物理选修3-4背记知识

1、物理背记知识一:光1. 平行玻璃砖的光学特征:（1）入射光与出射光线平行（2）入射角越大,侧移量越大（3）折射率越大,侧移量越大2三棱镜的特点从玻璃棱镜的一个侧面射入的光线从另一侧面射出时向底面偏折，折射率越大，偏折角越大。3视深和实深1 垂直于液面观察折射率为n的液体中的物体，其视深h与实际深度h 的关系为：2 在折射率为n的液体中垂直液面观察液面上的物体，其视高h与实际高度h 的关系为：4.光的折射现象的应用：（1）水中筷子发生弯折 （2）水上看到水底的鱼比实际位置浅（3）假设地球表面不存在大气层,那么人们观察到的日出时刻与存在大气层的情况相比,将延后（4）雨后彩虹, 瀑布在阳光下呈现彩色

2、（5）蒙奇差:晴朗的天空，看到的星空比实际的星空高5.光的全反射的应用（1）海市蜃楼 沙漠蜃景（2）水中气泡看起来特别亮（3）光导纤维（4）医用内窥镜：实际的内窥镜有两组光纤，一组把光传送到人体内部进行照明，另一组把体内的图像传出供医生观察6. 物理量红 橙 黄 绿 蓝 靛 紫 频率增大 折射率增大同种介质中的光速减小同种介质中的波长减小同种介质中全反射临界角减小7.干涉图样的特点（1）双缝干涉:单色光：中央是亮纹，亮暗相间的、等距条纹 白光:暗相间的彩色条纹；中央为明白色亮条纹；干涉条纹是以中央亮纹为对称轴排列的；在每条彩色亮纹中红光总是在外侧，紫光在内侧（2）牛顿环：中央疏边沿密的同心圆环

3、. 8.光的干涉的应用（1）肥皂泡看起来五颜六色，水上油膜成彩色（2）利用光的干涉检查工件的平整度（3）增透膜：在透镜表面上涂一层播磨，当薄膜的厚度等于入射光 在薄膜厚度在薄膜中波长的1/4时，从薄膜前后两表面反射回来的光的路程差等于半个波长，它们干涉相消，减小了反射光的能量，增强了透射光的能量。（4）照相机和摄象机的镜头常常呈现淡紫色，为什么? 因为照相机，望远镜额镜头表面常常镀了一层增透膜，人眼对绿光最敏感，增透膜的厚度是绿光在薄膜中波长的1/4，由于其它颜色的光不能被有效投射，故反射光强，绿色的互补光是紫色，这样镜头呈淡紫色。9. 衍射图样的特点（1） 单缝衍射：单色光:中央亮纹宽而亮，

4、两侧条纹具有对称性，亮纹较窄，较暗白光: 白光单缝衍射条纹为中央亮,两侧为彩色条纹，且外侧呈红色，靠近光源的内侧为紫色（2）圆孔衍射：为明暗相间的圆形条纹，中央为亮斑，外面是亮度 越来越暗的亮圆。（3）圆屏衍射（泊松亮斑）：小圆板衍射的中央有个亮斑，图样中的亮环或暗环间的距离随着半径的增大而减小（4）圆孔衍射和圆屏衍射的区别：圆孔衍射图样中心亮斑较大，泊松亮斑比较小圆孔衍射图样外侧是黑暗的，泊松亮斑外侧是明亮的10.由烛焰发出的光，照射到带有圆孔的挡板上后，当圆孔逐渐减小到零的过程中，在挡板后面的光屏上能看到什么现象？ 与圆孔相似的光斑、烛焰倒立的实像、同心的衍射圆环、黑暗11.光的衍射的应用

5、（1）眯起眼睛看远处的灯光 （2）隔着暗色的丝绸看远处的灯光（3）太阳周周的彩色光环太阳光穿 过大气层时遇到对流层的小水珠或小冰晶，如果这些水珠冰晶的尺寸与可见光的波长相近就发生衍射。 （4）用游标卡心观察日光灯12.干涉和衍射的比较干涉衍射产生条件不同相同频率障碍物的尺寸比波条纹宽度不同相等中央最宽，两侧变窄条纹亮度不同相等中央最亮，两侧变暗条纹变化情况与波长成正比，与缝间距成反比波长越长，缝越窄越明显产生原理相同波的叠加波的叠加12.光的偏振的应用（1）拍摄:在拍摄日落时水面下的境物，池中的游鱼，玻璃橱柜中陈列的照片时，由于水面或玻璃表面的反射光的干扰常使景象不清楚，如果在照相机镜头前装一

