高中物理选修34机械振动机械波光学知识点

高中物理选修34机械振动机械波光学知识点高中物理选修34机械振动机械波光学知识点高中物理选修34机械振动机械波光学知识点机械振动一、基本见解机械振动：物体（或物体一部分）在某一中心地址周边所做的往来运动回复力F：使物体返回平衡地址的力，回复力是依照收效（产生振动加速度，改变速度的大小，使物体回到平衡地址）命名的，回复力总指向平衡地址，回复力是某几个性质力沿振动方向的合力或是某一个性质力沿振动方向的分力。（如①水平弹簧振子的回复力即为弹簧的弹力；②竖直悬挂的弹簧振子的回复力是弹簧弹力和重力的合力；③单摆的回复力是摆球所受重力在圆周切线方向的分力，不能够说成是重力和拉力的合力）平衡地址：回复力为零的地址（物体原来静止的地址）。物体振动经过平衡地址时不用然处于平衡状态即合外力不用然为零（比方单摆中平衡地址需要向心力）。4.位移x：相对平衡地址的位移。它总是以平衡地址为始点，方向由平衡地址指向物体所在的地址，物体经平衡地址时位移方向改变。简谐运动：物体在跟偏离平衡地址的位移大小成正比，而且总指向平衡地址的回复力的作用下的振动，叫简谐运动。（1）动力学表达式为：F=-kxF=-kx是判断一个振动可否是简谐运动的充分必要条件。凡是简谐运动沿振动方向的合力必定满足该条件；反之，只要沿振动方向的合力满足该条件，那么该振动必然是简谐运动。2）运动学表达式：x＝Asin(ωt＋φ)3）简谐运动是变加速运动．物体经平衡地址时速度最大，物体在最大位移处时速度为零，且物体的速度在最大位移处改变方向。（4）简谐运动的加速度：依照牛顿第二定律，做简谐运动的物体指向平衡地址的kx.(或沿振动方向的)加速度am由此可知，加速度的大小跟位移大小成正比，其方向与位移方向总是相反。故平衡地址F、x、a均为零，最大位移处F、x、a均为最大。（5）简谐运动的振动物体经过同一地址时，其位移大小、方向是必然的，而速度方向不用然。（6）简谐运动的对称性①瞬时量的对称性：做简谐运动的物体，在关于平衡地址对称的两点，回复力、位移、加速度拥有等大反向的关系．速度的大小、动能也拥有对称性，速度的方向可能同样或相反。②过程量的对称性：振动质点来回经过同样的两点间的时间相等，如tBC＝tCB；质点经过关于平衡地址对称的等长的两线段的时间也相等。振幅A：振动物体走开平衡地址的最大距离，是标量，表示振动的强弱和能量的物理量，无正负之分。周期T和频率f：表示振动快慢的物理量。达成一次全振动所用的时间叫周期，单位时间内达成全振动次数叫频率，大小由系统自己的性质决定（与振幅没关），因此叫固有周期和频率。任何简谐运动都有共同的周期公式：T2m（其k中m是振动物体的质量，k是回复力系数，即简谐运动的判断式F=-kx中的比率系数，关于弹簧振子k就是弹簧的劲度，对其他简谐运动它就不再是弹簧的劲度系数）。相位(ωt+φ)：是用来描绘周期性运动在各个时辰所处的不同样状态的物理量，其单位为弧度．初相位φ0：周期性运动的初始状态全振动：振动物体连续两次运动状态（位移和速度）完满同样所经历的的过程，即物体运动达成一次规律性变化。振子做一次全振动的行程为4A。二、典型的简谐运动弹簧振子：（1）简谐运动条件：①弹簧质量忽略不计②无摩擦等阻力③在弹性限度内（2）说明回复力、加速度、速度、动能和势能的变化规律（周期性和对称性）①回复力指向平衡地址②位移从平衡地址开始③弹性势能与动能的互相转变，机械能守恒。（3）周期T2m，与振幅没关，只由振子质量和弹簧的劲度决定。