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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载高考物理学问归纳总结（七）- 热、光、核物理、振动和波 1、光学 ：美国迈克耳逊用旋转棱镜法较精确 的测出了光速,反射定律 物像关于镜面对称 ；由偏折程度直接 判定各色光的 n 折射定律nsiniCsin90o空介sinv介sinC光学中的一个现象一串结论色散现象红n v 波 动衍射C临干涉 粒 子E光子光 电 效性简单间距性应小大小小大 明大小不 明难黄大小显 难大小显 大易紫小 不明大 明显 显 结论： 1折射率 n、；2全反射的临界角 C；3同一介质中的传播速率 v；4在平行玻璃块的侧移x 5光的频率 ,频率大 ,粒子性
2、明显 .；6光子的能量 E=h 就光子的能量越大；越简单产生光电效 应现象 7在真空中光的波长 ,波长大波动性显著；8在相同的情形下,双缝干涉条纹间距 x 越来越窄 9在相同的情形下,衍射现象越来越不明显 全反射的条件：光密到光疏；入射角等于或大于临界角名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载全反射现象：让一束光沿半圆形玻璃砖的半径射到直边上 , 可以看到一部分光线从玻璃直边上折射到空气中,一部分光线反射回玻璃砖内. 逐步增大光的入射角 ,将会看到折射光线远离法线 ,且越来越弱 .反射光越来越强 ,当入
3、射角增大到某一角度 C暂时, 折射角达到 90 0,即是折射光线完全消逝 ,只剩下反射回玻璃中的光线 . 这种现象叫全反射现象 .折射角变为 900时的入射角叫临界角应用 : 光纤通信 玻璃 sio 2 内窥镜 海市蜃楼沙膜蜃景酷热夏天柏油路面上的蜃景水中或玻璃中的气泡看起来很亮 . 懂得：同种材料对不同色光折射率不同；同一色光在不同介质中折射率不同；几个结论： 1 紧靠点光源向对面墙平抛的物体,在对面墙上的影子的运动是匀速运动；2、两相互正交的平面镜构成反射器,任何方向射入某一镜面的光线经两次反射后肯定与原入射方向平行反向；3、光线由真空射入折射率为n 的介质时,假如入射角 满意 tg =n
4、,就反射光线和折射光线肯定垂直；名师归纳总结 4、由水面上看水下光源时, 视深dd/n；如由水面下看水上物体时,第 2 页,共 13 页视高dnd；5、光线以入射角 i 斜射入一块两面平行的折射率为n、厚度为 h 的玻璃砖后,出射光线仍与入射光线平行,但存在侧移量- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - xdsini1n2cos i2i学习必备欢迎下载xdsin2 i2i两反射光间距sinn2-sin双缝干涉 : 条件 f 相同,相位差恒定 即是两光的振动步调完全一样 当其反相时又如何 . 亮条纹位置 : Sn ；暗条纹位置 : S2n21（n0,1,2,3,
5、、）；dxda条纹间距：XLna1d-LLn-1 S : 路程差 光程差 ；d 两条狭缝间的距离； L：挡板与屏间的距离 测出 n 条亮条纹间的距离 a 薄膜干涉 : 由膜的前后两表面反射的两列光叠加,实例：肥皂膜、空气膜、油膜、牛顿环、光器件增透膜厚度是绿光在薄膜中波长的 衍射 : 现象 , 条件 单缝 圆孔生衍射致使轮廓模糊1/4, 即增透膜厚度 d /4 柏松亮斑 来历 任何物体都能使光发三种圆环区分：单孔衍射 泊松亮斑 中间明而亮 , 四周对称排列亮度减弱 ,条纹宽变窄的条纹名师归纳总结 空气膜干涉环间隔间距等亮度的干涉条纹第 3 页,共 13 页牛顿环内疏外密的干涉条纹- - - -
6、 - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载干涉、衍射、多普勒效应 太阳光谱红移宇宙在膨胀 、偏振都是波的特有现象 , 证明光具有波动性；衍射说明白光的直线传播只有一种 近似规律；说明任何物理规律都受肯定的条件限制的 . （1）光的电磁说 麦克斯韦依据电磁波与光在真空中的传播速度相同,提出光在本质上是一种电磁波这就是光的电磁说,赫兹用试验证明白光的电磁说的正确性；电磁波谱；波长从大到小排列次序为：无线电波、红外线、可 见光、紫外线、 X 射线、 射线；各种电磁波中,除可见光以外,相邻两个波段间都有重叠；组 成 频无线电波红外线可见光紫外线X 射线射线不明显波
