选修3-4、3-5背诵知识点总结 -

高中物理选修3-4知识点总结一、机械波1. 波的特征量及其关系（1）波长：波动过程中，对平衡位置的位移总相等的两相邻质点的距 离叫波长；（2）频率：波的频率由波源的振动频率决定，在任何介 质中，频率保持不变；（3）机械振动在介质中的传播的距离和所用 时间的比值叫波速，波速由介质本身的性质所决定（若光还和光的 频率有关），在不同2. 介质中质点运动的特征：（1）每个质点都在自己平衡位置附近作振动， 并不随波迁移；（2）后振动的质点振动情况总是落后于相邻的先振 动的质点的振动3. 波动图象（1）规定用横坐标x表示在波的传播方向上各个质点的平衡位置，纵坐标y表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移，连结各质点位 移量末端得到的曲线叫做该时刻波的图象用“同侧法”判断波动图像中质点的速度方向，用作切线判断振动【中质点的速度方向（3）在一个周期内质点沿y轴振动通过路程4A，1/4个周期不一定是A； 波沿x轴匀速传播入，1/4个周期传播距离一定是入/4。4、波长、波速和频率（周期）的关系v =Ax/At= Xf=X/ T。5、波绕过障碍物的现象叫做波的衍射能够发生明显的衍射现象的条件 是：障碍物或孔的尺寸比波长小，或者跟波长相差不多。dW入（超声波（它是机械波非电磁波）定位原理（频率大，波长小不易衍射，直线 传播性好6、产生干涉的必要条件是 两列波源的频率必须相同，干涉区域内某点 是振动最强点还是振动最弱点的充要条件：（1）最强：该点到两个 波源的路程之差是波长的整数倍，即S=2nX/2 ； （2）最弱：该点 到两个波源的路程之差是半波长的奇数倍有（2n+1）入/2，即。 根据以上分析，在稳定的干涉区域内，振动加强点始终加强；振动 减弱点始终减弱。（振动加强的点还是做简谐运动，位波刻位移可能 为零）刻.7、声波是纵波 能在空气、液体、固体中传播声波在固体中波速大于 液体大于气体.|8、多普勒效应：当波源或者观测者相对于介质运动时，观测者会发现 波的频率发生了变化，这种现象叫多普勒效应。当波源与观察者相互 靠近时，观察者“感觉”到的频率变大。当波源与观察者相互远离 时，.观察者“感觉”到的频率变小刻.（注意：波源实际频率不变）.现 象：多普勒测速仪、“红波变、变变超”。1二、电磁波9、麦克斯韦理论（赫兹用实验证明其理论是正确的）(1) 变化的磁场能够在周围空间产生电场，变化的电场能够在周围空 间产生磁场。 (2)均.匀变化的磁场产生稳定的电场，均匀变化的电场产生稳定的磁 场(3)振荡的(即周期性变化的)磁场产生同频率的振荡电场，振荡的电 场产生同频率的振荡磁场.10、电磁场： 变化电场在周围空间产生磁场，变化磁场在周围空间 产生电场，变化的电场和磁场成为一个完整的整体，这就是电磁场.11、电磁波麦克斯韦预言、赫兹电火花实验证实(1)定义：交替产生的振荡电场和振荡磁场向周围空间的传播形成电 磁波(2) 特点：电磁波是横波.在电磁波中，每处的电场强度和磁感强 度的方向总是些真丁且与电磁波的传播方向垂直_ ；任何 频率的电磁波在真空中的传播速度都等于3X10S7S；电磁波 的传播速度等于波长与频率的乘积，即Y=Xf_o(3)电磁波与机械波的关系机械波在介质中的传播速度仅由介质决定，与机械波的频率无关.电磁波在介质中的传播速度不仅取决于介质，还与电磁波的频 率有关，频率大，传播速度越小.电磁波本身是物质，所以电磁波的传播不像机械波需要别的物 质作为介质.机械波不能在真空中传播，而电磁波能真空中 传播.|八、电磁波谱及其应用I12、电磁波谱：各种电磁波中，除可见光以外，相邻两个波段间都有重叠。(1) 光是一种电磁波，电磁波的速度和它的传播速度相同，在传播过程 中可不需要介质，都具有波动的共性.如干涉、衍射、多普勒效应 _。它又是横波.(2) 电磁波谱种类无线电波红外线可见光紫外线X射线Y射线频率特性波动性强热效应，遥控遥感能使人 类产生 视觉荧光作用、杀伤 作用穿透作 用强用途通讯、电 视，广播、 导航等加热、医 疗、红外 摄影、遥 测遥感杀菌消毒、验钞 等工业探 伤、医学 透视治 疗等工业探 伤、医用 治疗等，橙，黄，绿，青，蓝，折射率逐渐增大红光波动性(干涉、衍射)强，紫光粒子性强雷达：雷达是利用无线电波中的（微波一电磁波：直线性好、反射 性强；声呐：超声波一机械波）来测定物体位置的无线电设备. 13、LC振荡电路T=2n JLC三、光|14、折射率一即n=sini/sinr =C/V,射cv,所以任何介质的折射率n 都大于1.15、全反射：当光线从光密介质射到光疏介质的界面上时，若入射角大 于临界角，则折射光线消失，只产生反射的现象叫全反射.