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中考物理知识点
中考物理知识点汇编，可以帮助学生巩固知识，提高解题能力，还可以为复习提供指导，增强学习信心。
编辑于2024-02-20 14:16:25- 相似推荐
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中考物理知识点
力与运动
运动状态
速度
速度的定义
速度指物体运动的快慢
可以用单位长度的时间来衡量
速度的计算
距离和时间的关系
距离/时间 = 速度
路程和时间的关系
路程/时间 = 速度
单位换算
千米/小时
米/秒
英里/小时
速度的意义
物理意义
加速度和速度是运动物体最基本的物理量
速度决定了物体运动的方向和距离
工程意义
速度是运输行业的基础参数
交通管制和交通规划的关键指标
经济意义
物流配送效率的关键因素
商品供应链的基础要素
加速度
概念
物体运动状态改变的量
运动速度变化率的度量
常见加速度
匀加速直线运动
物体在匀加速直线运动中，运动速度的变化量等于加速度乘以时间
自由落体运动
自由落体运动是指在不受外力影响下，物体做自由落体运动时的加速度
万有引力
物体间相互作用时，受到引力的作用
万有引力加速度通常记作$g$
惯性力
物体的惯性是指物体抵抗外力改变其运动状态的性质
当物体做加速度运动时，其具有惯性力，它是阻碍物体做加速度运动的一种力
位移
位移概念
物理学
定义
计算方法
与动量、速度的关系
运筹学
定义
分类
与投资、调度的关系
位移模型
基础模型
位移方程
时间和空间坐标的变化
动态模型
状态方程
初始条件
预测模型
回归分析
时间序列分析
力学运动
动量守恒
基本概念
动量
质量乘以速度
描述物体运动的物理量
动量守恒定律
当系统没有外力作用时，系统内动量的总和保持不变
不能将系统分成多个物体进行计算
动量守恒实验
在不受外力作用下，水箱内的水平放置的木块和小球进行运动
当小球和木块相互碰撞时，通过观察运动的情况来验证动量守恒定律
动量守恒的应用
弹性碰撞
物体之间的碰撞都可以看作弹性碰撞
弹性碰撞遵循动量守恒定律
非弹性碰撞
当物体之间的碰撞是非弹性的时候，会出现动量损失
在非弹性碰撞中，也遵循动量守恒定律
摩擦碰撞
在摩擦力的作用下，物体之间的碰撞可以看作弹性碰撞或非弹性碰撞
摩擦力会导致动量损失，但是也会影响碰撞过程和速度变化
冲量定理
冲量定理可以描述物体的动量变化和外力的关系
当外力作用于物体时，物体的动量会发生变化
应用案例
火箭发射：在火箭发射时，外部推力作用于火箭，火箭产生反推力，同时产生巨大的速度，从而使火箭离开地球引力，飞向宇宙。
球的弹射：当弹射一个小球时，小球的动量将被转移给弹弓，而弹弓的动量会被转移给小球。这些动量变化的大小与弹射的力、速度、小球和弹弓的质量有关。
汽车撞击：在汽车碰撞事故中，当汽车之间相撞时，由于动量守恒，撞击过程中汽车的动量将被平衡，并产生速度变化。如果汽车之间没有碰撞，它们将沿着原始方向前进。
能量守恒
定义
能量不会消失，只会转化为其他形式
能量的转化只是总量的变化，不会减少或增加
例子
火车的动能
化学反应的能量
机械能的转换
能量转化
能量传递
能量从一个物体传递到另一个物体
包括传导、辐射和对流
能量转换
物体间能量的相互转换
包括内能、热能、电能、光能等
能量平衡
能量总量守恒
能量的总量在整个系统中保持不变
能量的不同形式相互转换
能量不同形式的转换并不改变总能量量
弹性碰撞
基本原理
定义
物体之间相互作用，有一个方向，力的大小是相等的，但是方向不同。
动量守恒
动量的总量是守恒的
碰撞前后物体的总动量必须相等
能量守恒
能量的总量是守恒的
碰撞前后物体的总能量必须相等
碰撞方式
完全弹性碰撞
动量守恒，能量守恒
碰撞前后，两个物体速度相等，动能完全转化为内能
非完全弹性碰撞
动量守恒，能量不守恒
碰撞后，两个物体速度方向不同，有能量损失
非弹性碰撞
动量守恒，能量守恒
碰撞后，两个物体速度方向不同，有动能转化为其他形式的能量
碰撞参数
动量
碰撞前和碰撞后的物体总动量之差
能量
碰撞前和碰撞后的物体总能量之差
动能
碰撞前物体的动能
碰撞后物体的动能
简谐运动
振幅
简介
简谐运动
描述物体的自由振动
在不考虑空气阻力的情况下，简谐运动是最简单的机械振动
振幅
定义
简谐运动的振幅指物体的振动幅度，也称为物体的“最大距离”
公式
$A = \frac{m\omega^2 L}{k}$
$m$ 物体质量
$\omega$ 物体的角速度
$L$ 物体的位移函数
$k$ 物体的阻尼系数
振幅的变化
随着阻尼系数的变化，振幅也会发生变化
振幅的大小还与物体的初始位移、重力等因素有关
周期
周期的概念
简谐运动是一种具有固定振幅和固定频率的周期性运动
周期的计算
根据振动的频率来计算周期
公式：T=2π√(m/k)
振幅的概念
简谐运动中，振幅指物体的最大位移或者说振动幅度
振幅的计算
根据物体的质量和力的大小来计算振幅
公式：Δx=F/m
阻尼的影响
阻尼会导致振动的周期变长
阻尼系数d的公式：d=ωd/(ω^2-ωd)
频率
频率定义
自然频率
与系统质量、惯性矩、力矩等有关
工作频率
与系统设计参数、运行状态有关
简谐运动的基本方程
动能定理
角动量定理
简谐振动的物理特性
振幅
频率
周期
振型
振动方程的求解
线性振动方程
非线性振动方程
基本概念
周期
完成一次振动所需要的时间
周期定义：周期=2π√(m/k)，其中m是物体质量，k是弹簧常数
频率
每秒振动次数
频率定义：频率=1/周期，其中周期=2π√(m/k)
振幅
物体最大位移
振幅定义：振幅=mx0，其中m是物体质量，x0是位移
简谐运动
质点
具有质量m和加速度a
运动轨迹是简谐运动，即以频率f和振幅a振动
弹簧振子
具有弹性系数k和质量m
在外力作用下振动，运动轨迹也是简谐运动，以频率f和振幅a振动
频率的影响因素
质量
质量越大，周期越长，频率越小
弹簧常数
弹簧常数越大，周期越长，频率越小
位移
振幅越大，周期越短，频率越大
振动速度
振动速度越小，周期越长，频率越小
热学
热力学定律
热力学第一定律
能量守恒
能量不会被创造或者销毁
只会从一种形式转换成另一种形式
系统状态变化
能量变化的原因
