物理选修3-4

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物理选修3-4

• 公式
  • 运动特征：往复运动，周期性x=Asin(ωx + φ）
  • 受力特征：恢复力F=-kx
  • 回复力来源：重力的切向分力 做简谐运动的条件：摆角很小（a＜5°）误差最小 周期公式：T=2Π根号下L/g
  • 受力特征：恢复力F=-kx
  • sin入射角/sin出射角＝n=c/v=λ0/λ（n为折射率）
  • 当sin入射角＝sinC=1/n时候，发生全反射，入射角大于C也为全反射
    • 必须是光密到光疏，
  • 公式：亮暗条纹判断：亮条纹：∆x=nλ（n=0,1,2,3....) 暗条纹：∆x=（2n+1)*λ/2（n=0,1,2,3....) 条纹间距：∆x＝lλ/d
    • 注意：∆x是两孔分别到光点的差，跟单孔无关。
  • 公式①T=2Π根号下L*C②f=2Π./根号下L*C
  • 相对论时空观：①同时的相对性②长度的相对性：l=l'根号下l-v²/c²③时间间隔的相对性：∆t=∆x/根号下1-v²/c²
  • 相对论的速度变化定律：u=(u'+v)/{1+(u'v)/c²}
  • 相对论质量公式：m=m'/根号下（1-v²/c²）
• 相对论
  • 狭义相对论
    • 相对论时空观：①同时的相对性②长度的相对性：l=l'根号下l-v²/c²③时间间隔的相对性：∆t=∆x/根号下1-v²/c²
    • 相对论的速度变化定律：u=(u'+v)/{1+(u'v)/c²}
    • 相对论质量公式：m=m'/根号下（1-v²/c²）
  • 广义相对论
    • 物质的引力是光线弯曲
    • 强引力场附近的时间进程会变慢
• 电磁波
  • 电磁场
    • 麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场
  • 电磁振荡
    • 公式①T=2Π根号下L*C②f=2Π./根号下L*C
  • 公式：v=λf
  • 电磁波的发射和接受
    • 发现：①有先发射电磁波的条件②调制：振幅与调频
    • 接受：调谐→电谐振→解调
  • 电磁波谱
    • 无线电波（①（收音机）（长波→中博→中短波→短波→微波（电视机）（米波，分米波，厘米波，毫米波））→红外线（暖气散热器）→可见光→紫外线（消毒）→X射线（骨骼透视）→γ射线（放射性）
• 光
  • 光的反射和折射
    • 反射：入射角等于反射角，关于法线对称，在同一边 折射（光疏到光密介质，入射角＞出射角，光密到光疏，入射角＜出射角，注意sinC)
    • 反射：入射角等于反射角，关于法线对称，在同一边 折射（光疏到光密介质，入射角＞出射角，光密到光疏，入射角＜出射角，注意sinC)
    • sin入射角/sin出射角＝n=c/v=λ0/λ（n为折射率）
  • 全反射
    • 当sin入射角＝sinC=1/n时候，发生全反射，入射角大于C也为全反射
      • 必须是光密到光疏，
    • 由光密到光疏当，入射角＞C时候，发生全反射
  • 光的干涉（详细看批注）
    • 薄膜干涉：①干涉图样②应用eg:增透膜。检查平面的平整度 双缝干涉：条件是相干光源（频率相同） 亮暗条纹判断：亮条纹：∆x=nλ（n=0,1,2,3....) 暗条纹：∆x=（2n+1)*λ/2（n=0,1,2,3....) 条纹间距：∆x＝lλ/d 双缝干涉测波长
    • 公式：亮暗条纹判断：亮条纹：∆x=nλ（n=0,1,2,3....) 暗条纹：∆x=（2n+1)*λ/2（n=0,1,2,3....) 条纹间距：∆x＝lλ/d
      • 注意：∆x是两孔分别到光点的差，跟单孔无关。
  • 实验：双缝干涉测量光的波长
    • 设备顺序依次是：光源，滤光片，单缝，双缝，这广通，毛玻璃屏
    • 现象：可以看到等距的波，颜色相同
  • 光的衍射
    • 发生明显衍射的条件： 只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟光波相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象 三种衍射图样：①单缝衍射（不等间距，大小中间最宽，向两边递减）②圆孔衍射：光通过小孔时（孔很小）在评上会出现完整的圆环。③圆板衍射：泊松凉拌-会在衍射的物体的圆心位置出现一个小光点。