产生全 反射的条件是：a、光从光密介质射向光疏介质；卜入射角大于或 等于临界角（me -：）;两条件必须同时存在，才发生全反射。16、光导纤维：内层为光密介质，外层为光疏介质。全反射应用:光导射维、自行车尾灯、海市蜃楼、沙漠蜃景、夏天柏油路面 特别亮、水中的气泡看起来特别亮17、光的干涉全息照片是干涉）（1）现象：符合一定条件的相干光在相遇的区域出现了稳定的相间的加强区域和减弱区域.（2）光发生干涉的条件：频率相等_。（3）双缝干涉：（1801年，英国的托马斯杨）推导：如图所示，若S1、S2光振动情况完全相同，光程差则符合半 波长偶数被时，出现亮条纹（n=0, 1，2,3）符合半波长奇数倍 时，出现暗条纹（n=0, 1，2, 3，）相邻亮条纹（或相邻暗条纹） 之间的间距（相邻亮条纹中央间距，相邻暗条纹中央间距）为 X=L入/d .图象特点：中央为亮纹，两边等间距对称分布明暗相间条纹.红 光：明、暗条纹宽度最宽，紫光明、暗条纹宽度最窄.白光干涉图象 中央明条纹的最外侧为红色.相邻亮 纹（暗 纹）间的 距离A X=L 入/d 。用此公 式可以测定单单缝（图甲）放大镜色光的波长。用白光作双缝干涉实验时，由于白光内各种色光的波长不同，干涉条纹间距不同，所以屏的中央是白色亮纹，两边出现彩色 条纹。（4膜干涉：相干光源的由来：利用薄膜（如肥皂液膜、空气膜）前后表面的反 射光束相遇而形成干涉现象.图象特点：同一条亮（或暗）条纹上所 对应薄膜厚度_相等单色光在肥皂膜上（上薄下厚）形成水平状明暗相间条纹（白光入射形成彩色条纹）。应用：增透膜、检验平整度、18、光的衍射（1）现象：光偏离直线传播绕过障碍物进入阴影区域里的现象.各种 不同形状的障碍物都能使光发生衍射。（2）产生条件：障碍物或孔的尺寸与波长差不多或比波长小_.（3）单缝衍射：图象特点：中央条纹壳而宽，两侧为不等_间隔的明暗相间的条 纹（白光入射为彩色条纹）.（4）例子：数学家泊松推算出在圆板阴影的中心应有一个亮斑（即著 名的泊松亮斑），后被实验证实，即说明泊松亮斑是由光的衍射形成。）19、光的偏振（1）光是横波，是电磁波.所以光有偏振现象.（2）自然光：在光波传播方向垂直的平面内光振动（指E的振动）沿各 个方向振动强度都相同的光.如由太阳、电灯等普通光源发出的光.（3）偏振光：在光波传播方向的垂直平面内，只有沿着某一方向振动 的光.如自然光经一偏振片作用后的光，再如自然光商两介质分 界面时同时发生反射和折射（反射角和折射角和为9Oo时），反射光 线和折射光线是光振动方向互相垂直的偏振光.（4）应用：液晶显示、观看3D电影等.相机前面的偏振镜可以减弱玻 璃表面反射光的影响使相片更加清晰20、彩虹由于折射率不同形成的色散机械振动1、探究单摆周期与摆长的关系实验：测线长时摆球自然悬垂，测周期 时从最低点开始计时2、发生受迫振动的物体周期等于驱动力周期与固有周期无关3、共振曲线（P19图11.5-4 ）物理选修3-5知识点归纳一、动量（矢量）2、动量守卮定律的条件:系2统所受的总冲量为零（不受力、所受外力 的矢量和为零或外力的作用远小于系统内物体间的相互作用力），即系统所受外力的矢量和为零。（碰撞、爆炸、反冲）3、动量守恒定律的表达式pnm v+mv =m v/+m v / （规定正方向） _1_12 21 12-2_（1）非弹性碰撞：动能损失动量守恒 （2）弹性碰撞：动量守恒，碰撞前后动能相等;特例1：对于弹性碰撞，若两个物体质量相等，则碰撞后两个物体互换 速度（即碰后A的速度等于碰前B的速度，碰后B的速度等于碰前时 速度） 特例2：当速度相等时两者距离有最值5、人船模 一一两个原来静止的物体（人和船）发生相互作用时，不受 其它外力，对这两个物体组成的系统来说，动量守恒，且任一时刻 的总动量均为零，由动量守恒定律，有mv = MV二、量子理论的建立|6、量子理论的建立:1900年德国物理学家普朗克提出振动着的带电微粒 的能量只能是某个最小能量值e的整数倍，这个不可再分的能量值 e叫做能量子e= hv。h为普朗克常数（6.63X 10-34J.S）三、光电效应光子说光电效应方程7、光电效应（1）光的电磁说使光的波动理论发展到相当完美的地步，但是它并不 能解释光电效应的现象。在光（包括不可见光）的照射下从物体发射 出电子的现象叫做光电效应，发射出来的电子叫光电子。（实验图在 课本）（2）光电效应的研究结果：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;.