不同系统之间的相互影响
功和热量
热量是由于能量的传递引起的
功是由于能量的转移引起的
功率
单位时间内所做的功
可以理解为效率
热量平衡
系统内部和系统之间的热量交换
对于不可逆过程，系统内部和系统之间的热量总是保持平衡
热力学第二定律
概念
热量守恒
能量不能被创造或毁灭，只能转化为其他形式
热量也不例外
热量不可能从低温物体传递到高温物体而不引起功
热力学第二定律的内涵，表明能量的自发流动不能改变热量从低温物体向高温物体的传递方向
过程
工作和内能的转化
能量不会凭空消失或产生
工作可以被看作是转化为其他形式的能量
熵增
熵增定律表明热力学过程总是向不可逆方向进行
熵的增加可以被理解为过程的不可逆性
可逆过程
热力学第二定律适用于可逆过程
在可逆过程中，熵不会发生改变
应用
热机的效率
热力学第二定律是理解热机效率的基础
理解了热力学第二定律，就可以理解为什么热机的效率有限制
热力学第三定律
基本原理
温度差
热量的传递是由高温区域向低温区域流动
熵
熵是系统的混乱程度，它的增加代表着系统无序度的增加
热量流动
任何形式的能量转化都是不可逆的，因为在热力学系统中，不存在自发的过程，能量总是在从高温物体转移到低温物体的过程中转化为其他形式的能量。
第三定律
不可能使一个热量的流动从高温物体转移到低温物体的同时，而不对环境产生热效应。
基本定义
热力学第三定律，是热力学中的一个基本原理
该定律说明了不可逆过程的本质
基本特点
第三定律描述了系统熵增加的趋势
它与自然选择原理紧密相关，可以解释生物进化的原因
第三定律可以被看作是能量守恒的反例
相关定理
熵的增加
第三定律指出了熵的增加方向
热力学第一、第二定律描述了系统的能量转化和熵变化方向
热机的效率
热力学第三定律是热机理论中的一个基本原理
它与热机的效率密切相关
绝对零度
热力学第三定律指出，在绝对零度下熵将达到最小值
绝对零度是理论上物质温度最低的状态，但实际上不可能达到
温度
绝对温标
温度计
固定比重
通常是用酒精或汞作为温度计的测量物
固定比重的优点是精度高
变动比重
变动比重的温度计则采用石英晶体或金属晶体作为测量物
其优点是测量精度较高
单位换算
温度计的度量
绝对温标下的温度是从0度开始计算的
摄氏温标下的温度是从273度开始计算的
常见单位换算
℃ vs ℉
K vs C
℉ vs ℃
K vs ℃
K vs ℉
开氏温标
定义
度数定义
0K 代表绝对零度，即0K等于-273.15摄氏度
K的来源
基准物质
金属铂
金属钨
应用
化学反应
反应物的熔点或沸点的计算
分子运动理论
工业生产
物质状态的确定
反应温度的计算
物理学
分子的运动状态
气体分子碰撞理论
摄氏温标
基础概念
定义
摄氏温标是以水的冰点（0℃）和水的沸点（100℃）为零点和一百度的温度标尺
温度刻度
温度刻度从水的冰点0℃到水的沸点100℃
刻度之间相差10℃
转换
摄氏温度与华氏温度的转换公式为：华氏温度 = （摄氏温度 × 1.8）+ 32
摄氏温度与开尔文温度的转换公式为：开尔文温度 = 摄氏温度 + 273.15
应用
测量温度
用于日常生活、医学、化学、环境监测等领域的温度测量
温度分析
分析温度的影响因素，例如，水温度的升高或降低会对食品保质期产生影响
热力学过程
理想气体状态方程
状态
压强
在单位面积上的压强
单位：帕斯卡（Pa）
温度
分子的热运动
单位：开尔文（K）
体积
在一定压强下的物质的空间占有量
单位：升（L）
理想气体
压强与温度之间的关系
压强与温度的乘积等于理想气体状态常数
理想气体状态常数：R = 8.31 J/(mol·K)
体积与温度之间的关系
理想气体状态方程：PV = nRT
P: 压强
V: 体积
n: 物质的摩尔数
R: 理想气体状态常数
T: 温度
状态方程
PV = nRT
P = PV/(n + V/L0)
L0 = (4/3) * π * R * T
等温过程
基本定义
指一个封闭系统中物质分子速度与温度无关时的过程
也就是分子热运动与外界环境保持恒定状态的过程
实现原理
利用等温过程进行热处理的基本原理是：加热物体使其达到等温点，然后将其保持在该点上
对于需要冷却物体的等温过程，需要通过冷却物体的方法使其逐渐冷却到等温点，并保持在该点上
常见应用
熔融和融化过程
均质和等压过程
反应和转化过程
冷却和结晶过程
冷凝和升华过程
实现步骤
准备好需要进行等温过程的物体或溶液
选择适当的温度、压力和其他环境参数
控制温度和压力的变化，并观察物体或溶液的状态
对于需要进行热处理的物体，可以根据需要调整加热或冷却的速度和强度
等压过程
等压的概念
等压条件
等压条件指气压、水压或空气压力在某一特定时间内保持不变的状态
气压是空气压强单位帕斯卡的简称，即1标准大气压等于101,325帕斯卡
等压变化
等压变化是指气压在一定时间内的变化，常用气压值表示
等压实验
等压实验是通过实验研究等压状态下的物理规律和化学现象
等压物理特性
温度变化
等压状态下，物质的温度与大气温度一致
压强变化
等压状态下，压强不变，对于压强不变的状态，通常使用大气压强表示
体积变化
等压状态下，体积与温度成反比
等压应用
天气预报
等压可用于预测未来几小时内天气变化情况
化学分析
等压状态下的反应速率更快，可以加速化学分析的速度
实验研究
等压实验可以模拟气压变化，为科学研究提供基础条件
光学
光的本性
光的直线传播
光的传播速度
光在真空中传播的速度为299792458米/秒
光在空气、水等介质中的传播速度因介质密度不同而有所不同
光的反射和折射
反射
光线遇到平面反射面时，入射角和反射角相等
入射光线和反射光线在同一平面内，并且法线在同一平面内
折射
光线从一种介质传入另一种介质时，会发生折射
折射光线和入射光线在同一平面内，且入射角和折射角的正弦值之比等于两种介质的折射率之比
光的干涉和衍射
干涉
当两条光线相遇时，会产生明暗相间的干涉条纹
光的波长越短，干涉现象越明显
衍射
当光线从一个障碍物前面通过时，会发生衍射现象
光线会向障碍物周围扩散，产生弯曲的光斑
光的反射
反射原理
光的波动性
光具有波动性，在介质中传播时会受到干扰
反射角定理
入射角和反射角相等
反射角定理在实际应用中具有重要意义
光的折射
光的波动性
光具有波动性，在介质中传播时会发生折射
折射定律
