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人教版高中物理（2022）
高中物理知识总结，包括运动的描述、匀速直线运动、力、抛体运动、圆周运动、万有引力、机械能、静电场等等。
编辑于2022-07-11 23:19:29- 高中 物理
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人教版高中物理
运动的描述
质点：在一些情况下可以忽视物体的大小和形状，将其简化为一个具有质量的点。称为质点。
参考系：描述一个物体的运动时，不随时间变化也不随空间变化的用于参考的物体。
路程：物体运动轨迹的长度。属于标量。
位移：用于描述物体位置的变化。属于矢量。
用x1表示位体的起始位置，x2表示位体的停止位置，Δx表示位移；可得算式Δx=x2-x1。
速率：物体运动的快慢。一个在时间Δt内运动了Δx的物体的速率为u=Δx/Δt，速率的单位是m/s。速度：物体运动的快慢与方向。
平均速度：物体在一段时间内运动的平均快慢程度。瞬时速度：物体在一段约等于零的时间中的速度。
加速度：速度的变化量与发生这一变化所用时间之比，用a表示。若Δu表示速度在时间Δt内的变化量，则有a=Δu/Δt，标准单位是m/s^2。
匀变速直线运动
匀变速直线运动：沿着一条直线且加速度不变。
匀变速直线运动的速度与时间的关系式：u=u0+at。
匀变速直线运动的位移与时间的关系式：x=u0t+（1/2）at^2。
自由落体运动：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。重力对物体的加速度在每个地方都有不同，用g表示，通常取9.8m/s^2。
力
力：物体的相互作用，用F表示。力的单位是牛顿，用N表示。
重力：物体受地球吸引而受到的力，重力的方向垂直往下。质量为m的物体受到的重力G=mg，其中g是重力加速度。
形变：物体在力的作用下形状或体积发生的改变。
弹力：发生性扁的物体在恢复原状时，对其接触的物体产生的力。
弹性形变：物体能恢复原状的形变。如果形变过大，超过一定的限度，撤去作用力后物体不能恢复形状，这个限度叫做弹性限度。
胡克定律：在弹性限度内，物体形变所产生的弹力F与形变的大小x有如下关系：F=kx，其中k被称为劲度系数。
滑动摩擦力：两个相互接触的物体，在相对滑动时，接触面上产生的阻碍相对运动的力。如果两个相互滑动的物体之间的压力为Fp，那么滑动摩擦力Ff=μFp，其中μ叫做动摩擦因数，不同材料之间的动摩擦因数互不相同。
静摩擦力：相互接触的两个物体之间只有相对运动的趋势，而没有相对运动时的摩擦力。静摩擦力随着推力的增大而增大，直到两个物体产生相对运动。
牛顿第三定律：两个物体相互作用是总会产生作用力和反作用力，且总是大小相等，方向相反，作用在同一直线上。
假设一个力单独作用的效果跟的效果跟某几个力共同作用的效果相同，这个力就叫做这几个力的合力。假设几个力共同作用的效果跟的效果跟某一个力单独作用的效果相同，这个力就叫做这一个力的分力。力可以被合成也可以被分解。
牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在其上面的李迫使其改变这种状态。物体表示这种匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。描述物体惯性的物理量是其的质量，单位为kg。
牛顿第二定律：物体提所受的合力F=ma，其中m是物体的质量，a是物体的加速度。
一个被放置在与地面成θ角的平面上，质量为m的物体所设的重力为F=sin θ gm，滑动时所受的摩擦力为Ff=μFp cos θ。
失重：物体对支持物的压力小于物体所受重力的现象。超重：物体对支持物的压力高于物体所受重力的现象。
抛体运动
抛体运动：以一定速度将物体抛出，在空气阻力可以忽略的情况下，物体只受重力的影响。如果初速地饰演水平方向的，那么这就是平抛运动。抛体运动的轨迹为抛物线。
做曲线运动的质点在某一点的运动方向，沿曲线在这一点的切线方向。
物体所受合力的方向与其运动方向不在同一条直线上时，物体做曲线运动。
一个在平面直角坐标系上做平面运动的物体，其速度可以u分解为垂直方向的速度uy，和水平方向的速度ux。三个速度的关系是u=√（ux^2+uy^2）。同时物体运动方向与水平方向的夹角θ的正切值tan θ=uy/ux。