7、长：大小波动性：明显率波频率：小大粒子性：不明显明显产 生 机在振荡电原子的内原子核受理路中,自原子的外层电子受到激发产层电子受到激发后由电子作生的到激发后产生的周期性运产生的动产生红外线、紫外线、 X 射线的主要性质及其应用举例；名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 种产生学习必备欢迎下载应用举例主要性质类红外一切物体都能发出热效应遥感、遥控、加热线紫外一切高温物体能发出化学效应荧光、杀菌、合成 V D2线X 射 阴极射线射到固体表 穿 透 能 力 人体透视、金属探伤线 面 强试验证明：物体辐射出的电磁波中辐射最强的
8、波长 m和物体温度T 之间满意关系 m T = b（b 为常数）；可见高温物体辐射出的电磁波频率较高；在宇宙学中, 可依据接收恒星发出的光的频率,分析其表面温度；2 光五种学说： 原始微粒说 牛顿, 波动学说 惠更斯 , 电磁学说 麦克斯韦 , 光子说 爱因斯坦 , 波粒两相性学说 德布罗意波 概率波各种电磁波产生的机理,特性和应用 , 光的偏振现象说明光波是横波,也证明光的波动性 . 激光的产生特点应用 单色性 ,方向性好 ,亮度高 ,相干性好 光电效应试验装置 ,现象 , 所得出的规律 四 爱因斯坦提出光子学说的背景爱因斯坦光电效应方程：mV m 2/2 hf W 0 一个光子的能量 Eh
9、f 打算了能否发生光电效应 3 光电效应规律 : 试验装置、现象、总结出四个规律任何一种金属都有一个极限频率,入射光的频率必需大于这个极限频率,才能产生光电效应；低于这个极限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,只随入射光频率的增大而增大；名师归纳总结 入射光照到金属上时,光子的发射几乎是瞬时的,一般不超过10-9 s 第 5 页,共 13 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载当入射光的频率大于极限频率时,光电流强度与入射光强度成正比；4 康普顿效应 石墨中的电子对 x 射线的散射现象 这两个试验都证明光具粒
10、子性 光波粒二象性 : .情形表达波动性 大量光子 , 转播时 , 大, .粒子性 光波是概率波 物质波 任何运动物体都有 与之对应 这种波称为德布罗意波 2、原子、原子核学问归类整个学问体系,可归结为：两模型 原子的核式结构模型、波尔原子模型 ；六子 电子、质子、中子、正电子、粒子、光子 ；四变 衰变、人工转变、裂变、聚变 ；两方程 核反应方程、质能方程 ；4 条守恒定律 电荷数守恒、质量数守恒、能量守恒、动量守恒 贯串全章；1.汤姆生模型 枣糕模型 汤姆生发觉电子,使人们熟悉到原子有复杂结构；从而打开原子的大门 .2.卢瑟福的核式结构模型（行星式模型）卢瑟福 粒子散射试验装置 , 现象 ,
11、 从而总结出核式结构学说 粒子散射试验是用 粒子轰击金箔, 试验现象： 结果是绝大多数 粒子穿过金箔后基本上仍沿原先的方向前进 ,但是有少数 粒子发生了较大的偏转 .这说明原子的正电荷和质量肯定集中在一个很小的核上；卢瑟福由 粒子散射试验提出：在原子的中心有一个很小的核,叫原子核,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运动；由 粒子散射试验的试验数据仍可以估算出原子核大小的数量级是 10-15m；而核式结构又与经典的电磁理论发生冲突原子是否稳固,其发出的光谱是否连续3.玻尔模型 引入量子理论,量子化就是不连续性,整数 n 叫量子数 玻尔补充三条假设定态 - 原子