入射角和折射角之间有一定关系
折射定律在光学实验中有着重要的应用
光的衍射
光的波动性
光具有波动性，当光遇到障碍物时会发生衍射
衍射原理
波源在空间内的发射
光在穿过障碍物时会发生偏折和弯曲
光的折射
光的折射定律
法线
光线和垂直于表面的法线相交的部分，称为表面上的垂线段
入射角和折射角
入射角和折射角的关系由斯涅尔定律确定
全反射
当光线从一个介质进入另一个介质时，如果入射角大于一定值，则光线会完全折射回第一个介质，即发生全反射
折射率
光线速度
折射率与光线速度有关
折射率与光线的传播速度、光的频率、光线波长有关
介质分类
空气、玻璃、水、晶体等不同的物质具有不同的折射率
光的性质
光的色散
基础概念
色散原理
不同波长的光，折射角度不同
根据折射角度的大小不同，可以区分出不同的颜色
光的波长
光的波长范围约为400nm-700nm
光的波长越短，能量越大
光的速度
光在真空中的速度为2997*2458m/s
光在不同介质中的速度不同
色散分类
均匀色散
光经过一种透明物质，在透明物质内光线按照不同波长的大小发生了色散
不均匀色散
光经过一种透明物质，光线的色散与物质的结构有关
色散大小随波长变化，且与物质的折射率有关
色散现象
折射率
物质的折射率越大，对不同波长的光的色散现象越明显
分光计
用来观察不同波长的光的分离现象
激光
光的色散是激光产生的基础，通过激光产生和使用可以更好地利用光的色散现象。
光的干涉
干涉现象
杨氏双缝实验
在单缝上发射光束
两个缝孔处都有光的叠加干涉现象
薄膜干涉
薄膜内表面形成波动的双缝干涉现象
干涉条纹表示不同的能量分量
干涉的基本规律
干涉定理
相位相同的波叠加后仍为波，且其波长不变
干涉中出现增强区和消弱区
光程差的概念
两个相干光波传播时所需的路程之差，即光程差
光程差是决定干涉的主要因素
干涉现象的特点
波峰与波峰相遇时产生增强干涉
波谷与波谷相遇时产生增强干涉
波峰与波谷相遇时产生消弱干涉
干涉的应用
干涉仪
可以通过观察干涉条纹的方向和形状来研究光的波动性质
干涉衍射光栅
利用干涉衍射原理，将光束衍射成规则的干涉条纹，可以实现精确测量和成像
光纤干涉
通过光纤干涉技术，可以在极小的距离内实现光信号的传输
光的衍射
光的基本知识
光的本质
光的物理性质
光的电磁性质
光的传播
光在空气、水、玻璃等介质中的传播特性
光在电磁波中的传播特性
光的折射
光在两种介质的交界处的行为
折射率的定义
光的衍射
单缝衍射
光线通过单缝的行为
单缝衍射的基本图案
双缝干涉
光线通过双缝的行为
双缝干涉的基本图案
菲涅耳衍射
菲涅耳衍射的原理
菲涅耳衍射的基本图案
光的成像
几何光学
光的直线传播
光的直线传播定理
光线方向与直线法线相同
入射角和折射角相等
法线垂直于被透过物体
光的反射
反射定律
基本概念
入射光线
光线垂直于介质界面，由光密介质射向光疏介质的光线
法线
垂直于介质界面的光线
反射光线
垂直于法线且与入射光线方向相反的光线
反射角
反射光线与法线之间的夹角
折射光线
入射光线与法线夹角在一定范围内改变的光线
反射定律
规律总结
入射角等于反射角
入射角与反射角都在法线两侧的正弦值相等
反射定律应用
镜面反射
光纤传输
光学器件制造
应用案例
物理实验
光学棱镜
光栅光谱仪
折射望远镜
日常生活
眼睛对光的反射
人体视网膜的反射
镜子中自己的倒影
反射面的几何特性
镜面反射
镜面反射规律
镜面反射定律：入射角等于反射角
反射法则：正切反射法则和三角函数法则
镜面反射的形态
圆形
方形
椭圆形
平面反射
平面反射规律
平面反射定律：入射角等于反射角
反射法则：正切反射法则和三角函数法则
平面反射的形态
平行四边形
三角形
四边形
抛物线反射
抛物线反射规律
抛物线反射定律：入射角等于反射角
反射法则：正切反射法则和三角函数法则
抛物线反射的形态
矩形
菱形
三角形
光的折射
折射定律
定义
折射定律是指入射光线、折射光线和法线在同一平面内的一个规则。
折射定律可以表示为入射角、折射角和两个平面之间的夹角的比例关系。
折射定律公式
当光线从一种介质射向另一种介质时，光线的传播速度发生改变，从而导致光线的传播方向发生变化。
根据折射定律，入射光线、折射光线和法线之间的夹角的比例关系可以表示为以下公式：n1sinθ1=n2sinθ2，其中n1和n2分别是两种介质的折射率，θ1和θ2分别是入射光线和折射光线与法线之间的夹角。
折射定律应用
折射定律可以应用于各种场合，例如眼镜、望远镜、显微镜、光纤等等。
在光学仪器中，利用折射定律可以调节仪器的光路，以便观察更清晰的图像。
在化学和物理实验中，利用折射定律可以计算物质的折射率和折射角度。
折射率的计算
光学定律
斯涅尔定律
当光从一种介质进入另一种介质时，会发生折射现象
斯涅尔定律描述了光线的折射角度和两种介质的折射率之间的关系
杨氏双缝干涉实验
当光从一个孔径进入两个不同密度的狭缝时，会形成明暗相间的干涉条纹
干涉条纹的位置与两个狭缝之间的距离、光线入射角度以及狭缝的直径有关
菲涅耳公式
菲涅耳公式用于计算两个介质之间的折射率，可以根据两个介质的折射率和光线的入射角度计算出折射角度
实际应用
光纤通信
光纤通信利用光在光纤中的折射和反射传输信息
折射率对光纤传输信息的速率和信号传输的质量有很大影响
显微镜
显微镜中使用的玻璃介质有很高的折射率
玻璃介质的折射率可以影响到光的传播和放大倍数
水族馆
水族馆中的水介质的折射率较大
折射率对光在水中的传播有很大影响，也对观察水中生物的形态和动作有很大帮助
不同介质中的折射
基础知识
光的基本概念
光是电磁波
光在真空中传播的速度是固定的
折射定律
折射角和入射角的正弦值的比值是常数
称为斯涅尔定律
光线传播
光线与媒介
光线从空气进入媒介
光线从媒介进入空气
光线传播速度
光在真空中的传播速度是光速
光在媒介中的传播速度小于光速
折射率
折射率是光在介质中传播速度与光在真空中传播速度的比值
不同介质的折射率不同
折射现象
入射角和折射角
光线在进入和离开媒介时都会发生折射
入射角是入射光线和法线的夹角
折射角是折射光线和法线的夹角
正弦曲线
光线的折射是正弦曲线
入射角和折射角的正弦值成正比
反射现象
光线遇到光滑表面时会发生反射
入射角等于反射角
光学仪器
棱镜
用于分光的仪器
将光分解成不同颜色的光
望远镜