做平抛运动的物体水平方向的速度ux不变，垂直方向的速度uy初速度为零，在重力的作用下逐渐加大。一个经过了时长为t的平抛运动的物体的方向与水平方向的夹角θ的正切tan θ=uy/ux=gt/ux。所以平抛运动物体的方向与水平方向的夹角会随着时间增大。
进行一个初速度为u0，初速度与水平方向的夹角为θ的物体在水平方向的分速度u0x=u0 cos θ，在垂直方向的分速度u0x=u0 sin θ。
圆周运动
圆周运动：轨迹为圆周的运动。
线速度：圆周运动时，物体在某点运动的快慢，符号为u。如果一个物体在Δt的时间内所扫过的弧长为Δs，那么其线速度的大小为u=Δs/Δt，线速度的方向为物体做圆周运动时该点的切线方向。
匀速圆周运动：线速度相同的圆周运动。
角速度：物体转过的角与所用时间之比，符号为ω。如果一个物体在Δt的时间内所扫过的角的大小为Δθ，那么其角速度的大小为ω=Δs/Δt，单位为rad/s。
u=rω，u是线速度，r是半径，ω是角速度。
周期：做匀速圆周运动的物体，运动一周所用的时间。
做匀速圆周运动的物体所受的合力指向圆心。这个指向圆心的心叫做向心力。向心力的符号为Fn，一个质量为m的做匀速圆周运动的物体的向心力Fn=muω。有向心力所产生的向心加速度an=uω。
如果一个做圆周运动的物体所受的向心力突然消失，这个物体会向其切线的方向运动。
万有引力
开普勒定律
开普勒第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳在椭圆的一个焦点上。但是行星运动的轨道近似于圆，其运动可以近似的看成匀速圆周运动。
开普勒第二定律：对于任意的一个行星来说，其与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等。
开普勒第三定律：一个行星椭圆轨道的长半轴a和公转周期T有如下关系：a^3/T^2=k，其中k是一个对所有行星都相等的比值。
引力： 任何物体之间都存在的相互吸引的力。两个物体t1和t2之间的引力F=G（m1m2）/r^2，其中m1是t1的质量，其中m2是t2的质量，r是t1和t2的距离，G是万有引力常量，G约等于6.67×10^-11，单位是N×m^2/kg^2。
机械能
功：力对受力物作用的积累。。力对物体所做的功W=Fl cos a，其中F是力，l是位移，a是力和位移的夹角，功的单位是J。
能量：物质做功转换的量度，功的单位是J。
当一个物体在几个力的共同作用下发生一段位移时，这几个力对物体所做的总功，是各个力分别对物体所做功的代数和。
功率：力做工的快慢。功率P=W/t，其中W是功，t是做功的时间，功率的单位是W。
势能：与物体形变和位置变化有关的能量，符号为Ep。
重力势能：重力对物体所做的能量，至于物体起点和终点的位置有关。重力势能Ep=mgh，其中m是物体的质量，g是重力加速度，h是物体的高度。重力势能是想对于一个水平面来说的。
弹性势能：发生弹性形变的物体的各部分之间的能量。弹性势能=（1/2）k（x）^2，其中x是物体的形变量，k是物体的劲度系数。
动能：物体运动时所受的能量。物体的动能Ek=（1/2）m（u）^2，其中u是物体的速度，m是物体的质量。
机械能：势能和动能的统称。在只有机械能的系统中，动能和势能可以相互转化，且总量不变。
静电场
电荷：带有电的粒子，分为带有正电的正电荷和带有负电的负电荷。电荷内含电的多少叫做电荷量，符号为q，单位是C。使粒子带电的方法有三种：摩擦起电，感应起电，传导起电。导电体中的电子可以自由移动，绝缘体中的电子不能移动。
电荷守恒定律：电荷可以转移，但不能被消灭或创造；在转移过程中，电荷的总量保持不变。
点电荷：形状大小和电荷分布状况对其作用力的影响可以忽略的带电体。
静电力：静止电荷之间的作用力。在真空中，两个静止点电荷之间的静电力F=k（q1 q2）/（r^2），其中q1和q2是两个点电荷的质量，r是两个点电荷之间的距离，k是静电力常量，约等于9. 0×10^9（N×M^2/C^2）。
电场：电荷周围存在的一种由电荷产生的场。静止电荷产生的电场称为静电场。
