高考物理知識要點總結(jié)

1、高考物理知識點總結(jié)2十一、磁場  1.磁場   （1）磁場:磁場是存在于磁體、電流和運動電荷周圍的一種物質(zhì).永磁體和電流都能在空間產(chǎn)生磁場.變化的電場也能產(chǎn)生磁場. （2）磁場的基本特點:磁場對處于其中的磁體、電流和運動電荷有力的作用.   （3）磁現(xiàn)象的電本質(zhì):一切磁現(xiàn)象都可歸結(jié)為運動電荷（或電流）之間通過磁場而發(fā)生的相互作用.   （4）安培分子電流假說-在原子、分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部，存在著一種環(huán)形電流即分子電流，分子電流使每個物質(zhì)微粒成為微小的磁體. （5）磁場的方向:規(guī)定在磁場中任一點小磁針N極受力的方向（或者小磁針靜止時N極的指向）就是那一點的磁

2、場方向.   2.磁感線   （1）在磁場中人為地畫出一系列曲線，曲線的切線方向表示該位置的磁場方向，曲線的疏密能定性地表示磁場的弱強，這一系列曲線稱為磁感線.   （2）磁鐵外部的磁感線，都從磁鐵N極出來，進入S極，在內(nèi)部，由S極到N極，磁感線是閉合曲線;磁感線不相交.   （3）幾種典型磁場的磁感線的分布:   直線電流的磁場:同心圓、非勻強、距導(dǎo)線越遠(yuǎn)處磁場越弱.   通電螺線管的磁場:兩端分別是N極和S極，管內(nèi)可看作勻強磁場，管外是非勻強磁場.   環(huán)形電流的磁場:兩側(cè)是N極和S極，離圓環(huán)中心越遠(yuǎn)，磁場越弱.

3、60; 勻強磁場:磁感應(yīng)強度的大小處處相等、方向處處相同.勻強磁場中的磁感線是分布均勻、方向相同的平行直線.   3.磁感應(yīng)強度   （1）定義:磁感應(yīng)強度是表示磁場強弱的物理量，在磁場中垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線，受到的磁場力F跟電流I和導(dǎo)線長度L的乘積IL的比值，叫做通電導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強度，定義式B=F/IL.單位T，1T=1N/（A·m）.   （2）磁感應(yīng)強度是矢量，磁場中某點的磁感應(yīng)強度的方向就是該點的磁場方向，即通過該點的磁感線的切線方向.   （3）磁場中某位置的磁感應(yīng)強度的大小及方向是客觀存在的，與放入的電流強度I的大小、導(dǎo)線

4、的長短L的大小無關(guān)，與電流受到的力也無關(guān)，即使不放入載流導(dǎo)體，它的磁感應(yīng)強度也照樣存在，因此不能說B與F成正比，或B與IL成反比.   （4）磁感應(yīng)強度B是矢量，遵守矢量分解合成的平行四邊形定則，注意磁感應(yīng)強度的方向就是該處的磁場方向，并不是在該處的電流的受力方向.   4.地磁場:地球的磁場與條形磁體的磁場相似，其主要特點有三個:   （1）地磁場的N極在地球南極附近，S極在地球北極附近.   （2）地磁場B的水平分量（Bx）總是從地球南極指向北極，而豎直分量（By）則南北相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下.   （3）在赤道平

5、面上，距離地球表面相等的各點，磁感強度相等，且方向水平向北.   5.安培力   （1）安培力大小F=BIL.式中F、B、I要兩兩垂直，L是有效長度.若載流導(dǎo)體是彎曲導(dǎo)線，且導(dǎo)線所在平面與磁感強度方向垂直，則L指彎曲導(dǎo)線中始端指向末端的直線長度.   （2）安培力的方向由左手定則判定.   （3）安培力做功與路徑有關(guān)，繞閉合回路一周，安培力做的功可以為正，可以為負(fù)，也可以為零，而不像重力和電場力那樣做功總為零.   6. 洛倫茲力   （1）洛倫茲力的大小f=qvB，條件:vB.當(dāng)vB時，f=0.   （2）洛倫茲力的特性:

6、洛倫茲力始終垂直于v的方向，所以洛倫茲力一定不做功.   （3）洛倫茲力與安培力的關(guān)系:洛倫茲力是安培力的微觀實質(zhì)，安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn).所以洛倫茲力的方向與安培力的方向一樣也由左手定則判定.   （4）在磁場中靜止的電荷不受洛倫茲力作用.   7. 帶電粒子在磁場中的運動規(guī)律   在帶電粒子只受洛倫茲力作用的條件下（電子、質(zhì)子、粒子等微觀粒子的重力通常忽略不計），   （1）若帶電粒子的速度方向與磁場方向平行（相同或相反），帶電粒子以入射速度v做勻速直線運動.   （2）若帶電粒子的速度方向與磁場方向垂直，帶電粒子在垂直于磁感

7、線的平面內(nèi)，以入射速率v做勻速圓周運動.軌道半徑公式：r=mv/qB 周期公式: T=2m/qB   8.帶電粒子在復(fù)合場中運動   （1）帶電粒子在復(fù)合場中做直線運動   帶電粒子所受合外力為零時，做勻速直線運動，處理這類問題，應(yīng)根據(jù)受力平衡列方程求解.   帶電粒子所受合外力恒定，且與初速度在一條直線上，粒子將作勻變速直線運動，處理這類問題，根據(jù)洛倫茲力不做功的特點，選用牛頓第二定律、動量定理、動能定理、能量守恒等規(guī)律列方程求解.   （2）帶電粒子在復(fù)合場中做曲線運動   當(dāng)帶電粒子在所受的重力與電場力等值反向時，洛倫茲力提供向

8、心力時，帶電粒子在垂直于磁場的平面內(nèi)做勻速圓周運動.處理這類問題，往往同時應(yīng)用牛頓第二定律、動能定理列方程求解.   當(dāng)帶電粒子所受的合外力是變力，與初速度方向不在同一直線上時，粒子做非勻變速曲線運動，這時粒子的運動軌跡既不是圓弧，也不是拋物線，一般處理這類問題，選用動能定理或能量守恒列方程求解.   由于帶電粒子在復(fù)合場中受力情況復(fù)雜運動情況多變，往往出現(xiàn)臨界問題，這時應(yīng)以題目中“最大”、“最高” “至少”等詞語為突破口，挖掘隱含條件，根據(jù)臨界條件列出輔助方程，再與其他方程聯(lián)立求解.   十二、電磁感應(yīng)   1. 電磁感應(yīng)現(xiàn)象:利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫

9、做電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流.   （1）產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，即0.（2）產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的條件:無論回路是否閉合，只要穿過線圈平面的磁通量發(fā)生變化，線路中就有感應(yīng)電動勢.產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源.   （2）電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實質(zhì)是產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，如果回路閉合，則有感應(yīng)電流，回路不閉合，則只有感應(yīng)電動勢而無感應(yīng)電流.   2.磁通量（1）定義:磁感應(yīng)強度B與垂直磁場方向的面積S的乘積叫做穿過這個面的磁通量，定義式:=BS.如果面積S與B不垂直，應(yīng)以B乘以在垂直于磁場方向上的投影面積S，即=BS，國際單位:Wb  

10、; 求磁通量時應(yīng)該是穿過某一面積的磁感線的凈條數(shù).任何一個面都有正、反兩個面;磁感線從面的正方向穿入時，穿過該面的磁通量為正.反之，磁通量為負(fù).所求磁通量為正、反兩面穿入的磁感線的代數(shù)和.   3. 楞次定律  （1）楞次定律:感應(yīng)電流的磁場，總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化.楞次定律適用于一般情況的感應(yīng)電流方向的判定，而右手定則只適用于導(dǎo)線切割磁感線運動的情況，此種情況用右手定則判定比用楞次定律判定簡便.  （2）對楞次定律的理解   誰阻礙誰感應(yīng)電流的磁通量阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的磁通量.   阻礙什么阻礙的是穿過回路的磁通量的變化，而不是磁通