用于观测远处的天体
将光线折射并聚焦在一个点上
光的干涉
菲涅耳衍射
光线穿过两个相同波长的缝隙后
干涉条纹形成的原因
概述
定义
菲涅耳衍射是光在透明介质内传播时发生的一种光线干涉现象
其原理基于菲涅耳-杨原理，即入射光经过一个孔或裂缝后发生的干涉
应用
菲涅耳衍射在光学领域中有广泛的应用
包括显微镜、透镜、衍射仪、光学通信等领域
菲涅耳衍射原理
孔或裂缝的位置
入射光线穿过一个或多个孔或裂缝
由于入射光线的方向不同，会发生衍射现象
孔或裂缝的大小
孔或裂缝的大小会影响衍射现象的大小
孔或裂缝越小，衍射现象越明显
入射光线的相位
入射光线的相位差会影响衍射现象的强度
相位差越大，衍射现象越明显
菲涅耳衍射应用
显微镜
利用菲涅耳衍射原理，可以获得高分辨率的图像
常见的显微镜包括电子显微镜、荧光显微镜、光学显微镜等
透镜
利用菲涅耳衍射原理，可以获得更好的透镜成像效果
常见的透镜包括菲涅耳透镜、折射率透镜等
衍射仪
利用菲涅耳衍射原理，可以获得物体的位置和形状信息
常见的衍射仪包括单光子衍射仪、荧光衍射仪等
光学通信
利用菲涅耳衍射原理，可以实现高速率的光通信
常见的光通信设备包括光纤、光缆等
牛顿环
两束光线在空气和水中的干涉
牛顿环的形成
概述
描述
在玻璃棱镜的表面上形成的环形结构
环形的宽度和亮度随着观察角度的变化而变化
实验方法
观察方法：反射、透射
实验原理：光的折射
应用领域
光学器件设计
材料研究
环境监测
分类
双色棱镜
在棱镜的表面形成两个颜色的环
单色棱镜
在棱镜的表面形成一个颜色的环
玻璃棱镜
主要应用于光学仪器和实验
棱镜棱
应用于天文观测和航天工程
米氏干涉
两束光线在介质中的干涉
干涉条纹的形成
概念
米氏干涉仪的工作原理
米氏干涉仪的分类
技术
干涉计的种类
单点光源干涉计
光源不同的干涉计
单波束干涉计
光路
单色光
彩色光
应用
光学显微镜
成像
三维成像
物理学研究
测量介质折射率
测量光学晶体折射率
测量
角度测量
位移测量
科技产品
相机镜头
太阳能镜
电视屏幕
光的偏振
光的偏振现象
单色光在物体表面反射
不同介质中光线的偏振现象
偏振片
偏振片的作用
偏振片的分类
偏振器
偏振器的作用
偏振器的分类
物理光学
光的传播
直线传播
光的直线传播原理
光线偏折原理
折射现象
折射与反射
反射定律
反射规律
折射现象
光的衍射
衍射的原理
光的波动性
光的衍射定律
衍射的实验证明
衍射现象
光栅衍射
双缝衍射
狭缝衍射
光的干涉
干涉的原理
干涉定律
干涉现象
干涉条纹
光的干涉现象
菲涅耳衍射
布拉格衍射
米氏干涉仪
光的偏振
光的偏振现象
光的偏振原理
偏振光的实验证明
偏振器的应用
偏振现象的分类
线偏振
圆偏振
椭偏振
运动学知识
位移和速度
位移的定义和公式
位移
位移的定义
物体在某一时刻相对于其静止状态所移动的距离
位移的单位
国际单位制中位移的单位为米
英制中位移的单位为英尺
位移的公式
平移位移公式
平移位移公式：$d = s + t$
其中 $d$ 为实际位移，$s$ 为起点到移动位置的距离，$t$ 为移动所需时间
非平移位移公式
重力加速度不变时，斜抛运动位移公式：$d = vt - \frac{1}{2}gt^2$
直线运动位移公式：$d = vt$
其他类型位移公式
斜面上物体滑动位移公式：$d = \frac{1}{2}gt^2$
竖直上抛物体的位移公式：$d = v_0t + \frac{1}{2}gt^2$
速度的定义和公式
速度的定义
速度是指单位时间内所走过的路程或位移量
国际单位制
速度的国际单位制为米/秒（m/s）
可以转换为千米/小时（km/h）和英里/小时（mph）
速度的公式
公式一
v = d/t
速度（v）等于路程（d）除以时间（t）
公式二
v = rho*g*d
速度（v）等于密度（rho）、重力加速度（g）和路程（d）的乘积
公式三
v = ρ*A*v*f
速度（v）等于体积（ρ*A）、流速（v*f）和比重（ρ）的乘积
加速度和速度的变化率
加速度的定义和公式
定义
加速度定义
加速度是物体运动速度变化的快慢
通常用a表示，单位为m/s^2
牛顿第二定律
牛顿第二定律表明物体的加速度与受力成正比
即 F=ma
公式
直线运动的加速度公式
a=v_f^2/t_f-v_i^2/t_i
其中v_f表示末速度，v_i表示初速度，t_f表示末时间，t_i表示初时间
圆周运动的加速度公式
a=2πrv
其中v表示速度，r表示圆周半径
速度的变化率的定义和公式
定义
速度是物体在单位时间内移动的距离
速度的变化率是速度在单位时间内的改变量
公式
物体静止时的速度变化率
公式：v = Δd/Δt
物体匀加速直线运动时的速度变化率
公式：v = Δv/Δt
公式：v' = Δv/Δt
公式：v = v0 + at
物体匀减速直线运动时的速度变化率
公式：v = Δv/Δt
公式：v' = -d/Δt
运动的路线和位移
路线的定义和性质
路线定义
定义一
定义：道路或其他连续线状的空间构造
定义二
定义：用于行走、运输、工程、建设等目的的空间构造
路线性质
性质一
可视性：人类感知道路的物理实体的视觉表现
性质二
导向性：指示方向、距离、方位的特性
性质三
联系性：将两个或更多点相互连接的性质
性质四
经济性：人们用来行走、运输、工程、建设等目的的效率性
性质五
实用性：用于交通运输和行走等方面的效用
位移的性质
定义
位移是指物体相对于一个参照点在平面或空间中移动的路径。
参照点通常是一个固定的点或直线，位于路径上的一个或多个点之间。
基本概念
空间位移
空间位移是指物体在空间中沿一条直线或曲线的移动。
包括线性位移、平移、旋转和曲线位移等。
时间位移
时间位移是指物体相对于某个时刻或一段时间内移动的路径。
时间位移的公式为：s=v·t，其中s为位移，v为速度，t为时间。
基本公式
线性位移
平面直线上的线性位移可以表示为：Δs = Δx + Δy
Δx表示物体沿x轴的位移，Δy表示物体沿y轴的位移。
平移位移
平移位移是指物体在平面直线上沿某个方向平移一段距离的位移。
公式为：Δs = Δx + Δy
圆形位移
圆形位移是指物体沿圆形轨迹的位移。
圆形位移的公式为：Δs = 2πrΔx，其中r为圆的半径，Δx为物体在圆上的移动距离。
非线性位移
非线性位移是指物体沿某种曲线路径的位移。