电场强度：用来表示电场大小和方向的物理量，电场强度E=F/q，其中F是场源电荷的静电力，q是场源电荷的电荷量。电场中某点的电场强度的方向与正电荷在该点所受静电力的方向相同。电场可以叠加，且正电荷的电场强度方向沿半径向外，负电荷的电场强度方向沿半径向内。
电场线：虚构的线，可以想象的表示电场强度，电场线更密的地方电场强度更大，且电场线上各点的切线方向与该点的电场强度方向一致。同一电厂的电场线永不相交，电场线从正电荷或无穷远出发，在负电荷或无穷远终止。
静电场中的能量
静电力做的功W=qE|AM|，其中A点是做功的起点，M点是做功的终点。
电势能：电荷在电场中的势能。
电势：电荷在电场中某一点的电势能与其电荷量之比，符号为φ，计算公式是φ=Ep/q，单位是V。电势沿着电场线方向逐渐降低。
电势差：又称电压，两点之间电势的差值，符号为U。计算公式是Uab=Wab/q。等势面：电场中电势相同的各点构成的面，电场线与等势面垂直，由电势高的等势面指向电势低的等势面。电压Uab=Ed，其中E是电场强度，d是这两点沿电场强度的距离。
电容器：一个既能充电，也能放电的设备。在两个相距很近的平行金属板中加上一层绝缘物质就组成一个电容器。电容：衡量电容器的物理量，电容C=q/U，其中q是电容器所携带的电荷量，U是电容器两级板之间的电压，电容的单位是F。
电路
电流：两个由导线连接的分别带正电和负电的带电体之间的电子沿导线作定向运动。恒定电流：大小和方向都不随时间变化的电流。形成恒定电流需要电源，并用导线将电源的两极连接起来（形成闭合电路，同时电路中最好含有电阻器）。电源：在电路中的两点之间持续形成电势差的装置，其中这两点是电源的两极，带正电的是正极，带负电的是负极 。
电路：用于衡量电流的强弱程度的物理量。电流I=q/t，其中q是在时间t内通过导体横截面的物理量。电流的单位是A。
电阻：导体对电流的阻碍作用。电阻R=U/I=ρl/S，其中U是电压，I是电流，l是导体长度，S是导体横截面积，ρ是导体的电阻率，不同的导体的电阻率不同。电阻的单位是Ω。
超导现象：一些金属在温度特别低是电阻可以降到0。
串联电路：电阻器首尾依次连接在电路中。并联电路：并联电路是使在构成并联的电路元件间电流有一条以上的相互独立通路。并联电路中的总电流等于各支路电流之和，串联电路中的电流处处相等，串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和，并联电路的总电压与各支路电压相等，串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和，并联电路的总电阻等于各支路电阻的倒数之和。
一段电路的电功率P=UI，其中U是电压，I是电流。电流通过导体产生的电量Q=I^2Rt，其中I是电流，R是电阻，t是通电时间。
闭合电路分为由电阻器和导线组成的外电路，以及电源中的内电路。
静电力：与静电力相反的力。电源是通过非静电力做功把其他能量转化为电势能的装置，电源的这种特性用电动势来表示，电动势E=W/q，其中W是非静电力所做的功，q是电源的电荷量。闭合电路的电动势E=I（R+r）=U外+U内，其中I是电流，U是电阻，R是电源内的内阻，r是外阻，U外是外电路的电压，U内是内电路的电压。
能量守恒定律：能量不会凭空消失，也不会凭空产生，但可以从一种形式转化为其他形式，从一种物体转移到其他物体，同时能量的总量保持不变。
电磁感应
一个磁体中带有两个磁极，相同的磁极互相排斥，不同的磁极相互吸引。
磁场：磁体周围存在的一种由磁体产生的场。磁感线是磁体周围的一种虚构的线，用于描述磁场。通电导线可以产生磁场。
通电导线与磁场方向垂直时，其所受的力F=IlB，其中I是导线的电流，l是导线的长度，B是磁感应长度。磁感应长度时表示磁场强弱的物理量，单位是T。均强磁场：磁场中各点的磁感应强度大小相同，方向相同。
在磁感应强度为B的均强磁场中有一个平面，这个平面在位于磁感应强度方向垂直的平面的方向的投影为S，那么这个平面的磁通量Φ=SB，磁通量的单位是Wb。
电磁感应：磁生电的现象，有电磁感应产生的电流称为感应电流。当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中会产生感应电流。
动量
动量：物体速度和质量的乘积，动量p=mu，其中m是物体的质量，u是物体的速度。
冲量：物体力和力的作用时间的乘积。冲量I=FΔt，其中F是力，Δt是作用时间，冲量的单位是N·S。