11、量本身.如何阻礙原磁通量增加時，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反;當(dāng)原磁通量減少時，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同，即“增反減同”.阻礙的結(jié)果阻礙并不是阻止，結(jié)果是增加的還增加，減少的還減少.   （3）楞次定律的另一種表述:感應(yīng)電流總是阻礙產(chǎn)生它的那個原因，表現(xiàn)形式有三種:   阻礙原磁通量的變化;阻礙物體間的相對運動;阻礙原電流的變化（自感）.   4.法拉第電磁感應(yīng)定律   電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比.表達(dá)式 E=n/t   當(dāng)導(dǎo)體做切割磁感線運動時，其感應(yīng)電動勢的計算公式為E=BLvsin.當(dāng)B、

12、L、v三者兩兩垂直時，感應(yīng)電動勢E=BLv.（1）兩個公式的選用方法E=n/t 計算的是在t時間內(nèi)的平均電動勢，只有當(dāng)磁通量的變化率是恒定不變時，它算出的才是瞬時電動勢.E=BLvsin中的v若為瞬時速度，則算出的就是瞬時電動勢:若v為平均速度，算出的就是平均電動勢.（2）公式的變形   當(dāng)線圈垂直磁場方向放置，線圈的面積S保持不變，只是磁場的磁感強度均勻變化時，感應(yīng)電動勢:E=nSB/t . 如果磁感強度不變，而線圈面積均勻變化時，感應(yīng)電動勢E=Nbs/t .   5.自感現(xiàn)象   （1）自感現(xiàn)象:由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象.（2）自感電動勢

13、:在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫自感電動勢.自感電動勢的大小取決于線圈自感系數(shù)和本身電流變化的快慢，自感電動勢方向總是阻礙電流的變化.   6.日光燈工作原理   （1）起動器的作用:利用動觸片和靜觸片的接通與斷開起一個自動開關(guān)的作用，起動的關(guān)鍵就在于斷開的瞬間.   （2）鎮(zhèn)流器的作用:日光燈點燃時，利用自感現(xiàn)象產(chǎn)生瞬時高壓;日光燈正常發(fā)光時，利用自感現(xiàn)象，對燈管起到降壓限流作用.   7.電磁感應(yīng)中的電路問題   在電磁感應(yīng)中，切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，該導(dǎo)體或回路就相當(dāng)于電源，將它們接上電容器，便可使電容器充

14、電;將它們接上電阻等用電器，便可對用電器供電，在回路中形成電流.因此，電磁感應(yīng)問題往往與電路問題聯(lián)系在一起.解決與電路相聯(lián)系的電磁感應(yīng)問題的基本方法是:   （1）用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動勢的大小和方向. （2）畫等效電路.   （3）運用全電路歐姆定律，串并聯(lián)電路性質(zhì)，電功率等公式聯(lián)立求解.   8.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的力學(xué)問題   （1）通過導(dǎo)體的感應(yīng)電流在磁場中將受到安培力作用，電磁感應(yīng)問題往往和力學(xué)問題聯(lián)系在一起，基本方法是:用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求感應(yīng)電動勢的大小和方向.求回路中電流強度.   分析研究導(dǎo)體受力情

15、況（包含安培力，用左手定則確定其方向）.列動力學(xué)方程或平衡方程求解.   （2）電磁感應(yīng)力學(xué)問題中，要抓好受力情況，運動情況的動態(tài)分析，導(dǎo)體受力運動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢感應(yīng)電流通電導(dǎo)體受安培力合外力變化加速度變化速度變化周而復(fù)始地循環(huán)，循環(huán)結(jié)束時，加速度等于零，導(dǎo)體達(dá)穩(wěn)定運動狀態(tài)，抓住a=0時，速度v達(dá)最大值的特點.   9.電磁感應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化問題   導(dǎo)體切割磁感線或閉合回路中磁通量發(fā)生變化，在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，機械能或其他形式能量便轉(zhuǎn)化為電能，具有感應(yīng)電流的導(dǎo)體在磁場中受安培力作用或通過電阻發(fā)熱，又可使電能轉(zhuǎn)化為機械能或電阻的內(nèi)能，因此，電磁感應(yīng)過程總是伴隨著能量