公式为：Δs = F(x,y)t
力学知识
牛顿运动定律
牛顿第一定律
定义
牛顿第一定律：任何物体在不受力的情况下，将保持静止或匀速直线运动的状态。
原理
惯性定律：物体具有惯性，物体的运动状态会保持不变，直到受到外力的作用而改变。
适用范围
在相对运动状态中不变
在恒定运动状态中不变
物体不受力的状态
物体保持静止状态
物体匀速直线运动状态
物体受力的状态
物体运动状态发生改变，由静止状态变为匀速直线运动状态，或由匀速直线运动状态变为静止状态。
例子
运动的车子静止不动
空中自由落体
弹性碰撞
总结
牛顿第一定律描述了物体运动状态的惯性
牛顿第一定律对于力学理论的发展有重要作用
牛顿第一定律在物理学和生活中有着广泛的应用。
牛顿第二定律
定义
牛顿第二定律，也称作运动定律
表述了力与物体运动状态之间的关系
数学表达式
F=ma
牛顿第二定律的适用范围
质点的运动
力为常量
非自转的物体
牛顿第二定律的公式推导
假设
一质点的质量为m
一质点在一力作用下发生的加速度为a
假设2
该质点所受力F与其发生的加速度a成正比例关系
假设3
加速度a是常量
假设4
该质点受到的外力为一恒力
假设5
质点在力的作用下始终运动状态保持不变
公式推导
公式推导1
对第一步和第二步的结果相乘
公式推导2
加入一些假设，然后用数学语言描述结果
公式推导3
求出结果并进行整理
牛顿第二定律的应用
计算物体运动状态
确定物体的加速度
确定物体的速度
确定物体的位移
应用在工程领域
计算力的大小
设计机械结构
计算运动方程
应用在生活中
开车需要知道加速度
在游乐场需要计算重力和离心力
玩电动玩具需要计算速度和位移
牛顿第三定律
定义
定义
力的作用与反作用相等且反向
作用力与反作用力
物体之间相互作用力
例子
抛出一个物体，受到空气阻力的物体，将向下产生一个向上的力
撞击物体，当两个物体相撞时，产生相互作用力
划船，人划桨时，水流向船的反方向流动，这就是人施加在水上的作用力，产生了一个向相反方向的反作用力
公式
公式
力等于质量乘以加速度
F=ma
意义
牛顿第三定律对物理学、工程学、医学、航空航天等学科有重要意义
理解力的概念对我们日常生活也非常重要
功和功率
功的定义和公式
功的定义
力对物体沿着给定方向的位移所做的功叫做功
公式
W = Fd
W = Qd / T
功的应用
电功
电功率公式 P = W / t
电路中电功公式 Q = I^2R
机械功
机械功公式 W = Fd
机械能公式 E = 1/2mv^2
光功
光功公式 W = Fλ
光功与光速的关系：c = W / F
功率的定义和公式
定义
功率指的是单位时间内所完成的工作量。它通常用来描述一个物理系统的效率或性能，其单位为瓦特（W）。
公式
定义：功率 = 功 ÷ 时间
公式：P = W/t
注意事项
功率是单位时间内所完成的工作量，所以单位是瓦特（W）
公式中的功是完成一个物理工作所消耗的能量，通常用焦耳（J）表示
时间的单位可以是秒、毫秒、微秒等
能量和功率的转化
机械能的转化
内能的转化
内能的含义
指物体内部所具有的能量，是热力学第一定律中的一个概念
内能的来源
热能
通过温度差异转化
热传导、热对流、热辐射
化学能
分子之间化学键的断裂和形成
动能
由物体的运动状态而来
势能
由物体位置的高低而来
内能的转化方式
吸热和放热
热传导
热对流
热辐射
化学反应
分子间化学键的断裂和形成
分子振动和转动
分子运动能量的转化
弹性势能的转化
物体位置变化的转化
力学基础
牛顿运动定律
第一定律：物体静止或匀速直线运动的状态会一直保持下去
第二定律：物体所受合外力等于物体质量乘以加速度
第三定律：相互作用的两个物体之间互相作用力大小相等、方向相反
运动学
直线运动：匀速直线运动、非匀速直线运动
圆周运动：匀速圆周运动、非匀速圆周运动
动力学
力学问题求解
力的平衡
力的作用与反作用
物理量和单位
基本物理量
时间、质量、速度、位移、力、加速度、功、能量
时间
秒
定义
基本特性
小时
定义
基本特性
质量
千克
定义
基本特性
克
定义
基本特性
长度
米
定义
基本特性
厘米
定义
基本特性
体积
立方米
定义
基本特性
立方厘米
定义
基本特性
能量
焦耳
定义
基本特性
牛
定义
基本特性
功
焦
定义
基本特性
牛·米
定义
基本特性
电量
库仑
定义
基本特性
安培
定义
基本特性
功率
瓦特
定义
基本特性
牛·米·秒^-2
定义
基本特性
物理量的单位
时间的单位：秒、分钟、小时、天、年
质量的单位：千克、克、毫克、微克、皮克、玻璃质量单位
速度的单位：米每秒、千米每小时、英里每小时
位移的单位：米、千米、英尺、码
力的单位：牛、帕斯卡
加速度的单位：米每平方秒、米每秒平方、英尺每秒平方、英里每小时平方
功的单位：焦耳、电子伏特、牛顿力
单位换算
国际单位制
长度单位
米（m）
分米（dm）
厘米（cm）
时间单位
秒（s）
毫秒（ms）
微秒（µs）
重量单位
千克（kg）
克（g）
毫克（mg）
温度单位
开尔文（K）
摄氏度（℃）
华氏度（℉）
容积单位
立方米（m³）
立方分米（dm³）
立方厘米（cm³）
能量单位
焦耳（J）
牛顿·米（N·m）
瓦特（W）
单位换算表
长度单位
厘米 (cm)
米 (m)
英寸 (in)
英尺 (ft)
码 (yd)
面积单位
平方厘米 (cm²)
平方米 (m²)
平方英寸 (in²)
平方英尺 (ft²)
平方码 (yd²)
容量单位
升 (L)
毫升 (ml)
加仑 (gal)
盎司 (oz)
重量单位
千克 (kg)
磅 (lb)
克拉 (carat)
盎司 (oz)
温度单位
摄氏度 (°C)
华氏度 (°F)
开氏度 (K)
罗马度 (R)
电流单位
安培 (A)
欧姆 (Ω)
特斯拉 (T)
时间单位
秒 (s)
毫秒 (ms)
微秒 (μs)
秒差距 (s)
距离单位
英里 (mi)
英里每小时 (mph)
英尺 (ft)
米每秒 (m/s)
质量单位
千克 (kg)
克 (g)
克拉 (carat)
盎司 (oz)
热学知识
热力学基本定律
热力学第一定律
定义
定义1
热量不能被创造或销毁，只能从一种物质传递到另一种物质
热力学第一定律可以简单表示为：能量守恒定律
定义2
系统中热量的增加，等于外界热量减去内部功的减少