光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着入射光频率的 增大而增大入射光照到金属上时光电子的发射几乎是瞬时的， 一般不超过10-9S；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。8、光子说：光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为v的 光的能9、光电效应方程：E= hu-W（掌握Ek/Uc-v图象的物理意义）同时， hu、= W （Ek是光电书的最大初动能；W0是逸出功，即从金属表 面直接飞出的光电子克服正电荷引力所做的功。）. |eUC=EK= hu - W|四、光的波粒二象性 物质波|10、光的波粒二象性:干涉、衍射和偏振以尢可辩驳的事实表明光是一 种波；光电效应和康普顿效应又用尢可辩驳的事实表明光是一种粒 子，由于光既有波动性义有粒子性，只能认为光具有波粒二象性。 但不可把光当成宏观观念中的波，也不可把光当成宏观观念中的粒 子。少量的光子表现出粒子性,大量光子运动表现为波动性；光在 传播时显示波动性，与物质发生作用时，往往显示粒子性；频率小 波长大的波动性显著，频率大波长小的粒子性显著。（P41电子干涉 条纹对概率波的验证）11、物质波：1924年德布罗意（法）提出，实物粒子和光子一样具有波动性，任何一个运动着的物体都有一种与之对应的波，波长囚 =h7p，这种波叫物质波，也叫德布罗意波。（P38电子的衍射图 样;电子显微镜的分辨率为何远远高于光学显微镜）12、概率波：从光子的概念上看，光波是一种概率波。|五、原子核式模型机构13、1897年汤姆生（英）发现了电子，提出原子的枣糕模型，说明原子 可以再分（14、1909年起英国物理学家卢瑟福做了 a粒子轰击金箔的实验，即a粒 子散射实验（实验装置见必修本P257）得到出乎意料的结果：绝大 多数a粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，少数a粒子却发生了 较大的偏转，并且有极少数a粒子偏转角超过了9尸，有的甚至被 弹回，偏转角几乎达到180。（P53图）15、卢瑟福在1911年提出原子的核式结构学说：在原子的中心有一个 很小的核，叫做原子核，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里绕着核旋转按照这个学说，可很好地解释a粒子散射实验结果，a粒子散射 实验的数据还可以估计原子核的大小（数量级为10-削）和原子核的 正电荷数。 .一六、氢原子的光谱16、光谱的种类:（1）发射光谱物质发光直接产生的光谱。炽热的固体、液体及高温高压气体发光产生连续光谱；稀薄气体发光产生 线状谱，不同元素的线状谱线不同，又称特征谱线。（2）吸收光谱：连续谱线中某些频率的光被稀薄气体吸收后产生的光谱，元 素能发射出何种频率的光，就相应能吸收何种频率的光，因此吸收 光谱也可作元素的特征谱线。17、氢原子的光谱是线状的（这些亮线称为原子的特征谱线）即辐射波长 是分立的。18痔尔霍夫开创了光谱分析的方法利用元素的特征谱线（线状谱或吸 收光谱）鉴别物质的分析方法。七、原子的能级19、玻尔理论的假设：（1）原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是 稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量，这些状态叫做定 态。氢原子的各个定态的能量值，叫做它的能级。原子处于最低能级 时电子在离核最近的轨道上运动，这种定态叫做基态；原子处于较高 能级时电子在离核较远的轨道上运动的这些定态叫做激发态。（2）原子从一种定态（设能量为E）跃迁到另一种定态（设能量为 E）时，它辐射（或吸收）一定频率的光子，光子的能量由这两种定 态的能量差决定，即u = E 一 E|,（能级（3）原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应。 原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道的分布也是不连续的。20、玻尔计算公式:n=1 （即离核最近的）（选定离核无限远处的电势能 为零，电子从离核无限远处移到任一轨道上，都是电场力做正功， 电势能减少，所以在任一轨道上，电子的电势能都是负值，而且离 核越近，电势能越小、动能越大、21、一群氢原子处于量子数为n的激发态时，可能辐射出的光谱线条数为 N= n（n-1）/2。