16、轉(zhuǎn)化，用能量轉(zhuǎn)化觀點研究電磁感應(yīng)問題常是導(dǎo)體的穩(wěn)定運動（勻速直線運動或勻速轉(zhuǎn)動），對應(yīng)的受力特點是合外力為零，能量轉(zhuǎn)化過程常常是機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，解決這類問題的基本方法是:   （1）用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動勢的大小和方向.   （2）畫出等效電路，求出回路中電阻消耗電功率表達(dá)式.   （3）分析導(dǎo)體機械能的變化，用能量守恒關(guān)系得到機械功率的改變與回路中電功率的改變所滿足的方程.   10.電磁感應(yīng)中圖像問題   電磁感應(yīng)現(xiàn)象中圖像問題的分析，要抓住磁通量的變化是否均勻，從而推知感應(yīng)電動勢（電流）大小是否恒定.用楞次定律判斷出

17、感應(yīng)電動勢（或電流）的方向，從而確定其正負(fù)，以及在坐標(biāo)中的范圍.   另外，要正確解決圖像問題，必須能根據(jù)圖像的意義把圖像反映的規(guī)律對應(yīng)到實際過程中去，又能根據(jù)實際過程的抽象規(guī)律對應(yīng)到圖像中去，最終根據(jù)實際過程的物理規(guī)律進行判斷.   十三、交變電流   1.交變電流:大小和方向都隨時間作周期性變化的電流，叫做交變電流.按正弦規(guī)律變化的電動勢、電流稱為正弦交流電.   2.正弦交流電 -（1）函數(shù)式:e=E m sint （其中E m =NBS）  （2）線圈平面與中性面重合時，磁通量最大，電動勢為零，磁通量的變化率為零，線圈平面與中心面垂直時

18、，磁通量為零，電動勢最大，磁通量的變化率最大.   （3）若從線圈平面和磁場方向平行時開始計時，交變電流的變化規(guī)律為i=I m cost.   （4）圖像:正弦交流電的電動勢e、電流i、和電壓u，其變化規(guī)律可用函數(shù)圖像描述。   3.表征交變電流的物理量   （1）瞬時值:交流電某一時刻的值，常用e、u、i表示.   （2）最大值:E m =NBS，最大值E m （U m ，I m ）與線圈的形狀，以及轉(zhuǎn)動軸處于線圈平面內(nèi)哪個位置無關(guān).在考慮電容器的耐壓值時，則應(yīng)根據(jù)交流電的最大值.   （3）有效值:交流電的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)

19、來規(guī)定的.即在同一時間內(nèi)，跟某一交流電能使同一電阻產(chǎn)生相等熱量的直流電的數(shù)值，叫做該交流電的有效值.   求電功、電功率以及確定保險絲的熔斷電流等物理量時，要用有效值計算，有效值與最大值之間的關(guān)系E=Em/ ，U=Um/ ，I=Im/ 只適用于正弦交流電，其他交變電流的有效值只能根據(jù)有效值的定義來計算，切不可亂套公式.在正弦交流電中，各種交流電器設(shè)備上標(biāo)示值及交流電表上的測量值都指有效值.   （4）周期和頻率 -周期T:交流電完成一次周期性變化所需的時間.在一個周期內(nèi)，交流電的方向變化兩次.   頻率f:交流電在1s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù).角頻率:=2/T=2f

20、.   4.電感、電容對交變電流的影響   （1）電感:通直流、阻交流;通低頻、阻高頻.（2）電容:通交流、隔直流;通高頻、阻低頻.   5.變壓器 -（1）理想變壓器:工作時無功率損失（即無銅損、鐵損），因此，理想變壓器原副線圈電阻均不計.   （2）理想變壓器的關(guān)系式:   電壓關(guān)系:U1/U2 =n1/n2 （變壓比），即電壓與匝數(shù)成正比.   功率關(guān)系:P 入 =P 出 ，即I1U1 =I2U2+I3U3 +   電流關(guān)系:I1/I2 =n2/n1 （變流比），即對只有一個副線圈的變壓器電流跟匝數(shù)成反比.  