可以理解为能量转化过程中的总量不变
原理
原理1
能量是守恒的
系统内部能量变化等于外界输入能量减去内部消耗的能量
原理2
热力学第一定律只适用于系统，不适用于外界环境
可以理解为只要考虑系统的内部能量变化，就可以遵循热力学第一定律
实际应用
热力学应用
内能
能量传递
工业热处理
热力学应用1
热力学系统内部能量变化等于外界热量减去内部功的减少
热力学第一定律是研究热力学过程中能量守恒的基础
热力学应用2
内部功的定义：外界力对物体施加作用所引起的内部变化
能量传递的基本原理：能量不能被创造或销毁，只能从一种形式转化为另一种形式
热力学应用3
热力学第一定律的实际应用有：制造、冶炼、发电、加热等等
热力学第二定律
基本原理
不可逆性
能量守恒原理
能量转换效率
不可逆过程
热量不会从冷的物体流向热的物体
热力学温度差
熵的概念
热量的传递
热量流向熵增方向
热量传递
熵增定律
熵增加原因
应用领域
能源转换
热能转化为电能
太阳能发电
燃料电池
工业生产
燃烧
传热
汽车制造
生物学
生物代谢
细胞呼吸
新陈代谢
基本概念
系统与环境
系统
环境
能量
能量的概念
热力学第一定律
熵
熵的概念
热力学第二定律
熵增原理
系统熵的变化
不可逆过程的存在
应用
工程热力学
内燃机原理
发电厂热力学
热机原理
内燃机原理
热机热力学
生物热力学
代谢原理
细胞代谢热力学
社会热力学
人类社会行为
环境问题热力学
温度和热量
温度的定义和公式
定义
物体热力学上的状态量，通常用符号"T"表示
表示物体分子的热运动的强度
是物质宏观热状态的基本特征之一
单位
摄氏度(℃)
华氏度(℉)
开尔文(K)
公式
热力学温度公式
Q = mCdT
Q: 系统吸收或放出的热量
m: 系统质量
C: 系统比热容
dT: 温度变化
物理温度公式
Q = mcΔT
Q: 系统吸收或放出的热量
m: 系统质量
c: 系统常数
ΔT: 温度变化
热容公式
c = m/ΔT
c: 系统比热容
m: 系统质量
ΔT: 温度变化
温度转换公式
T1 = (m1c1 + m2c2 + ...) / (m1 + m2 + ...)
T2 = (m1c1 + m2c2 + ...) / (m1 + m2 + ...)
T3 = (m1c1 + m2c2 + ...) / (m1 + m2 + ...)
相对湿度公式
RH = 100 - (Φ / 100)
Φ: 绝对湿度
热量的定义和公式
热量的定义
热量定义
热量是物体内部分子间相互作用能量的一种形式
是指能够传递热量的能力，可用来表示物体温度的高低
热量计算
热量=内能变化+温度差
热量公式
内能公式
内能 = 固体体积 x 固体密度 x 固体熔点 x (1 - 气压)^0.5 x 分子数
内能 = 液体体积 x 液体密度 x 液体沸点 x (1 - 气压)^0.5 x 分子数
内能 = 气体体积 x 气体密度 x 气体压力 x 分子数
热力学第一定律
能量守恒定律
能量可以转化为热能和机械能，也可以从热能和机械能转化为其他形式的能量
热力学第二定律
热量不可能自发从低温物体流向高温物体
熵增定律
热量公式
Q = mcΔT
Q = ΔU + W
Q = FΔT
热力学过程
热力学循环
循环概念
热力学循环定义
热力学循环是指热力学过程的完整循环
循环过程可以分为一系列不同的子过程，包括加热、吸热、膨胀、压缩、放热、冷却等
循环特点
热力学循环是自给自足的过程
循环的总能量守恒，不受外界能量影响
热力学循环具有连续性和稳定性
热力学循环类型
封闭式循环
能量和物质的流动受限于系统的容积
可以用热机、工质传递器、水力轮机等方式实现
开放式循环
能量和物质的流动不受限于系统的容积
可以用太阳能、风能、水能等自然能源实现
热力学循环应用
热力学循环工程
用于制冷、供热、工业生产等领域
生态系统循环
维持生态系统的稳定，如水循环、碳循环等
宇宙热力学循环
太阳系、星系、宇宙等空间内物质能量的循环
热力学循环分类
封闭循环
完全热机
部分热机
完全热机
包括卡诺循环
根据其热力学性能分为四个等级
部分热机
分为卡诺循环
可以使用非卡诺循环来实现部分功率的转换
开放循环
非卡诺循环
分为冷热机和等温热机
冷热机
用于将热量从高温物体传递到低温物体
分为绝热式冷机和吸收式冷机
绝热式冷机
不使用外部能源
根据冷凝器和蒸发器的差异可以分为气液式和膜式冷机
吸收式冷机
使用吸收剂和溶剂之间的化学反应来吸收和释放热量
根据冷却介质的差异可以分为吸收式蒸汽轮机和吸收式发电机
等温热机
利用热能从一个系统传递到另一个系统
可以将热能转换为电能
蒸汽机
利用热能驱动旋转叶轮来产生机械功
分为往复式蒸汽机和汽轮机
涡轮机
通过涡轮转子来产生机械功
根据发动机类型的差异可以分为燃气轮机和燃气涡轮机
光学知识
光的成像
实像和虚像
实像
光源与观察者的关系
光源
观察者
实像
特征
真实存在于三维空间中
物体在光线照射下呈现的视觉效果
实像的测量
焦距法
距离法
相机三脚架法
虚像
光源与观察者的关系
光源
观察者
虚像
特征
光源的虚拟
观察者看到的是虚像而非真实物体
虚像只有在一定条件下才能被观察到
虚像的测量
直角法
三角形法
双凸透镜法
放大镜和显微镜
放大镜
功能
用于观察小物体
放大物体，让人们可以看清楚一些细节
使用
拿放大镜观察物体时，不要把物体靠近镜片，以免产生焦点
调整放大镜焦距，以便看清物体的各个细节
显微镜
功能
用于观察非常小的物体
可以显示细胞，细菌等微观世界
使用
把样品放置在载玻片上，并用显微镜的样品灯加热样品
通过目镜调整放大倍数，直到样品完全显示在屏幕上
使用切片仪进行更深入的观察
光的成像基础
光的折射
光在两种介质间传播速度不同
入射角与折射角之间有一定的关系
光的反射
光线碰到一个表面时反弹回来
入射角等于反射角
光的衍射
光通过小孔或狭缝时的扩散现象
衍射会影响物体的成像清晰度
物体成像
光学系统
光学镜头
透镜系统
摄影机镜头
物体的像
物体光线照射到透镜后的成像
像与物体的距离、像距和像素等参数有关
光的色散
折射定律
简介
光线经过介质边界面发生偏转现象的规律
描述介质中光的传播方式
定律表述
光线在经过介质界面时，入射角与折射角的正弦之比在同一介质内恒为一定值
即 n1 sinθ1 = n2 sinθ2