k（4）能够证明，竖直放置的弹簧振子的振动也是简谐运动，周期公式也是T2m。这个结论能够直接使用。k5）在水平方向上振动的弹簧振子的回复力是弹簧的弹力；在竖直方向上振动的弹簧振子的回复力是弹簧弹力和重力的合力。证明：以以下图，设振子的平衡地址为，向下方向为正方向，此时弹簧的形变成x0，依照胡O克定律及平衡条件有mgkx00①xx时，回复力（即合外力）为当振子向下偏离平衡地址为F回mgk(xx0)②将①代人②得：F回kx，可见，重物振动时受力吻合简谐运动的条件．（6）弹簧振子振动过程中各物理量大小、方向变化情况过程：物体从A由静止释放，从A→O→B→O→A，经历一次全振动，图中O为平衡地址，A、B为最大位移处：单摆：在一不能伸长、忽略质量的细线下端拴一质点，上端固定，组成的装置叫单摆。（1）单摆的特点：①单摆是实质摆的理想化，是一个理想模型；②单摆振动可看作简谐运动的条件：a摆线为不能伸长的稍微线b无空气等阻力c最大摆角θ<5°；③单摆的等时性（伽利略），在振幅很小的情况下，单摆的振动周期与振幅、摆球的质量等没关；④单摆的回复力由重力沿圆弧切线方向的分力供应；⑤重力势能与动能的互相转变，机械能守恒。（2）周期公式：T2l（惠更斯）g半径方向：Tmgcosmv2向心力改变速度方向r切线方向：F回＝mgsinθ改变速度大小若θ角很小，则有sinθ＝tanθ＝x/L,而且回复力指向平衡地址，与位移方向相反，因此关于回复力F，有xmgkx（k是常数）F回mgxLL（3）单摆周期公式的应用：测量当地的重力加速度42L（L为摆长，是悬点到球心的距离。即：L=绳长+摆g，g=2T球半径）秒摆：摆长为1m，周期为2s的单摆周期T平时是摇动30-50次测量时间求平均值注意：每次摇动时必定从平衡地址开始计时。摆线顶端要固定。单摆摇动时要平摆，不要锥摆。三、简谐运动的图象图象的描绘:一个振子真实的运动轨迹用时间拉开。（1）描点法（3）从平衡地址开始计时，函数表达式为x＝Asinωt2f2T从最大位移处开始计时，函数表达式x＝Acosωt注：简谐运动的图象其实不是振动质点的运动轨迹（真实轨迹是一条往来的直线）振动图象的信息：①直接读出振幅（注意单位）②直接读出周期③确定某一时辰物体的位移④判断任一时辰运动物体的速度方向（最大位移处无方向）和加速度方向⑤判断某一段时间内运动物体的速度、加速度、动能及势能大小的变化情况t⑥计算一段时间内的行程：S4A，一个周期经过的行程为4A，位移为0。T振动图象的应用任何复杂的振动都能够看作是若干个简谐振动的合成四、受迫振动与共振1.振动能量=动能+势能=最大位移的势能=平衡地址的动能（由振幅决定，与周期和频率没关）阻尼振动和无阻尼振动1）阻尼振动：存在阻力做负功，能量减小，振幅减小（减幅振动）2）无阻尼振动(等幅振动)：在振动中,为保持振幅不变(能量不变)3.受迫振动1）受迫振动：物体在周期性外力作用下的振动叫受迫振动。2）驱动力：周期性的外力作用于振动系统，对系统做功，战胜阻尼作用，补偿系统的能量耗费，使系统连续地振动下去，这种周期性的外力叫驱动力。（3）物体做受迫振动的频率由驱动力决定,等于驱动力频率共振：1）在受迫振动中,驱动力的频率和物体的固有频率相等时,振幅最大①产生共振的条件：驱动力频率等于物体固有频率②共振曲线：以驱动力频率为横坐标，以受迫振动的振幅为纵坐标．它直观地反响了驱动力频率对受迫振动振幅的影响，f驱与f固越凑近，振幅A越大；当f驱＝f