21、; （3）變壓器的高壓線圈匝數(shù)多而通過的電流小，可用較細(xì)的導(dǎo)線繞制，低壓線圈匝數(shù)少而通過的電流大，應(yīng)當(dāng)用較粗的導(dǎo)線繞制.   6.電能的輸送 -（1）關(guān)鍵:減少輸電線上電能的損失:P 耗 =I 2 R 線   （2）方法:減小輸電導(dǎo)線的電阻，如采用電阻率小的材料;加大導(dǎo)線的橫截面積.提高輸電電壓，減小輸電電流.前一方法的作用十分有限，代價較高，一般采用后一種方法.   （3）遠(yuǎn)距離輸電過程：輸電導(dǎo)線損耗的電功率:P 損 =（P/U）2R 線 ，因此，當(dāng)輸送的電能一定時，輸電電壓增大到原來的n倍，輸電導(dǎo)線上損耗的功率就減少到原來的1/n2。  （4）解有關(guān)

22、遠(yuǎn)距離輸電問題時，公式P 損 =U 線 I 線 或P 損 =U 線2 R 線 不常用，其原因是在一般情況下，U 線 不易求出，且易把U 線 和U 總 相混淆而造成錯誤.   十四、電磁場和電磁波   1.麥克斯韋的電磁場理論   （1）變化的磁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.   （2）隨時間均勻變化的磁場產(chǎn)生穩(wěn)定電場.隨時間不均勻變化的磁場產(chǎn)生變化的電場.隨時間均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定磁場，隨時間不均勻變化的電場產(chǎn)生變化的磁場.   （3）變化的電場和變化的磁場總是相互關(guān)系著，形成一個不可分割的統(tǒng)一體，這就是電磁場.

23、   2.電磁波   （1）周期性變化的電場和磁場總是互相轉(zhuǎn)化，互相激勵，交替產(chǎn)生，由發(fā)生區(qū)域向周圍空間傳播，形成電磁波. （2）電磁波是橫波（3）電磁波可以在真空中傳播，電磁波從一種介質(zhì)進入另一介質(zhì)，頻率不變、波速和波長均發(fā)生變化，電磁波傳播速度v等于波長和頻率f的乘積，即v=f，任何頻率的電磁波在真空中的傳播速度都等于真空中的光速c=3.00×10 8 m/s.   十五、光的反射和折射   1.光的直線傳播   （1）光在同一種均勻介質(zhì)中沿直線傳播.小孔成像，影的形成，日食和月食都是光直線傳播的例證.（2）影是光被不透光的物體擋

24、住所形成的暗區(qū).影可分為本影和半影，在本影區(qū)域內(nèi)完全看不到光源發(fā)出的光，在半影區(qū)域內(nèi)只能看到光源的某部分發(fā)出的光.點光源只形成本影，非點光源一般會形成本影和半影.本影區(qū)域的大小與光源的面積有關(guān)，發(fā)光面越大，本影區(qū)越小.（3）日食和月食:   人位于月球的本影內(nèi)能看到日全食，位于月球的半影內(nèi)能看到日偏食，位于月球本影的延伸區(qū)域（即“偽本影”）能看到日環(huán)食;當(dāng)月球全部進入地球的本影區(qū)域時，人可看到月全食.月球部分進入地球的本影區(qū)域時，看到的是月偏食.   2.光的反射現(xiàn)象-:光線入射到兩種介質(zhì)的界面上時，其中一部分光線在原介質(zhì)中改變傳播方向的現(xiàn)象.   （1）光的反射