动量定理：物体在一个过程中所受力的冲量等于其在这个过程始末的冲量的变化量。
如果一个系统不受外力，或者所受外力的合力为0，这个系统的总动量保持不变。
一个系统中，如果两个物体在碰撞前后动能不变，这类碰撞叫做弹性碰撞。一个系统中，如果两个物体在碰撞前后动能减少，这类碰撞叫做非弹性碰撞。
机械振动
机械振动：物体或物体的一部分在一个位置附近的往复运动。
在机械振动中，物体所受合力为0时，所在的位置是平衡位置。
如果物体的位置与时间的关系遵从正弦函数的规律，这样的振动是简谐振动。
振幅：振动物体离开平衡位置的最大距离。
周期：做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间，物体完成全振动的次数与时间之比叫做振动的频率。f=1/T，其中T是周期，f是频率，频率的单位是Hz。
相位是反映简谐运动任何时刻的状态的物理量。两股频率相同的简谐运动的相位的差。
回复力：使物体在平衡位置附近做往复运动的力。如果物体在运动方向上所受得力与其偏离平衡位置唯一的大小成正比，而且总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动。
单摆是能够产生往复摆动的一种装置，将无重细杆或不可伸长的细柔绳一端悬于重力场内一定点，另一端固结一个重小球，就构成单摆。单摆的周期T=2π√（l/g），其中l是单摆的绳长，g是重力加速度。
物体在没有外力干预的情况下做简谐运动，其周期由系统自身性质决定，这种振动称为固有振动，频率称为固有频率。
振幅随时间逐渐减小的振动称为阻尼振动。系统在驱使力的作用下的振动叫做受迫振动。
当物体驱使力的频率等于固有频率时，物体做受迫运动的振幅达到最大值，这种现象叫做共振。
机械波
波：振动的传播。在波传播时，波经过的质点也会振动。
波分为纵波和横波。横波的质点振动方向与波传播方向相互垂直。纵波的质点振动方向与波传播方向相同。在横波中，质点振动最高处叫做波峰，质点振动最低处叫做波谷，质点不振动的位置是平衡位置。纵波中，质点分布最密的位置叫做密部，质点分布最密的位置叫做疏部。
波借以传播的物质叫做介质。机械振动在介质中传播，形成了机械波。
横波的图像是正弦曲线，所以其又被称为简谐波，同在横波传播时，介质中的质点在做间谐运动。
一列横波中，振动相位总是相同的两个相邻波谷质点间的距离叫做波长，波谷或波峰与平衡位置的差距叫做振幅。一列纵波中，疏密程度总是相同的两个相邻疏密部质点间的距离叫做波长，疏部和密部与平衡位置的差距叫做振幅。一列波穿过一个波长的长度所需的时间叫做周期，波的频率等于周期的倒数。波的速度称为波速。波长λ=fu，其中f是频率，u是周期。
反射定义：当一个物体或波在运动时遇到一个他们无法通过的物体界面时，就会被反弹回来的现象。
反射定律：所有波都遵循反射定律，入射角=反射角，法线垂直于物体界面，所有的反射都发生于一个平面内，反射可逆。
折射定义：波因传递速度改变引起的波的传递方向的改变叫折射。
折射条件：只有当一列波以一定角度进入一个新介质时，才会发生折射。
折射定律：所有波都遵循折射定律，当波从速度快的介质传递到速度慢的介质时，折射角小于入射角，法线垂直于介质的边界，折射可逆。sin θ1/sin θ2=n12，其中sin θ1是入射角的正弦，sin θ2是折射角的正弦，n12是比例常数。
衍射定义：波在障碍物周围发生传播方向改变的现象。
干涉定义：两列波相遇时产生的相互作用，叫做干涉。
相长干涉：几列波相遇后，相互结合，而产生了一列振幅变大的波，这种干涉称为相长干涉。
相消干涉：几列波相遇后，相互结合，而产生了一列振幅变小的波，这种干涉称为相消干涉。
驻波定义：如果入射波和反射波有相同的频率，它们就会形成一种静止不动的波，这样的波叫做驻波。
波节：在驻波中，两个波发生相消干涉后，形成的零振幅的点。
波腹：在驻波中，振幅最大的点。波腹也是驻波中具有最大能量的点，总是出现在两个波节的中间位置。
多普勒效应：波源与观察者相互靠近或相互远离时，接收到的频率会发生不同程度的变化。
光
当波从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比叫做折射率，符号为n。真空的折射率为1。一个介质的折射率n=c/u，其中c是光速，u是光在这种介质中的速度。