  • 光的偏折
    • 只有横波才有偏振的效果，纵波无
  • 光的颜色，色散
    • 光的色散分为： ①干涉产生的色散。eg：薄膜干涉（在肥皂液泡上面有彩色的光） ②衍射产生的色散eg:白光做衍射时候产生的条纹 ③折射产生的色散eg:三棱镜
    • 补充：红橙黄绿青蓝紫的折射率n依次增大，红光n,f最小，其他的都最大，按顺序，其他的也随之变化
  • 激光
    • 特点：相干性好，平行性好，亮度高
    • 应用：传播信息，激光测距，光储存，医疗
• 机械波
  • 波的形成和传播
    • 必须的产生条件：（1）有振源（波源）（2）有介质
    • 产生特点：传播的是运动形式，能量，信息，质点不会随波迁移
  • 波的图像（详细见批注）
    • 横波：质点的振动方向和波的传播方向垂直（像正弦函数） 纵波：质点的振动方向和波的传播方向共线（横向传播）
  • 波长，频率和波长（详细见批注）
    • 波的图像：①可以获取的信息有波长λ，振幅A②难点计算速度v和传播方向的判断，通常会将波的图像和质点的振动图像放在一起考。
    • 公式v=f*λ=f/T（f为频率，λ为波长，T为周期）
      • 空气（15℃）中的传播速度为：340m／s、空气（25℃）中的传播速度为：346m／s、水（常温）中的传播速度为：1500m／s、海水（25℃）中的传播速度为：1530m／s、钢铁中的传播速度为：5200m／s。
      • f只由振源决定，v由介质决定
  • 现象及应用
    • 惠更斯原理（与反射与折射有关 ）
    • 波的干涉和衍射
      • 衍射的条件：只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象。eg:波绕过物体接着传播。闻其声不见其人。
      • 干涉的条件：频率相同的两列波。eg：加强区域，减弱区域相互间隔。
    • 多普勒效应
      • 条件：博源与观察者间有相对运动。eg：感到波的频率发生变化。
• 机械振动
  • 简谐运动
    • 特征
      • 运动特征：往复运动，周期性x=Asin(ωx + φ）
      • 受力特征：恢复力F=-kx
    • 简谐运动的描述
      • 物理量
        • 位移：以平衡位置为参考点！！！ 振幅A：偏离平衡位置的最大距离 周期T：一次权振东所用的时间 频率f：单位时间内权振东的次数 相位（ωx+φ）描述周期性运动在各个时刻所处的状态
        • 位移：以平衡位置为参考点！！！ 振幅A：偏离平衡位置的最大距离 周期T：一次权振东所用的时间 频率f：单位时间内权振东的次数 相位（ωx+φ）描述周期性运动在各个时刻所处的状态
      • 图像
        • 正弦曲线：纵坐标表示位移，横坐标表示时间 物理意义：描述振子的唯一随时间变化的规律 从图像可获得的信息：振幅，周期，位移....
        • 正弦曲线：纵坐标表示位移，横坐标表示时间 物理意义：描述振子的唯一随时间变化的规律 从图像可获得的信息：振幅，周期，位移....
    • 两个理想化模型
      • 弹簧振子
      • 单摆
        • 回复力来源：重力的切向分力 做简谐运动的条件：摆角很小（a＜5°）误差最小 周期公式：T=2Π根号下L/g
        • 回复力来源：重力的切向分力 做简谐运动的条件：摆角很小（a＜5°）误差最小 周期公式：T=2Π根号下L/g
    • 简谐运动的恢复力和能量
      • （1）振幅决定振动的能量（2）机械能守恒【通常为重力势能mgh转化为动能，动能再转化为重力势能，注意在单摆中还有向心力（做题中注意）】
  • 外力作用下的振动
    • 阻尼振动（详细看批注）
      • 特征：振幅递减 能力转化：机械能转化为其他形式的能量 平常的振动都是阻尼振动，因为有空气中的摩擦力
    • 受迫振动（详细看批注）
      • 定义：在周期性驱动力作用下的振动 频率：振动频率与驱动力的频率 共振：f驱动力=f固有时，振幅最大→应用与防止