚.如果在照相機(jī)鏡頭上加一個(gè)偏振片，使偏振片的透振方向與反射光的偏振方向垂直，就可以把這些反射光濾掉，而攝得清晰的照片；此外，還有立體電影、消除車燈眩光等等.十三、激光的特性及應(yīng)用激光，是“受激輻射光放大”的簡(jiǎn)稱，它是用人工的方法產(chǎn)生的一種特殊的光.激光是20世紀(jì)的一項(xiàng)重要發(fā)明，由于它有著普通光無(wú)法比擬的一些特性，已經(jīng)在廣泛的領(lǐng)域得到應(yīng)用.產(chǎn)生激光的裝置稱為激光器，它主要由三部分組成，即工作物質(zhì)、抽運(yùn)系統(tǒng)和光學(xué)諧振腔.激光的特性：①平行度非常好.激光束的光線平行度極好，從地面上發(fā)射的一束極細(xì)的激光束，到達(dá)月球表面時(shí)，也只發(fā)散成直徑Im多的光斑，因此激光在地而上傳播時(shí)，可以看成是不發(fā)散的.