对于折射率不同的两种材质，折射率较小的叫做光疏材质，折射率较大的叫做光密材质。
当光从光密材质射入光疏材质时，折射和反射会同时发生，但当入射角增大到一定程度的时候，折射光会消失，这种现象叫做全反射，这时的入射角叫做临界角。光从介质射入真空时，发生全反射的临界角的正弦sin C=1/n，其中n是折射率。
安培力与洛伦兹力
安培力
安培力是通电导线在电场中所受的力。
左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，且都与手掌在同一个平面内，让磁感线从掌心垂直进入，并使四指指向电流的方向，这是拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受的安培力方向。
安培力F=IlB sinθ，其中I是电流大小，l是导线长度，B是磁感应强度。角θ是电线与 磁感应强度放向的夹角。
洛伦兹力
洛仑兹力是运动电荷在磁场中所受到的力。
左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，且都与手掌在同一个平面内，让磁感线从掌心垂直进入，并使四指指向正电荷运动的方向，这是拇指所指的方向就是正电荷在磁场中所受的洛仑兹力的方向。
洛仑兹力F=quB sinθ，其中q是正电荷电荷量，u是正电荷运动速度，B是磁感应强度。角θ是正电荷与磁感应强度放向的夹角。
当一个正电荷在磁场中运动时，洛仑兹力会为其提供向心力，使其做圆周运动。这个圆周运动的半径r=mu/qB，其中m是正电荷质量，u是正电荷速度，q是正电荷量，B是磁感应强度。
电磁感应
楞次定律
楞次定律：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
右手定则：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，且都与手掌在同一个平面内，让磁感线从掌心垂直进入，并使拇指指向导线运动的方向，这是四指所指的方向就是感应电流的方向。
法拉第电磁感应定律
在电磁感应现象中的电动势叫做感应电动势。
感应电动势E=Blu sinθ，其中，B是磁感应强度，l是导线长度，u是正电荷速度，角θ是导线运动方向和导线本身的夹角。
感生磁场：磁场变化时，会在空间中激发一种磁场，这种磁场并非由电荷产生，而且在空间中，如果存在闭合导体，导体中的自由电荷就会在感生磁场下做定向运动，产生感应电流。
涡流：又称为涡电流。在某线圈附近的任何导体，如果穿过它的磁通量发生变化，导体内就会产生感应电流。金属块中的涡流会产生热量。
电磁阻尼：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导体的运动，这种现象称为电磁阻尼。
互感现象：两个没有没有导体相连的线圈，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场，会在另一个线圈中产生感应电动势，这种现象叫做互感，产生的电动势叫做互感电动势。
自感现象：当一个线圈中电流变化时，它所产生的变化的磁场，在线圈本身激发出感应电动势，这种现象称为自感，由于自感所产生的感应电动势成为自感电动势。自感电动势E=L（ΔI/Δt），其中I是电流，t是时间，L是自感系数，它的单位是H。
交变电流
交变电流：简称交流电，电流电压大小方向随时间呈周期性变化的电流称为交流电，或者交变电流。方向不随时间变化的电流称为直流电或恒定电流。
变化规律：绝大部分交变电流的变化都函数都是正弦曲线。交流电的电动势e=Em sin ωt，其中t是时间，Em是电动势所能达到的最大值或者峰值。交流电的电动势u=Um sin ωt，其中t是时间，Um是电压所能达到的最大值或者峰值。交流电的电动势i=Im sin ωt，其中t是时间，Im是电流所能达到的最大值或者峰值。
让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交变电流的一个周期内他们产生的电量相等，而这个恒定电流与电压分别为I，U，那么I，U叫做这个交变电流的有效值。I=Im/√（2），U=Um/√（2）。