12、只能处于一系列不连续的能量状态 称为定态 , 电子虽然绕核运转 , 但不会向外辐射能量 .； 本假设是针对原子稳固性提出的 跃迁 - 原子从一种定态跃迁到另一种定态 ,要辐射 或吸取 肯定频率的光子 其能量由两定态的能量差打算 本假设针对线状谱提出 能量和轨道量子化- 定态不连续 ,能量和轨道也不连续 ; 即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分布也是不连续的 针对原子核式模型提出,是能级假设的补充 n E/eV光子的发射与吸取 特殊留意跃迁条件 : 原子发生定态跃迁时 , 要0 辐射 吸取 肯定频率的光子 :hf E初 -E
13、末 4 -0.85 轨道量子化 r n= n 2r 1 r1=0.53 10-10m 能量量子 3 化：En E2 1 E1=-13.6eV -1.51 E2 n 2 -3.4 原子在两个能级间跃迁时辐射或吸取光子的能量 h E1 E3 =Em-En1 -13.6 从高能级向低能级跃迁时放出光子；从低能级向 氢原子的能级图高能级跃迁时可能是吸取光子,也可能是由于碰撞（用加热的方法,使分子热运动加剧,分子间的相互碰撞可以传递能量）；原子从低能级向高能级跃迁时只能吸取肯定频率的光子；而从某一能级到被电离可以吸取能量大于或等于电离能的任何频率的光子； （如在基态, 可以吸取 E 13.6eV 的任何
14、光子, 所吸取的能量除用于电离外,都转化为电离出去的电子的动能）；玻尔理论的局限性；由于引进了量子理论（轨道量子化和能量量子化）,玻尔理论成功地说明白氢光谱的规律；但由于它保留了过多的经典物理理论（牛顿其次定律、向心力、库仑力等）,所以在说明其他原子的光谱上都遇到很大的困难；氢原子的激发态和基态的能量 最小 与核外电子轨道半径间的关系是 其中 E1=13.6eV, r1=5.3 1010m, :En=E1/n 2,rn=n 2r1,名师归纳总结 大量 处于 n 激发态原子跃迁到基态时的全部辐射方式共有2C=n n1/2 种第 6 页,共 13 页n- - - - - - -精选学习资料 - -
15、 - - - - - - - 学习必备 欢迎下载E51=13.06 E41=12.75 E31=12.09 E21=10.2；有规律可依 E52=2.86 E42=2.55 E32=1.89；E53=0.97 E43=0.66；E54=0.31氢原子在 n 能级的动能、势能,总能量的关系是：EP=2EK ,E=E K+EP=EK； 类似于卫星模型 由高能级到低能级时,动能增加,势能降低,且势能的降低量是动能增加量的 2 倍,故总能量 负值 降低；量子数 n E E p E k V T自然放射现象1.自然放射现象的发觉,使人们熟悉到原子核也有复杂结构；核变化从贝克勒耳发觉自然放射现象开头 衰变
16、用电磁场讨论 ：2.各种放射线的性质比较种类本质质量（u）电荷（e）速度（c）电离性贯穿性 射线氦核4 +2 0.1 最强最弱,纸能拦住 射线电子1/1840 -1 0.99 较强较强,穿几mm 铝板 射线光子0 0 1 最弱最强,穿几cm 铅版三种射线在匀强磁场、匀强电场、正交电场和磁场中的偏转情形比较：四种核反应类型 衰变 ,人工核转变 ,重核裂变 ,轻核骤变 衰变： 衰变：238U234Th4He实质：核内1 2 1H21n4He 衰变形成外切 同方向旋 ,0e9290202 衰变：234Th234 91Pa0e实质：核内的中子转变成了质子和中子1n1H901011 衰变形成内切 相反方
17、向旋 ,且大圆为 、 粒子径迹；+ 衰变：30 15P30 14Si0 1e（核内1 1H1 0n0 1e） 衰变：原子核处于较高能级,辐射光子后跃迁到低能级；人工转变：14 4 17 17 N 2 He 8 O 1 H 发觉质子的核反应 卢瑟福 用 粒子轰击氮核 ,并预言中子的存在9 4 12 14 Be 2 He 6 C 0 n 发觉中子的核反应 查德威克 钋产生的 射线轰击铍2713 Al 42 He 3015 P 10 n 3015 P 3014 Si 01 e 人工制造放射性同位素 正电子的发觉 约里奥居里和伊丽芙居里夫妇 粒子轰击铝箔重核的裂变：23592 U 0 1 n 1415