而与固有频率没关（如：秋千）B固时，振幅A最大。2）共振的防范和应用①利用共振：驱动力频率凑近固有频率，如共振筛、转速计、微波炉、打夯机、跳板跳水、打秋千等。②防范共振：驱动力频率远离固有频率，如机床底座、航海、军队过桥、高层建筑、火车车厢等。机械波一、机械波的产生和流传波的见解机械波：机械振动在弹性介质中的流传形成条件：（1）波源：振源波源、波的发源地，最先振动的质点，不是自由振动，而应是受迫振动，有机械振动，不用然有机械波，有机械波必有机械振动。（决定了波的周期T和频率f）（2）介质：介质应拥有弹性的媒质，这里的弹性与前述弹性不同样，能形成波的媒质叫弹性媒质。（决定了波的流传速度v）波的特点和流传1）把介质看作是由大量的质点组成的，规定离振源近的称为前一质点，离振源远的称为后一个质点。相邻的质点间存在着互相作用力，振动时，前一质点带动后一质点振动2）机械波流传的可是振动的形式和能量，各个质点只在各自的平衡地址周边往来振动，不随波的流传而迁移（水中的树叶）3）质点做受迫振动，质点的振幅、振动周期和频率都与波源的同样4）各质点开始振动(即起振)的方向均同样（5）振动速度和波速的差别。在平均媒质中波是匀速、直线前进的，波由一种媒质进入另一种媒质，f不变，而v变，而质点的振动是变加速运动，两者没有联系，不能够混淆。4.波的意义（1）流传振动的能量——启动受迫（机械波流传机械能，电磁波流传电磁能。）（2）流传振动的形式——振幅周期频率（振源如何振动，质点就如何振动）（3）流传信息（声波、光波、电磁波）5.波的分类（1）横波：质点的振动方向与波的流传方向垂直，有波峰(凸部)和波谷(凹部)（如水波）2）纵波：质点的振动方向与波的流传方向共线，有密部和疏部（如声波）二、机械波的图象1.波的图象（简谐波图像为正弦或余弦曲线）：用x表示波的流传方向的各个质点的平衡地址，用y表示某一时辰各个质点偏离平衡地址的位移，并规定在横波中位移的方向向上为正。获取方法：（1）描点法――找到某一时辰介质的各个质点偏离平衡地址的位移（2）摄影纵轴：某一时辰介质的各个质点偏离平衡地址的位移横轴：介质各个质点的平衡地址颠簸图象的信息：（1）波长、振幅（2）任意一质点此刻的位移（3）任意一质点在该时辰加速度方向（4）由传波方向确定振动方向；由振动方向确定流传方向。（5）画出一准时间的机械波的图象①描点法②平移法（6）波上各质点振动方向的判断振动图象和波的图象的联系与差别联系：颠簸是振动在介质中的流传，两者都是按正弦或余弦规律变化的曲线；振动图象和波的图象中的纵坐标均表示质点的振动位移，它们中的最大值均表示质点的振幅。差别：①振动图象描绘的是某一质点在不同样时辰的振动情况，图象上任意两点表示同一质点在不同样时辰偏离平衡地址的位移；波的图象描绘的是波在流传方向上无数质点在某一时辰的振动情况，图象上任意两点表示不同样的两个质点在同一时辰偏离平衡地址的位移。②振动图象中的横坐标表示时间，箭头方向表示时间向后推移；波的图象中的横坐标表示走开振源的质点的地址，箭头的方向能够表示振动在介质中的流传方向，即波的流传方向，也能够表示波的流传方向的反方向。③振动图象随时间的连续将向着横坐标箭头方向延伸，原图象形状不变；波的图象随着时间的连续，原图象的形状将沿横坐标方向整个儿地平移，而不是原图象的延伸。④在不同样时辰波的图象是不同样的；关于不同样的质点振动图象是不同样的。三、描绘机械波的物理量周期和频率：在颠簸中，各个质点的振动周期是同样的，它们都等于波源的振动周期，这个周期也叫做波的周期。同样，各个质点的振动频率也是波的频率。（由振源决定）波长（λ）：在波的流传方向上，有关于平衡地址的位移总相等的两个相邻质点间的距离，叫做波长（波长由波源和介质共同决定）（1）在横波中，两个相邻的波峰或波谷间的距离等于波长，在纵波中两个相邻的密部或疏部间的距离等于波长。2）颠簸在一个周期中向前推进一个波长3）在一个周期内波峰或波谷向前推进一个波长4）一个完满的正弦曲线横轴长度。波速：（1）波速：波在介质中的流传速度。（由介质决定，固体、液体中波速比空气中大）vX(波速、波长和频率的关系：vf)T2）波峰或波谷的推进速度（波的流传方向就是波峰或波谷的推进方向）（3）与波源没关，因此波从一种媒质进入另一种媒质时f不变、v变化，波速也是波的能量流传速度。（4）波由一种介质进入到其他一种介质时，波速改变，波长改变，但是频率不变。类比：频率同样，