变压器：能够改变交流电电压的仪器，变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。一个线圈与交流电源连接叫做原线圈或者初级线圈，另外一个线圈与负载连接叫做负线圈或次级线圈。互感现象是变压器工作的基础。U1/U2=n1/n2，其中U1是交流电源的电压大小，U2是次级线圈输出的电流的电压大小。n1是初级线圈的匝数之比，n2是次级线圈的匝数之比。
电磁振荡与电磁波
电磁振荡：一个大小与方向都做周期性序数变化的电流叫振荡电流。产生振荡电流的电路叫振荡电路，最简单的振荡电路由一个线圈和一个电容器组成。在振荡电路放电的过程中，电路中的电路，电容器极板上的电容量，电容器里电场强度，线圈里的磁感应强度进行周期性变化的现象，被称为电磁振荡。在电磁振荡过程中，电场能和磁场能会发生周期性转化。电磁振荡的周期T=2π√（LC），其中L是电路的自感系数，C是电容器的电容。
电磁波：在电路中，变化的磁场会产生电场，同时在变化的电场中也会产生磁场。正因如此，变化的电场与变化的磁场是互相联系的，就可以形成一个不可分割的统一的电磁场。同时电磁场传播时形成的波被称为电磁波，电磁波是一种横波。在真空中的波速等于光速C。
无线电波的发射与接收：一个能够有效的发射电磁波的振荡电路，必须需要有足够的振荡频率，同时振荡电路的电场与磁场必须尽可能分散到尽可能大的空间，才能够有效的将能量辐射出去。在传播电磁波信号中，携带信号的高频电磁波被称为载波。使载波随各种信号而改变的技术叫做调制;将高频电磁波的振幅随信号强弱的变化的调制叫调幅（AM）；而使高频电磁波频率随信号强弱改变的方法叫做调频（FM）。使接收电路产生电磁谐振的过程叫做调谐。
电磁波谱：电磁波按照波长和频率可以分为无线电波，红外线，可见光，紫外线，伽玛射线。其中无线电波的波长为3万米到1毫米，红外线的波长从1毫米到760纳米，可见光的波长从400纳米到760纳米，紫外线的波长范围为370纳米到5纳米。X射线与伽玛射线的波长小于5纳米。
分子动理论
扩散现象：物体是由大量分子组成的，在绝大部分情况下，不同的物体都能彼此进入对方，这种现象称为扩散，扩散的现象并不是由外界引起的，而是由物体分子无规律运动产生的。
布朗运动：在悬浮液中，微粒会进行无规则的运动，被称为布朗运动。
分子间的作用力：分子间的作用力种类与分子间距离有关，通常来说，当分子间的距离r<r0时，分子间的作用力表现为斥力；当r=r0时，分子间的作用力为0，这个位置被称为平衡位置。当r>r0时，分子间的作用力表现为引力。分子间的作用力由带电粒子的相互作用引起。
分子动理论：以分子之间存在的相互作用力，且进行永不停息的不规则运动的基本内容为出发点，物质的热学性质和规律看作微观粒子运动的宏观表现的理论，叫做分子动理论。
气体分子运动：在气体中，气体分子间距离很大，分子间作用力很弱，所以气体分子通常被认为做不受力的匀速直线运动。同时，气体对容器的压强来源于气体分子的热运动，气体分子在做运动的时候，会对容器壁进行碰撞而产生作用力。
热能：物体中，所有分子的热运动动能与分子势能的总和，叫做物体的热能。当分子之间的距离等于平衡位置时，分子势能最小。当物体温度升高时，分子热运动动能的平均动能增加。
气体固体液体
温度和温标
研究某一容器中的气体的热学性质，其研究对象是容器中大量分子组成的系统，这在热学中叫做一个热力学系统。只要经过足够长的时间，一个系统内各部分的状态参量可以达到稳定状态，这个状态叫做平衡态。
物体有三种传递热的方法，分别是辐射，传导，以及对流，在传递热的过程中，两个系统的状态参量将会改变。经过一段时间后，如果参量不再改变，那么说明两个系统达到了平衡，这种平衡叫做热平衡。
温度：描述物体热血性质的物理量。如果要定量的描述温度，就需要使用温标，最常用的温标是摄氏度。摄氏温标将在标准大气压下冰的熔点设为0度，水的沸点设为100度。摄氏温标所确定的温度用t表示。热力学温标表示的温度叫做热力学温度，用符号T表示，其单位是开尔文，符号为K。摄氏温标与热力学温标的关系是T=t+273.15K。
比热容：单位质量的某种物体，升高或者降低1摄氏度所吸收或者放出的热量，叫做这个物体的比热容。比热容的符号是c，单位是J/(kg·°C)，其计算公式为：c=E/(m·(t-to))，其中大写E表示物体吸收或释放的能量，m表示物体的质量，to表示物体的初温，t表示物体的末温。
气体的变化