18、6 Ba 9236 Kr 3 0 1 n在肯定条件下 超过临界体积 ,裂变反应会连续不断地进行下去,这就是链式反应；轻核的聚变：21 H 31 H 42 He 0 1 n（需要几百万度高温,所以又叫热核反应）全部核反应的反应前后都遵守：质量数守恒、电荷数守恒；（留意：质量并不守恒；）2.半衰期放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间叫半衰期；（对大量原子核的统计规或律）运算式为：NtN01tN表示核的个数,此式也可以演化成m tm 01tTT22tntn 01T,式中 m 表示放射性物质的质量,n 表示单位时间内放出的射线粒子数；以上2各式左边的量都表示时间t 后的剩余量；半衰期 由核内部本
19、身的因素打算,与物理和化学状态无关、同位素等重要概念放射性标志3.放射性同位素的应用名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载利用其射线： 射线电离性强 ,用于使空气电离 ,将静电泄出 ,从而排除有害静电； 射线贯穿性强 ,可用于金属探伤 ,也可用于治疗恶性肿瘤；各种射线均可使 DNA 发生突变 ,可用于生物工程,基因工程；作为示踪原子； 用于讨论农作物化肥需求情形,诊断甲状腺疾病的类型,讨论生物大分子结构及其功能；进行考古讨论；利用放射性同位素碳 14,判定出土木质文物的产生岁月；一般都使用人工制造的放
20、射性同位素（种类齐全,各种元素都有人工制造的放射性同位；半衰期短,废料简单处理；可制成各种外形,强度简单掌握）；重要的物理现象或史实跟相应的科学家单摆的等时性伽利略单摆的周期公式惠更斯电流的磁效应奥斯电磁感应定律特法拉第法第一用电场线描述电场电子电量的测定拉第密立根安分子电流假说预言了电磁波的存在培麦克斯韦建立了电磁场理论麦克用试验证明白电磁波的存在斯韦赫兹牛顿光的微粒说光的波动说惠更斯光的电磁说麦克光的干涉现象斯韦杨氏汤电子的发觉中子的发觉姆生查德威克质子的发觉卢人工放射性同位素发觉瑟福小居里夫妇卢瑟粒子散射试验圆满说明氢光谱福玻尔原子的核式结构模型卢自然放射性的发觉瑟福贝克勒耳爱因光电效应
21、规律光子说质能方程斯坦爱因斯坦爱因相对论斯坦：3、机械振动、机械波基本的概念,简谐运动中的力学运动学条件及位移,回复力,振幅,周期,频率及在一次全振动过程中各物理量的变化规律；名师归纳总结 简谐振动：回复力：F = 一 KX 加速度： a =第 8 页,共 13 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载一 KX/m 单摆： T= 2L与摆球质量 ,振幅无关 弹簧振子 T= 2K与振子质g量有关 ,与振幅无关 等效摆长、等效的重力加速度 纬度 ,离地面高度影响重力加速度有：在不同星球上不同 ,与万有引力圆周运动规律（或其它运动规律）结合考查
22、 系统的状态 超、失重情形 所处的物理环境有关,有电磁场时的情况 静止于平稳位置时等于摆线张力与球质量的比值留意等效单摆 即是受力环境与单摆的情形相同2 R2RT=2Lg=4T2L应用： T1=2L Og2gT22LO-Lg42Lg2 T 1-T2 2沿光滑弦 cda下滑时间 t1=toa=2R2Rgg沿 cde圆弧下滑 t2或弧中点下滑 t3：t2t3T44gg共振的现象、条件、防止和应用 机械波 :基本概念 ,形成条件、特点：传播的是振动形式和能量 动并不随波迁移；,介质的各质点只在平稳位置邻近振各质点都作受迫振动,起振方向与振源的起振方向相同,离源近的点先振动,名师归纳总结 - - -
23、- - - -第 9 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载没波传播方向上两点的起振时间差=波在这段距离内传播的时间波源振几个周期波就向外传几个波长 波长的说法：两个相邻的在振动过程中对平稳位置“ 位移” 总相等 的质点间的距离一个周期内波传播的距离两相邻的波峰 或谷间的距离过波上任意一个振动点作横轴平行线,该点与平行线和波的图象的其次个交点之间的距离为一个波长波从一种介质传播到另一种介质系： V= f =T适用于一切波 ,频率不转变 , 波长、波速、频率的关波速与振动速度的区分 波动与振动的区分：讨论的对象： 振动是一个点随时间的变化规律,时刻的