“步长”不同样。4.波的多解问题（1）周期性①时间周期性：时间间隔与周期T的关系不明确②空间周期性：波流传距离x与波长λ的关系不明确2）双向性①流传方向双向性：波的流传方向不确定②振动方向双向性：质点振动方向不确定四、波的特点波的衍射：波能够绕过阻挡物连续流传的现象，说明波能偏离直线而传到直线流传以外的空间。任何波都能发生衍射现象。明显衍射现象的条件：当阻挡物或孔的尺寸小于波长或与波长相差不多波的干涉1）波的叠加原理：在两列波重叠的地域里，任何一个质点都同时参加两列波引起的振动，其振动的位移为两列波单独存在引起的位移的矢量和。波的独立流传原理：两列波相遇前，相遇过程中和相遇后，各自波形和位移不发生任何变化。①相遇时，位移和速度都是矢量和②相遇后，保持原状，连续流传③峰峰叠加加强，谷谷叠加加强，峰谷叠加减弱2）波的干涉：频率同样的两列波叠加，使某些地域的振动加强，某些地域的振动减弱，而且加强和减弱的地域相间分布的现象。（有关波源：周期频率都完满同样的波源）①波的流传就是波峰或波谷的推进②干涉条件：频率同样的两列波（有关波源）叠加③干涉图样的特点：A）形成加强区和减弱区B）加强区和减弱区互相间隔C）强总强，弱总弱D）加强区振幅增加，但是位移有时能够为零减弱区：s(2n1)2步伐一致加强区：s2nn2减弱区：s2nn2步伐相反加强区：s(2n1)23.干涉和衍射（折射和反射）现象是波的特有的现象，所有波（包括电磁波）都能发生干涉知衍射（折射和反射），反之，能发生干涉和衍射（折射和反射）的必然是波。多普勒效应：1）波源发出的频率f：波源单位时间内发出波的个数观察者接收到的频率f′：观察者单位时间内接收到的波的个数2）相对运动时对频率的影响①波源和观察者都不动f′=f′′′′③观察者不动：波源远离观察者f＜f，波源凑近观察者f＞f，波长改变波速不变3）结论当波源与观察者有相对运动时，若是两者互相凑近，观察者接收到的频率增大；若是两者远离，观察者接收到的频率减小。BSA4）应用①有经验的铁路工人能够从火车的汽笛声判断火车的运动方向和快慢.②有经验的战士能够从炮弹翱翔时的尖叫声判断翱翔的炮弹是凑近仍是远去.③交通警察向前进中的汽车发射一个已知频率的电磁波，波被运动的汽车反射回来时，接收到的频率发生变化，由此可指示汽车的速度.④由地球上接收到遥远天体发出的光波的频率能够判断遥远天体有关于地球的运动速度.（5）多普勒效应是颠簸过程共有的特点.波源不动fv波v观）f观察者不动f(v波）f(v波v波v源五、次声波和超声波声波：①空气中的声波是纵波②人耳能感觉的声波的频率范围是20Hz～20000Hz，波长范围是17mm～17m。③人耳能区分回声和原声的最小时间是④声波有干涉、衍射、反射现象，声音的共振叫共鸣1、次声波：频率低于20HZ的声波。2、超声波：频率高于20000HZ的声波光的流传几何光学一、光的直线流传几个见解①光源：能够发光的物体②点光源：忽略发光体的大小和形状，保留它的发光性。（力学中的质点，理想化）③光能：光是一种能量，光能能够和其他形式的能量互相转变（使被照物体温度高升，使底片感光、热水器电灯、蜡烛、太阳万物生长靠太阳、光电池）④光辉：用来表示光束的有向直线叫做光辉，直线的方向表示光束的流传方向，光辉实质上不存在，它是细光束的抽象说法。（类比：磁感线电场线）⑤实像和虚像点光源发出的同心光束被反射镜反射或被透射镜折射后，若能汇聚在一点，则该汇聚点称为实像点；若被反射镜反射或被透射镜折射后光束仍是发散的，但这光束的反向延伸线交于一点，则该点称为虚像点．实像点组成的会集称为实像，实像能够用光屏接收，也能够用肉眼直接观察；虚像不能够用光屏接收，只能用肉眼观察．2．光在同一种平均介质中是沿直线流传的注意前提条件：在同一种介质中，而且是平均介质。否则，可能发生偏折。如光从空气斜射入水中（不是同一种介质）；“海市蜃楼”现象（介质不平均）。议论：光的直线流传是一个近似的规律。当阻挡物或孔的尺寸和波长能够比较也许比波长小时，将发生明显的衍射现象，光辉将可能偏离原来的流传方向。二、反射平面镜成像1．反射定律光射到两种介质的界面上后返回原介质时，其流传规律依照反射定律．反射定律的基本内容包括以下三个要点：①反射光辉、法线、入射光辉共面；②反射光辉与入射光辉分居法线两侧；③反射角等于入射角，即122．平面镜成像的特点——平面镜成的像是正立等大的虚像，像与物关于镜面对称3．光路图作法——依照成像的特点，在作光路图时，能够先画像，后补画光路图。4．充分利用光路可逆——在平面镜的计算和作图中要充分利用光路可逆。（眼睛在某点A经过平面镜所能看到的范围和在A点放一个点光源，该点光源发出的光经平面镜反射后照亮的范围是完满同样的。）5．利用边缘光辉作图确定范围三、折射与全反射1．折射定律(荷兰斯涅尔)：折射光辉与入射光辉、法线处在同一平面内，折射光辉与入射光辉分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比（折射光路是可逆的）n