定律实际应用
眼睛对物体的成像，光在透镜和棱镜中的折射
光在水、玻璃、镜面等表面的反射
光在大气中的折射
实验方法
准备角度计、折射计等工具
实验条件包括介质、入射角、折射角等参数
测量数据并分析
影响因素
介质的折射率
入射角度
入射光线的速度和频率
介质的物理性质
入射角和折射角之间的夹角
应用场景
制作棱镜和透镜
棱镜
材料
玻璃片
石墨棒
热风枪
砂纸
步骤
制作一块透明玻璃片
将玻璃片弯成想要的形状
用石墨棒和砂纸打磨表面
使用热风枪加热并塑形，以保持形状
透镜
材料
透明玻璃片
凹凸镜
手电钻
砂纸
步骤
将透明玻璃片放在平整的表面上
用手电钻钻一个直径略大于玻璃片的孔
用砂纸打磨透镜边缘
将凹凸镜固定在透镜前方，用砂纸打磨表面
其他材料
夹子
热风枪
石墨棒
手工工具
设计反光镜和望远镜
反光镜设计
原理
折射反射原理
镜面材料
设计特点
分类
全反射镜
反射镜
多反射镜
应用
光学显微镜
太阳能镜
光学器件
望远镜设计
原理
反射原理
折射原理
设计特点
分类
折射式望远镜
反射式望远镜
望远镜分辨率
应用
天文望远镜
空间望远镜
工业检测
光学设计要点
材料
玻璃
陶瓷
石英
镜面加工
平面镜
凸透镜
凹透镜
镜片装配
合适的间隙
平整的表面
紧密的装配
制作棱镜显微镜
所需材料
玻璃
透明的玻璃片
具有不同角度的玻璃片
手电筒
用于观察物体
纸板
用于制作镜架
透镜
用于成像
木棍
用于支撑镜架
工具
钳子
剪刀
铅笔
直尺
制作步骤
第一步：准备工作
制作显微镜前，需要对所需的玻璃材料进行清洗
根据需要，制作一些不同角度的玻璃片
第二步：制作镜架
在纸板上用铅笔和直尺画出镜架的大致形状
使用剪刀和钳子将纸板剪成相应形状
在镜架的底部插入一个木棍
第三步：安装透镜
在镜架的前端插入透镜
透镜的大小和形状要根据物体的大小和位置进行调整
第四步：安装物镜
将需要成像的物体放置在物镜的下方
调整物镜，使物体成像在透镜的前端
第五步：安装目镜
将目镜插入透镜的后端
调整目镜，使其可以看到清晰的成像
第六步：调试显微镜
根据需要，对显微镜进行调试
确保显微镜的透镜和物镜都可以清晰成像
确认成像位置正确
研究光在物质中的传播和性质
光在物质中的传播
光的传播路径
直线传播
反射
折射
全反射
光的传播速度
真空中光速约为299792458m/s
介质中光速会随介质密度的不同而改变
光的传播方向
电场方向与电磁波的传播方向一致
磁场方向与磁感线的传播方向一致
光在物质中的性质
光的颜色
光的波长不同会呈现出不同的颜色
红色光的波长最长，紫色光的波长最短
光的散射
物质中的小颗粒会散射光线
光的散射会影响光线传播的路径和强度
光的吸收
物质会吸收特定波长的光
光的吸收会导致物质颜色的改变
光的干涉和衍射
光在干涉时，不同光波会产生明暗条纹
光在衍射时，光线会被弯曲和扩散
棱镜和彩虹
棱镜
原理
利用棱镜将光分成不同波长的颜色
根据棱镜的不同结构，可以分为玻璃棱镜和光纤棱镜等
应用
显微镜和望远镜的光学系统中广泛使用
用于研究光谱和颜色等领域
彩虹
原理
雨滴将阳光折射、反射和折射
由于折射和反射产生的多个角度，使得不同波长的颜色呈现出来
颜色顺序
红、橙、黄、绿、青、蓝、紫
光的基本特性
光的波动性
光是一种电磁波
光的基本特性
波动性
电磁波是一种波动，可以传播在真空中
电磁波具有振幅和频率
粒子性
光可以表现出粒子性
光的能量量子化
光的反射、折射和干涉
反射
光遇到光滑表面，沿着相反方向反射
折射
光从一种介质射向另一种介质时，其传播方向发生改变
干涉
当两束光线在空间相遇时，可能产生干涉
可见光干涉的典型案例是双缝干涉
光的衍射和偏振
衍射
当光线穿过一个障碍物时，会产生衍射现象
偏振
光可以在空间中传播的方向不同，产生不同的偏振方向
可见光中偏振光可以分为水平偏振光和垂直偏振光
光在生活中的应用
通信
光纤通信技术，利用光波传输信息
医学
利用光学技术，诊断和治疗各种疾病
光学仪器
光学仪器包括望远镜、显微镜、相机等，可以观察到光学现象
光波的传播遵循波动理论
波动理论的基本概念
波长
指光波在单位时间内传播的距离
频率
指光波的周期数量
振幅
指光波的最大振动量
光波的传播
传播介质
真空
气体
液体
固体
传播方式
直线传播
圆弧传播
反射传播
折射传播
干涉
波长相等的两个波叠加产生的干涉现象
衍射
波遇到障碍物或边界时产生的波的变化现象
光的粒子性
光子理论
光子概述
光的基本特征
波粒二象性
不存在质量
与电磁场的相互作用
光子能量
与波长的关系
电磁辐射的基本量子
光子运动
光的运动规律
运动状态描述
光速的大小
光子在介质中的传播
折射定律
反射定律
光子的吸收和散射
光的吸收与激发
光的散射与衍射
光子的应用
光学器件
光纤通信
光学放大器
激光器
光学测量
光栅干涉仪
偏振测量
红外热像仪
光电效应
原理
光电子发射的能量和波长的关系
光电子发射的能量与光的波长有关
光电子发射的能量可用以下公式计算：$E = hc/λ$
光电子的特性
光电子具有电荷
光电子具有质量
光电子的能量等于其发射的光子的能量
光电效应的实验验证
实验用的光源和物体可以用真空管来制造
通过控制光的频率和光电子的质量和能量可以验证光电效应
应用
光电效应在太阳能电池中的应用
太阳能电池是通过光电效应来转化太阳光为电能的
光电效应是光伏技术的核心原理之一
光电效应在电视机和电脑显示器中的应用
光电效应可以使光子转化为电子
光电效应使电子在电路中移动，产生显示效果
光的传播
光的反射
入射角等于反射角
反射的分类
光的折射
光的传播方向随入射角变化
折射的规律
光的干涉
干涉条纹的形成
双缝干涉
光的衍射
光的波动性性质
衍射实验
光学仪器
光学透镜
透镜的特点
光学镜片
光学棱镜
棱镜的种类
光的折射与反射
光学仪器的分类
光学显微镜
光学望远镜
光学测量仪器
电学知识
电路和电势
电路基本概念
电路基本组成
电源
正负极
电压
电流
电阻
电阻值
“欧姆”表示法
分类
电容
电容值
“法拉”表示法
分类
电感
电感值
“亨利”表示法
分类
电路元件连接
并联
并联电路
电流
电压
串联
串联电路
电流
电压
连接规律
基尔霍夫定律
欧姆定律
基本公式
电路分析
等效电路
理论上可以简化
通常是无限级数
等效电路中的电阻