一定质量的某种气体在温度不变的情况下，压强p与体积V的关系是pV=c，其中c是一个常量。
一定质量的某种气体在压强不变的情况下，其体积V与热力学温度T的关系是V=CT。
一定质量的某种物体在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T的关系是p=CT。
理想气体：在任何温度，任何压强，任何体积的情况下，都遵循气体实验定律的气体被称为理想气体。
固体
固体的分类：固体可以分为晶体和非晶体两类，晶体有天然的规则的几何形状。非晶体没有规则的外形。晶体具有确定的熔点，非晶体没有确定的融化温度。而且晶体内部的微粒是按各自的规则排列着的。
各向同性与各向异性：一些晶体沿不同方向的光学性质或导电性能不同，这类现象叫做各项异性。非晶体沿各个方向的性质都相同，这叫做各向同性。
多晶体：以金属为例，金属是由许多细小的晶粒组成的，每个晶粒都是一个小的单晶体，有规则的形状且各向异性。但是金属中的单晶体取向杂乱无章，所以金属没有确定的几何形状，也不现实各向异性，仅保留了在一定压强下具有确定熔点的基本特征。这种物质被称为多晶体。
液体
液体的表面张力：在液体与气体之间的区域会出现一种力，被称为表面张力。表面张力在液体表面各个方向上都存在，力的方向总是与液面相切，而且与分界面垂直，这种力使液体表面绷紧。
一种液体可以润湿某种固体，并附着在某种固体的表面上，这种现象叫做浸润。一种液体不会润湿某种固体，也不会附着在固体的表面，这种现象叫做不浸润。
毛细现象：浸润液体在细管中上升，不浸润液体在细管中下降的现象，称为毛细现象。
热力学定律
系统不从外界吸热也不向外界放热的过程叫做绝热过程。
热力学第一定律：一个热力学系统的热能变化量ΔU=Q+W，其中Q是外界向系统传递的热力，W是外界对系统所做的功的和。
热力学第二定律：热量不可能自发的从低温物体传到高温物体。
热力学第三定律：绝对零度等于热力学温标下的0K，等于-273.15摄氏度，绝对零度是不可能达到的。
能量守恒定律：能量既不可能凭空产生，也不可能凭空消失，其只能从一种形式转化为其它形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移过程中，能量总量保持不变。
原子结构和波粒二向性
普朗克理论
绝对黑体：如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就是绝对黑体。绝对黑体虽然不反射电磁波，却可以向外辐射电磁波，这样的辐射叫做黑体辐射。
普朗克定律：物体中存在着不停运动的带电微粒，组成黑体的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的整数倍，这个最小能量值ε被称为能量子。一个黑体中能量子的数量ε=hv，其中v是带电微粒的振动频率，也就是带电微粒吸收或辐射电磁波的频率。h是普朗克常量，h=6.62×10^-34。
光电效应
照射到金属表面的光，能够使金属中的电子从金属表面溢出，这个现象被称为光电效应，这种电子被称为光电子。
光电效应的规律：在光电效应中，当入射光的频率减少到某一频率v时，光电流消失，这表明已经没有光电子了。其中v被称为截止频率或者极限频率。不同金属的截止频率不同。在光照条件不变的情况下，随着所加电压的增大，光电流趋于一个饱和值。如果施加反向电压，在光电管两极间形成使电子减速的电场，电流有可能为0。使光电流减小到0的反向电压U被称为遏止电压。遏止电压表明光电子有一定能的初速度，初速度的上限u应该满足以下关系：1/2(mu^2)=eU。光电效应几乎是瞬时发生的。
要使电子摆脱某种金属需要外界给它做功，做功的最小值叫做金属的逸出功，用W0表示。在频率为v的光的能量子被称为光子，光子hv=ek+W0，其中ek是光电子逸出后的初动能，W0是光子的逸出功。
康普顿光谱模型：光子不仅具有能量，同时也具有动量，光子的动量p与光的波长λ之间的关系视为p=h/λ，其中h是普朗克常量。光是一种电磁波，同时在光的形成过程中也会出现光子，这意味着光既有波动性，也有粒子性，这个现象被称为光的波粒二相性。
原子核式模型与电子能级
稀薄气体放电时，当玻璃管的气体十分稀薄时，阴极就会发出一种射线，这种射线被称为阴极射线，是一种带电微粒。组成阴极射线的粒子被称为电子，电子的电荷量e=1.602×10^-19C，电子的质量m=9.109×10^-19kg。