25、定律:   反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)，反射光線和入射光線分居于法線兩側(cè). 反射角等于入射角.   （2）反射定律表明，對于每一條入射光線，反射光線是唯一的，在反射現(xiàn)象中光路是可逆的.   3. 平面鏡成像 （1.）像的特點-平面鏡成的像是正立等大的虛像，像與物關(guān)于鏡面為對稱。（2.）光路圖作法-根據(jù)平面鏡成像的特點，在作光路圖時，可以先畫像，后補光路圖。（3）.充分利用光路可逆-在平面鏡的計算和作圖中要充分利用光路可逆。（眼睛在某點A通過平面鏡所能看到的范圍和在A點放一個點光源，該電光源發(fā)出的光經(jīng)平面鏡反射后照亮的范圍是完全相同的。） 4.光的折射 -

26、光由一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)時，在兩種介質(zhì)的界面上將發(fā)生光的傳播方向改變的現(xiàn)象叫光的折射.（2）光的折射定律 -折射光線，入射光線和法線在同一平面內(nèi)，折射光線和入射光線分居于法線兩側(cè).   入射角的正弦跟折射角的正弦成正比，即sini/sinr=常數(shù).（3）在折射現(xiàn)象中，光路是可逆的.   5.折射率-光從真空射入某種介質(zhì)時，入射角的正弦與折射角的正弦之比，叫做這種介質(zhì)的折射率，折射率用n表示，即n=sini/sinr.    某種介質(zhì)的折射率，等于光在真空中的傳播速度c跟光在這種介質(zhì)中的傳播速度v之比，即n=c/v，因c>v，所以任何介質(zhì)

27、的折射率n都大于1.兩種介質(zhì)相比較，n較大的介質(zhì)稱為光密介質(zhì)，n較小的介質(zhì)稱為光疏介質(zhì).6.全反射和臨界角    （1）全反射:光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，或光從介質(zhì)射入真空（或空氣）時，當(dāng)入射角增大到某一角度，使折射角達(dá)到90°時，折射光線完全消失，只剩下反射光線，這種現(xiàn)象叫做全反射.（2）全反射的條件    光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，或光從介質(zhì)射入真空（或空氣）.入射角大于或等于臨界角    （3）臨界角:折射角等于90°時的入射角叫臨界角，用C表示sinC=1/n7.光的色散:白光

28、通過三棱鏡后，出射光束變?yōu)榧t、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種色光的光束，這種現(xiàn)象叫做光的色散.    （1）同一種介質(zhì)對紅光折射率小，對紫光折射率大.    （2）在同一種介質(zhì)中，紅光的速度最大，紫光的速度最小.    （3）由同一種介質(zhì)射向空氣時，紅光發(fā)生全反射的臨界角大，紫光發(fā)生全反射的臨界角小.8.全反射棱鏡-橫截面是等腰直角三角形的棱鏡叫全反射棱鏡。選擇適當(dāng)?shù)娜肷潼c，可以使入射光線經(jīng)過全反射棱鏡的作用在射出后偏轉(zhuǎn)90o（右圖1）或180o（右圖2）。要特別注意兩種用法中光線在哪個表面發(fā)生全反射。.玻璃

29、磚-所謂玻璃磚一般指橫截面為矩形的棱柱。當(dāng)光線從上表面入射，從下表面射出時，其特點是：射出光線和入射光線平行；各種色光在第一次入射后就發(fā)生色散；射出光線的側(cè)移和折射率、入射角、玻璃磚的厚度有關(guān)；可利用玻璃磚測定玻璃的折射率。 十六、光的波動性和微粒性 1.光本性學(xué)說的發(fā)展簡史    （1）牛頓的微粒說:認(rèn)為光是高速粒子流.它能解釋光的直進現(xiàn)象，光的反射現(xiàn)象.    （2）惠更斯的波動說:認(rèn)為光是某種振動，以波的形式向周圍傳播.它能解釋光的干涉和衍射現(xiàn)象.2、光的干涉SS /bdacSS1S2光的干涉的條件是：有兩個振動情況總是相同的波