一个氢原子处于量子数为n的激发态时，可能辐射出的光谱线条数 为 N= n-1 。八、原子核的组成22、1919年卢瑟福用a粒子轰击氮原子核发现质子即氢原子核。核反应方程。（P76核反应）23、卢瑟福预想到原子内存在质量跟质子相等的不带电的中性粒子，即中子。查德威克经过研究，证明：用大a射线轰击铍时，会产生一 种看不见的贯穿能力很强（10-20厘米的铅板）的不带电粒子，用其 轰击石蜡时，竟能从石蜡中打出质子，此贯穿能力极强的射线即为 设想中的中子。核反应方程 ：（P76人工放射性同位素）24、质子和中子统称核子 原子核的电荷数等于其质子数，原子核的质 量数等于其质子数与中子数的和。具有相同质子数的原子属于同一 种元素；具有相同的质子数和不同的中子数的原子互称同位素。25、天然放（1）人类认识原子核有复杂结构和它的变化规律，是从天然放射现象开始的。（2）用磁场来研究放射线的性质（图见3-5第74页）：a射线带正电，偏转较小，a粒子就是氦原子核，贯穿本领很小， 电离作用很强，使底片感光作用很强；B射线带负电，偏转较大， 是高速电子流，贯穿本领很强（几毫米的铝板），电离作用较弱； Y射线中电中性的，无偏转，是波长极短的电磁波，贯穿本领最强 （几厘米的铅板），电离作用最小。九、原子核的衰变半衰期|26、原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化叫做原子核的衰变在衰变中电荷数和质量数都是守恒的（注意：质量并不守恒。）。7射 线是伴随a射线或B射线产生的，没有单独的Y衰变。B衰本质原 子核能的中子变成质子加电子。_27、半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间。放射性 元素衰变的快慢是由核内部本身的因素决定，与原子所处的物理状 态或化学状态无关，它是对大里保子的统寸规律。N=（1/2）汕。_，m=_ （1/2）如_。十、放射性的应用与防护 放射性同位素28、放射性同位素的应用:a、利用它的射线（贯穿本领、电离作用、物 理和化学效应）；b、做示踪原子。29、放射性同位素的防护:过量的射线对人体组织有破坏作用，这些破 坏往往是对细胞核的破坏，因此，在使用放射性同位素时，必须注 意人身安全，同时要放射性物质对空气、水源等的破坏。|十一、核力与结合能质量亏损30、由于核子间存在着强大的核力（核子之间的引力，特点：核力与核子是否带电无关短程力，只有相邻的核子间才发生作用）， 核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量叫原子核的结合能，亦称核能。31比结合能=结合能/核子数（比结合能越大，原子核越稳定） 32、我们把核子结合生成原子核，所生成的原子核的质量比生成它的核子的总质量要小些，这种现象叫做质量亏损。爱因斯坦在相对论中得 出物体的质量和能量间的关系式_E= A mC2_（质量以千克为单位、能量 以焦耳的单位_，就是著名的质能联系方程，简称质能方程。1u相当 于_931.5 MeV （此结论在计算中可直接应用）。十二、原子核的人工转变33、原子核在其他粒子的轰击下产生新核的过程，称为核反应（原子核 的人工转变）。在核反应中电荷数和质量数都是守恒的。十三、重核的裂变轻核的聚变34、凡是释放核能的核反应都有质量亏损核子组成不同的原子核时，平 均每个核子的质量亏损是不同的，所以各种原子核中核子的平均质量 不同。核子平均质量小的，每个核子平均放的能多。铁原子核中核子 的平均质量最小，所以铁原子核最稳定。凡是由平均质量大的核，生 成平均质量小的核的核反应都是释放核35、1938年德国化学家哈恩和斯特拉斯曼发现重核裂变，即一个重核在俘获一个中子后，分裂成几个中等质量的核的反应过程，铀核裂变的 核反应方程 。（P83核裂变）36、由于中子的增殖使裂变反应能持续地进行的过程称链式反应。为使 其容易发生，最好使用纯铀235。因为原子核非常小，如果铀块的体 积不够大，中子从铀块中通过时，可能还没有碰到铀核就跑到铀块 外面去了，因此存在能够发生链式反应的铀块的最小体积，即临界 体积。发生链式反应的条件是裂变物的体积大于临界体积，并有中子进 入。应用有原子弹、核电站。37、轻核结合成质量较大的核叫聚变（例： 一 .）（P88核聚变）发生聚变的条件是：超高温（几百万度以上），因此聚变又叫热核反 应。太阳的能量产生于热核反应。应用有氢弹。