原子中存在有正电体与负电体，其中正电体的尺度很小，被称为原子核，但占据几乎所有的重量，而负电体则是电子。
在电子能级理论中，电子只能在特定的轨道上运动，所以原子的能量也只能取一系列特定的值，这些能量值被称为能级。原子中，这些具有确定能量的稳定状态被称为定态。能量最低的状态被称为基态，其它的状态被称为激发态，可以用不同的数字和符号来标记基态。
当电子从能量较高的定态轨道（其能量被标记为En）跃迁到能量较低的定态轨道（Em,m<n）时，会释放出能量为hv的光子（h是普朗克常量，v是光的频率）。这个光子的能量hv=En-Em。
电子能级理论的局限性：在原子中，电子的坐标并没有确定的值，正因如此，我们只能说某时刻电子在某点附近单位体积内出现的概率是多少。当原子处于不同的状态时，电子在各处出现的概率是不一样的，可以使用疏密不同的店来表示电子在各个位置所出现的概率，这种点图被人们称为电子云。
粒子波动性：实物粒子与微观粒子同样具有波动性，也就是说每一个运动的粒子都与一个对应的波相联系。粒子的能量ε和动量p与对应的波的频率v和波长λ之间，遵从如下关系：v=ε/h，λ=h/p。
原子核
原子核的组成
物体发出射线的性质被称为放射性。
天然放射线性现象发出的射线分为三种，α射线，β射线，Υ射线。α射线是粒子流，带正电，电荷量是电子的两倍， 质量是氢原子的四倍，组成与氦原子核相同，速度可以达到光速的十分之一，电离作用较强，穿透能力有限。β射线是电子流，速度可以 接近光速，电离作用较弱，穿透能力中等。Υ射线是一种电磁波，有波长很短的光子组成，波长在10^-10m以下，电离能力很弱，穿透能力非常强。
放射性和射线来自于原子核，与元素的物理性质和化学性质无关。
质子是原子核中的粒子，也是氢原子核，用p表示，质子带正电荷，电荷量与一个电子的电荷量相等，质量为m=1.672×10^-27kg。
质子是原子核中的粒子，中子不带电，质量为m=1.674×10^-27kg。
质子和中子因为性质相似被称为核子。
原子核所带的电荷量除以质子数量的结果被称为电荷数，用Z表示。原子核内质子和中子的数量的总和被称为原子核的质量数。具有相同质子数而中子数不同的原子核组成的元素被称为同位素。
衰变
原子核自发的放出α射线，β射线导致的原子核的变化被称为原子核的衰变。
原子核衰变时电荷数和质量数都守恒。
放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的市价叫做这种元素的半衰期。
原子核在其它粒子的轰击下产生新原子核或者发生状态变化的过程叫做核反应。核反应时电荷数和质量数都守恒。
核力与结合能
电荷之间的相互作用和磁体间的相互作用被称为电磁相互作用。宏观物体中的压力，弹力，拉力，支持力都源于物体电荷之间的电磁相互作用。
引力是自然界的一种基本相互作用。
核子结合在一起形成稳定的原子核的作用称为强相互作用，其作用范围只有约10^-15m。
引起中子到质子转换的的作用称为强相互作用，其作用范围只有约10^-18m。
核子结合成原子核所释放的力被称为原子核的结合能。原子核的结合能与核子数值之比叫做比结合能。比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固。
公式E=mc^2在任何情况下都成立，其中E是物体的能量变化，m是质量变化，c是光速。
核裂变与核聚变
在核裂变过程中，中子轰击放射性原子核，原子放出中子，中子击中另一个放射性原子的原子核，放出中子…………，这种使核裂变持续的反应叫做核裂变的链式反应。在核裂变反应中放射性元素的大小是链式反应是否能够进行的关键。如果中子不能击中放射性原子核，那么链式反应不能持续。
两个质量较轻的原子核结合成质量较大的原子核的核反应过程叫做核聚变。在核聚变中一个氘核（氢的同位素），和一个氚核（氢的同位素）在组合成一个氦核的同时放出一个中子，释放17.6MeV的能量。核聚变放出的能量是核裂变的4-5倍。
“粒子”们
已经发现的粒子有400种。
强子：参与强相互作用的粒子，包括中子还有质子。
轻子：不参与强相互作用的粒子，包括电子，还有一些中微子等。
规范玻色字：传递各种相互作用的粒子，如光子（传递电磁相互作用），中间玻色子（w和z玻色子）（传递弱相互作用），胶子（传递强相互作用）。