30、源，即相干波源。（相干波源的頻率必須相同）。形成相干波源的方法有兩種：利用激光（因為激光發(fā)出的是單色性極好的光）。設(shè)法將同一束光分為兩束（這樣兩束光都來源于同一個光源，因此頻率必然相等）。下面4個圖分別是利用雙縫、利用楔形薄膜、利用空氣膜、利用平面鏡形成相干光源的示意圖。2.干涉區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的亮、暗紋亮紋：屏上某點到雙縫的光程差等于波長的整數(shù)倍，即= n（n=0，1，2，）暗紋：屏上某點到雙縫的光程差等于半波長的奇數(shù)倍，即=（n=0，1，2，）相鄰亮紋（暗紋）間的距離。用此公式可以測定單色光的波長。用白光作雙縫干涉實驗時，由于白光內(nèi)各種色光的波長不同，干涉條紋間距不同，所以屏的中央是白色亮紋，兩

31、邊出現(xiàn)彩色條紋。3.衍射-光通過很小的孔、縫或障礙物時，會在屏上出現(xiàn)明暗相間的條紋，且中央條紋很亮，越向邊緣越暗。各種不同形狀的障礙物都能使光發(fā)生衍射。發(fā)生明顯衍射的條件是：障礙物（或孔）的尺寸可以跟波長相比，甚至比波長還小。（當(dāng)障礙物或孔的尺寸小于0.5mm時，有明顯衍射現(xiàn)象。）在發(fā)生明顯衍射的條件下當(dāng)窄縫變窄時亮斑的范圍變大條紋間距離變大，而亮度變暗。4、光的偏振現(xiàn)象：通過偏振片的光波，在垂直于傳播方向的平面上，只沿著一個特定的方向振動，稱為偏振光。光的偏振說明光是橫波。5.光的電磁說 光是電磁波（麥克斯韋預(yù)言、赫茲用實驗證明了正確性。）電磁波譜。波長從大到小排列順序為：無線電波、紅外線、

32、可見光、紫外線、X射線、射線。各種電磁波中，除可見光以外，相鄰兩個波段間都有重疊。各種電磁波的產(chǎn)生機理分別是：無線電波是振蕩電路中自由電子的周期性運動產(chǎn)生的；紅外線、可見光、紫外線是原子的外層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的；倫琴射線是原子的內(nèi)層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的；射線是原子核受到激發(fā)后產(chǎn)生的。紅外線、紫外線、X射線的主要性質(zhì)及其應(yīng)用舉例。種 類產(chǎn) 生主要性質(zhì)應(yīng)用舉例紅外線一切物體都能發(fā)出熱效應(yīng)遙感、遙控、加熱紫外線一切高溫物體能發(fā)出化學(xué)效應(yīng)熒光、殺菌、合成VD2X射線陰極射線射到固體表面穿透能力強人體透視、金屬探傷6、光電效應(yīng)在光的照射下物體發(fā)射電子的現(xiàn)象叫光電效應(yīng)。（右圖裝置中，用弧光燈照射鋅版，有

33、電子從鋅版表面飛出，使原來不帶電的驗電器帶正電。）光電效應(yīng)的規(guī)律。各種金屬都存在極限頻率0，只有0才能發(fā)生光電效應(yīng)；瞬時性（光電子的產(chǎn)生不超過10-9s）。愛因斯坦的光子說。光是不連續(xù)的，是一份一份的，每一份叫做一個光子，光子的能量E跟光的頻率成正比：E=h 愛因斯坦光電效應(yīng)方程：Ek= h -W（Ek是光電子的最大初動能；W是逸出功，即從金屬表面直接飛出的光電子克服正電荷引力所做的功。）7、光的波粒二象性（1.）光的波粒二象性:干涉、衍射和偏振表明光是一種波；光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)又用無可辯駁的事實表明光是一種粒子；因此現(xiàn)代物理學(xué)認(rèn)為：光具有波粒二象性。（2.）正確理解波粒二象性-波粒二象性中