6、片偏振滤光片，让它的透振方向与反射光的偏振方向垂直，就可以减弱反射光，而使景象清晰（2）液晶显示（3）消除在夜间行车时汽车头灯耀眼灯光对迎面汽车的影响 （4）立体电影13.激光（1）利用单色性、相干性：拍频技术（可精密测定各种移动、转动和震动速度）、激光地震仪、精密导航、光纤通信、全息照片、工业探伤、激光全息摄影等。（2）利用平行度好、亮度高：测距、激光雷达、读取vcd机、CD唱机、和计（3）利用亮度高：军事上的激光炮弹、医疗上的激光手术等算机的光盘、切割金属、刻字、打孔、医学上切除肿瘤等。（4）全息照片的拍摄利用了光的干涉原理，它是利用参考光和物光发生干涉形成的。二、电磁场、电磁波、电磁波谱

7、1麦克斯韦电磁场理论变化的磁场能够在周围空间产生电场，变化的电场能够在周围空间产生磁场。 赫兹验证了电磁波的存在2电磁场变化电场在周围空间产生磁场，变化磁场在周围空间产生电场，变化的电场和磁场总是相互联系成为一个完整的整体，这就是电磁场。3电磁波(1)电磁场在空间由近及远的传播，形成电磁波。(2)电磁波的传播不需要介质，可在真空中传播，在真空中不同频率的电磁波传播速度是相同的(都等于光速)。(3)不同频率的电磁波，在同一介质中传播，其速度是不同的，频率越高，波速越小。(4)vf，f是电磁波的频率。4电磁波的发射(1)发射条件：开放电路和高频振荡信号，所以要对传输信号进行调制(包括调幅和调频)。

8、(2)调制方式调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变。调幅广播(AM)一般使用中波和短波波段。调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而变。调频广播(FM)和电视广播都采用调频的方法调制。5无线电波的接收(1)当接收电路的固有频率跟接收到的无线电波的频率相等时，激起的振荡电流最强，这就是电谐振现象。(2)使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐。能够调谐的接收电路叫做调谐电路。(3)从经过调制的高频振荡中“检”出调制信号的过程，叫做检波。检波是调制的逆过程，也叫做解调。6电磁波谱电磁波谱特性应用真空中波长/m频率/Hz递变规律无线电波波动性强，易发生衍射无线电技术>103<3×1

9、011红外线热效应加热 ，遥控遥感10310710111015可见光引起视觉照明、摄影1071015紫外线化学效应、荧光效应、杀菌消毒医用消毒、防伪10710910151017X射线贯穿性强检查、探测医用透视108101110161019射线贯穿本领最强 工业探伤、医用治疗<1011>10197.电磁波和机械波相同点：(1)都有波的的一切特性，如：都能产生反射、折射、干涉、衍射等现象。 (2)波速、波长、频率之间具有同样的关系。 不同点：(1)产生机理不同，机械波是由机械振动产生的；电磁波产生机理也不同，有电子的周期性运动产生（无线电波）；有原子的外层电子受激发后产生（红外线、可见

10、光、紫外线）；有原子的内层电子受激发后产生（伦琴射线）；有原子核受激发后产生（射线）。（2）介质对传播速度的影响不同机械波的传播速度由介质决定，与频率无关，即同种介质不同频率的机械波传播速度相同。如声波在温度15时的空气中传播速度为340m/s，温度不同时传播速度不同，但与频率无关。电磁波在真空中传播速度相同，均为3×108m/s。在同种介质中不同频率的电磁波传播速度不同，频率越大传播速度越小，如：红光和紫光在同种介质中折射率n红小于n紫.机械波不能在真空中传播，电磁波能在真空中传播，其原因是：机械波传播的是振动形式，通过振动形式传递能量，其本身不是物质，故不能在真空中传播；而电磁波是电磁场在空间的传播，本身就是物质，在真空中可以传播，而在介质中传播速度反而受影响。三:相对论1狭义相对论的两个基本假设(1)狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的。(2)光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，光速与光源、观测者间的相对运动没有关系2. 狭义相对论的两个基本假设的直接推论(1)同时的相对性：沿观察者（相对）运动的的方向，靠前的时间先发生(2)长度的相对性：一条沿自身