理论上可以简化
通常是无限级数
电容电路
基尔霍夫定律
等效电路中电容值
电感电路
基尔霍夫定律
等效电路中电感值
电路运算
电流计算
等效电路中的电流
电压计算
等效电路中的电压
电阻计算
等效电路中的电阻
电容计算
等效电路中的电容
电感计算
等效电路中的电感
电势的定义和公式
电势的定义
电场强度的概念
电场是一种使电荷运动的力
电场强度指在单位正电荷受到的电力
电势的定义
电势是一种使电荷在一段路径上发生电位移的能量
在电场中，电势可以理解为单位电荷在电场中沿着电势场方向运动所具有的能量
电势的公式
电场中电势的公式
电势U=∆E/∆x
∆E为电势能量变化量，∆x为路径长度
静电场中电势的公式
U=W/Q
W为沿着电势场方向通过一个单位电荷的电场能量，Q为单位电荷电荷量
电容中电势的公式
U=W/q
W为通过电容的电场能量，q为电容容量
电荷和电流
电荷的定义和公式
定义
物体拥有电荷的量
单位为库仑（C）
常见电荷类型
正电荷
质子（质量为1.00727 u）
电子负电荷（负1.000799）
负电荷
中性子（质量为1.008665 u）
带电量
单位为千电荷（1C = 1×10^-19 库仑）
公式
库仑定律
F = kq1q2 / r^2
库仑常数
k = 1.602176634 × 10^9 N·m^2/C^2
电流的定义和公式
定义
电流指的是单位时间内通过导体横截面的电荷量，通常用安培（A）作为单位。
公式
安培定律
安培定律描述了电流、电阻和电压之间的关系，公式为 I = V / R
基尔霍夫电流定律
基尔霍夫电流定律描述了单个电路中电流的路径，公式为 I = Q / t
欧姆定律
欧姆定律描述了电流、电压和电阻之间的关系，公式为 I = V / R
电路的计算
欧姆定律
基尔霍夫定律
电阻计算
欧姆定律
R=U/I
当U=0时，I=R
欧姆定律公式变形
V=IR
V=U/R
电流计算
欧姆定律
I=V/R
R=I/V
安培定律
I=U/t
I=F/q
电压计算
欧姆定律
U=IR
R=U/I
电势差计算
U=Q/V
U=P/I
电阻、电流、电压之间的关系
电阻、电流、电压公式变形
R=U/I
V=I/R
R=
现代物理知识
原子物理
电子的运动和轨道
电子结构
原子轨道
价电子轨道
内层轨道
外层轨道
能级
电子在原子中的能量
离子轨道和原子轨道之间的能量差异
电子运动
自由电子
原子外的电子自由运动
不受束缚的电子可以随意改变方向和速度
分子轨道
两个或更多原子间的轨道组成的分子轨道
原子轨道组合后的轨道具有一定的物理性质
基本粒子模型
夸克模型
光子模型
电子模型
量子力学
薛定谔方程
海森堡不确定性原理
费曼图
轨道
轨道运动模型
波函数解析
粒子分布
光电效应
当光子与电子碰撞时，可以使电子从原子中移出
光电效应可用于发电
电子轨道
轨道结构
电子云
轨道模型
轨道周期性
轨道运动
自由电子
磁场中的轨道
离子轨道
轨道的稳定性
轨道参数
能量和动量
能级差异
光电效应
光电效应原理
光子概念
光是由许多粒子组成的
光子是光的最小单位
光电子产生
光电效应的光子能量必须大于等于材料电子能级的能量
当光子能量大于材料电子能级的能量时，会产生光电子
光电效应定律
普朗克公式
光电效应公式
光电效应实验
斯特恩-格拉赫实验
在外加磁场下，光子与原子内部的电子发生相互作用
原子吸收能量，从而激发出电子，发射出光子
布朗运动实验
将带电粒子暴露在光场中，观察带电粒子的运动状态
观察带电粒子在光场中运动的规律
斯托克斯定律实验
观察电子发射过程中光子的频率和光电子的动能之间的关系
验证光电效应公式和斯托克斯定律
定义
当金属被光照射时，金属表面发射出电子的现象。
特征
电子发射与光的波长有关
发射电子数量与光的能量有关
金属材料对电子发射的影响
光电效应的应用
光电二极管（PD）
光电池（PC）
太阳能电池
光电传感器
光电效应的物理过程
电子从金属表面脱离的能量来源
光的能量与电子之间的相互作用
金属中电子与金属键的相互作用
外界热能对电子的作用
光电效应的三种情况
最简单情况（低光强、非强烈反射）
常规情况（中等光强、适当反射）
高能量情况（强烈反射、极强光强）
基本概念
原子结构
质子、中子、电子的相互作用
原子核、电子轨道的运动
物理量和符号
电荷、电量、电场强度
电势能、电位、电容、电感
原子光谱
吸收光谱
发射光谱
线性和非线性光谱
量子力学
量子力学基本概念
能量、动量、自旋
波粒二象性
热力学
热力学第一定律、第二定律
熵、热容、温度
统计物理学
统计物理学基本概念
波函数、能级、状态函数
原子态统计分布
核物理
原子核的结构和反应
原子核的结构
质子和中子
质子和中子组成原子核
质子数等于电子数
原子核稳定性
原子核稳定性由质子数决定
原子核稳定性可以用原子核反应的产物数目来判断
核能
核能是由原子核的反应产生的能量
核反应产生的能量通过裂变或聚变转化成其他形式的能量
核反应
裂变反应
裂变是指重核裂变成两个或多个较轻的核的反应
裂变反应可以释放出大量能量，并且会产生一个中子和多个裂变碎片
聚变反应
聚变是指轻核聚合成一个重核的反应
聚变反应可以释放出大量能量，但需要高温和高压才能实现
核反应类型
放射性核反应
中子反应
伽马射线反应
核裂变和核聚变
核裂变
原理
核裂变是指原子核发生断裂的过程
核裂变产生的能量是由于核反应释放的中子数与反应物原子核质量差的一部分之和的结果
应用
用于核电站的核燃料
用于制造原子弹的核武器
核聚变
原理
核聚变是指两个原子核合并形成一个新的原子核的过程
核聚变产生的能量是由于核反应释放的质量差与反应物原子核质量之和的一部分之和的结果
应用
用于太阳和恒星能量产生的过程
有望用于制造核能燃料的原子弹的能源
可能用于研制清洁能源的核聚变发电站
核物理基础知识
核
定义：原子核的基本组成部分
组成：质子和中子
原子核反应：核裂变和核聚变
粒子物理
基本粒子：夸克、轻子、中微子等
基本力：引力、电磁力、弱相互作用、强相互作用
物理模型
标准模型：基本粒子和基本力的统一理论
等效原理：电磁力和引力的等价
物理场：电磁场、强场和弱场
核物理应用
核能源
核电站
核反应堆
核聚变
核医学
核医学成像技术
放射性同位素治疗
放射性标记化合物研究
核武器
核武器设计
核武器制造
核武器控制和安全