34、所說的波是一種概率波，對大量光子才有意義。波粒二象性中所說的粒子，是指其不連續(xù)性，是一份能量。個別光子的作用效果往往表現(xiàn)為粒子性；大量光子的作用效果往往表現(xiàn)為波動性。高的光子容易表現(xiàn)出粒子性；低的光子容易表現(xiàn)出波動性。光在傳播過程中往往表現(xiàn)出波動性；在與物質(zhì)發(fā)生作用時往往表現(xiàn)為粒子性。由光子的能量E=h，光子的動量表示式也可以看出，光的波動性和粒子性并不矛盾：表示粒子性的粒子能量和動量的計算式中都含有表示波的特征的物理量頻率和波長。由以上兩式和波速公式c=還可以得出：E = p c。十七 原子物理1.盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型（行星式模型）粒子散射實驗：是用粒子轟擊金箔，結(jié)果是絕大多數(shù)粒子穿過金箔后

35、基本上仍沿原來的方向前進，但是有少數(shù)粒子發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)。這說明原子的正電荷和質(zhì)量一定集中在一個很小的核上。氫原子的能級圖n E/eV 01 -13.62 -3.43 -1.514 -0.853E1E2E3盧瑟福由粒子散射實驗提出：在原子的中心有一個很小的核，叫原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外空間運動。由粒子散射實驗的實驗數(shù)據(jù)還可以估算出原子核大小的數(shù)量級是10-15m。2.玻爾模型（引入量子理論，量子化就是不連續(xù)性，整數(shù)n叫量子數(shù)。）玻爾的三條假設(shè)（量子化）軌道量子化rn=n2r1 r1=0.53×10-10m能量量子化： E1=-13.6

36、eV原子在兩個能級間躍遷時輻射或吸收光子的能量h=Em-En從高能級向低能級躍遷時放出光子；從低能級向高能級躍遷時可能是吸收光子，也可能是由于碰撞（用加熱的方法，使分子熱運動加劇，分子間的相互碰撞可以傳遞能量）。原子從低能級向高能級躍遷時只能吸收一定頻率的光子；而從某一能級到被電離可以吸收能量大于或等于電離能的任何頻率的光子。（如在基態(tài)，可以吸收E 13.6eV的任何光子，所吸收的能量除用于電離外，都轉(zhuǎn)化為電離出去的電子的動能）。2、天然放射現(xiàn)象 .天然放射現(xiàn)象-天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，使人們認(rèn)識到原子核也有復(fù)雜結(jié)構(gòu)。.各種放射線的性質(zhì)比較種 類本 質(zhì)質(zhì)量（u）電荷（e）速度（c）電離性貫穿性射線

37、 氦核4+20.1最強最弱，紙能擋住射線 電子1/1840-10.99較強較強，穿幾mm鋁板射線光子001最弱最強，穿幾cm鉛版3、核反應(yīng)核反應(yīng)類型衰變： 衰變：（核內(nèi)） 衰變：（核內(nèi)） 衰變：原子核處于較高能級，輻射光子后躍遷到低能級。人工轉(zhuǎn)變：（發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)） （發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)）重核的裂變： 在一定條件下（超過臨界體積），裂變反應(yīng)會連續(xù)不斷地進行下去，這就是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。輕核的聚變：（需要幾百萬度高溫，所以又叫熱核反應(yīng)）所有核反應(yīng)的反應(yīng)前后都遵守：質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒。（注意：質(zhì)量并不守恒。）.半衰期放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間叫半衰期。（對大量原子核的統(tǒng)計規(guī)律）計算式為：N表示核的個數(shù) ，此式也可以演變成 或，式中m表示放射性物質(zhì)的質(zhì)量，n 表示單位時間內(nèi)放出的射線粒子數(shù)。以上各式左邊的量都表示時間t后的剩余量。半衰期由核內(nèi)部本身的因素決定，跟原子所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無關(guān)。.放射性同位素的應(yīng)用利用其射線：射線電離性強，用于使空氣電離，將靜電泄出，從而消除有害靜電。射線貫穿性強，可用于金屬探傷，也可用于治療惡性腫瘤。各種射線均可使DNA發(fā)生突變，可用于生物工程，基因工程。作為示蹤原子。用于研究農(nóng)作物化肥需求情況，診斷甲狀腺疾病的類型，研究生物大分子結(jié)構(gòu)及其功能。進行