24、群体表现,图象特点和意义 联系：波动是大量点在同一波的传播方向 质点的振动方向（同侧法、带动法、上下波法、平移法）知波速和波形画经过（t）后的波形（特殊点画法和去整留零法）波的几种特有现象：叠加、干涉、衍射、多普勒效应,知现象及产生 条件电磁波： LC 振荡电路：产生高频率的交变电流. T2LC电场能 电场线密度 电场强度 压 u 电容器带电量 qE 电容器极板间电名师归纳总结 磁场能 磁感线密度 磁感强度B 线圈中电流 i第 10 页,共 13 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载2电磁振荡的产生过程放电过程：在放电过程中,q 、
25、u 、E 电场能 i 、B 、E 磁场能 ,电容器的电场能逐步转变成线圈的磁场能；放电终止时, q=0,E 电场能=0,i 最大, E 磁场能最大,电场能完全转化成磁场能；充电过程：在充电过程中,q 、u 、E 电场能 I 、B 、E 磁场能 ,线圈的磁场能向电容器的电场能转化；充电终止时,q、E 电场能增为最大, i、E 磁场能 均减小到零,磁场能向电场能转化终止；反向放电过程 : q 、u 、E 电场能 i 、B 、E 磁场能 ,电容器的电场能转化为线圈的磁场能；放电终止时,q=0, E 电场能 =0,i最大, E 磁场能最大,电场能向磁场能转化终止；反向充电过程 : q 、 u 、E 电
26、场能 i 、B 、E 磁场能 ,线圈的磁场能向电容器的电场能转化；充电终止时,q、E 电场能 增为最大, i、E 磁场能均减小到零 ,磁场能向电场能转化终止；L q=Qmi=0 放电i期L q=0 i=I m C + + + + C qL 充q一个周L 充qC 电化性i电变iq=Q mq=0 i=0i=I m 放电C qi+ + + + 麦克斯韦的电磁场理论：变化的磁场产生电场:匀称变化的磁场将产生恒定的电场,周期性变化的磁场将产生同频率周期性变化的电场；变化的电场产生磁场:匀称变化的电场将产生恒定的磁场,周期性变化的电场将产生同频率周期性变化的磁场；发射电磁波的条件频率要有足够高；振荡电路的
27、电场和磁场必需分散到尽可能大的空间 ,采纳开放电路 . 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载特点： 1电磁波是横波； 2三个特点量的关系v /T f3电磁波可以在真空中传播,向四周空间传播电磁能,能发生反射,折射,干涉和衍射；无线电波的发射： LC 振荡器电路产生的高频振荡电流通过 L 2 与 L 1的互感作用,使 L 1 也产生同频率的振荡电流,振荡电流在开放电路中激发出无线电波,向四周发射；调制要传递的信号附加到高频等幅振荡电流上的过程叫调制；两种方式：调幅和调频a调幅使高频振荡的振幅随信号而
28、转变叫做调幅；AM 中波和短波的波段b调频使高频振荡的频率随信号而转变叫做调频；FM和电视广播,微波中的甚高频 VHF 和超高频 UHF波段；电波的接收 1电谐振选台；当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时, 接收电路中产生的振荡电流最强这种现象叫做电谐振,相当于机械振动中的共振；2检波由调谐电路接收到的感应电流,是经过调制的高频振荡电流,仍不是所需要的信号；仍必需从高频振荡电流中“ 检” 出声音或名师归纳总结 图象信号 ,从接收到的高频振荡中“ 检” 出所携带的信号,叫做检波；第 12 页,共 13 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载也叫解调；下图中 L 2、D、C2 和耳机共同组成检波电路； 检波之后的信号再经过放大重现我们就可以听到或看到了；名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 13 页