sin

1

c1(不论是光从真空射入介质，仍是由介质射入真空，θ1总是sin

2

vsinC真空中的光辉与法线间夹角，θ2总是介质中的光辉与法线间的夹角，v是光在介质中的波速，是光在介质中的波长，C为全反射时的临界角。)折射率：折射率仅反响介质的光学特点，折射率由介质自己的光学性质和光的频率决定，与入射角的大小没关。折射率大，说明光从真空射入到该介质时，偏折大。任何介质的折射率总大于1。光密介质和光疏介质（1）与密度不同样(2)相对性（3）n大角小，n小角大2．全反射现象（1）现象：光从光密介质进入到光疏介质中时，随着入射角的增加，折射光辉远离法线，强度越来越弱，但是反射光线在远离法线的同时强度越来越强，当折射角达到90度时，折射光辉以为所有消失，只剩下反射光辉——全反射。（2）条件：①光从光密介质射向光疏介质；②入射角达到临界角，即1C（3）临界角:折射角为900（发生全发射）时对应的入射角,sinC1n3．光导纤维，海市蜃楼和内窥镜全反射的一个重要应用就是用于光导纤维（简称光纤）。光纤有内、外两层资料，其中内层是光密介质，外层是光疏介质。光在光纤中流传时，每次射到内、外两层资料的界面，都要求入射角大于临界角，从而发生全反射。这样使从一个端面入射的光，经过多次全反射能够没有损失地所有从另一个端面射出。四、棱镜和玻璃砖对光路的作用1．棱镜对光的偏折作用一般所说的棱镜都是用光密介质制作的。入射光辉经三棱镜两次折射后，射出方向与入射方向对照，向底边偏折，虚像向顶角偏移。2．全反射棱镜横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜。选择合适的入射点，能够使入射光线经过全反射棱镜的作用在射出后偏转90o或180o。要特别注意两种用法中光辉在哪个表面发生全反射。3．光的折射和色散一束白光经过三棱镜折射后形式色散，组成红橙黄绿蓝靛紫的七条彩色光带，形成光谱。光谱的产生表示白光是由各种单色光组成的复色光，各种单色光的偏转角度不同样。颜色红橙黄绿蓝靛紫频率γ低―→高折射率n小―→大同介质速度v大―→小波长λ大―→小临界角C大―→小

红紫4．玻璃砖：所谓玻璃砖一般指横截面为矩形的棱柱。当光辉从上表面入射，从下表面射出时，其特点是：⑴射出光辉和入射光辉平行；⑵各种色光在第一次入射后就发生色散；⑶射出光辉的侧移和折射率、入射角、玻璃砖的厚度有关；⑷可利用玻璃砖测定玻璃的折射率。光的本性物理光学一、粒子说和颠簸说微粒说——（牛顿）以为个光是粒子流，从光源出发，在平均介质中依照力学规律做匀速直线运动。成功——直线流传（匀速直线运动）、反射（经典粒子打在界面上）困难——干涉，衍射（波的特点），折射（粒子碰到界面的吸引和排斥：折射角、不能够视同一律），光辉交织颠簸说——（荷兰）惠更斯、（法）菲涅尔，光在“以太”中以某种振动向外流传成功——反射、折射、干涉、衍射困难——光电效应、康普顿效应、偏振世纪以前，微粒说素来占上风1）人们习惯用经典的机械波的理论去理解光的本性。2）牛顿的声威3）颠簸理论自己不够完满（以太、惠更斯无法科学的给出周期和波长的见解）光的电磁说：（英）麦克斯韦，光是一种电磁波光电效应：证明光拥有粒子性二、光的双缝干涉：证明光是一种波实验1801年，（英）托马斯·杨单色光单孔屏双孔屏接收屏现象1）接收屏上看到明暗相间的等宽等距条纹。中央亮条纹2）波长越大，条纹越宽3）若是用复色光（白），出现彩色条纹。中央复色（白）原因：有关光源在屏上叠加（加强或减弱）小孔的作用：产生同频率的光双孔的作用：产生有关光源（频率同样，步伐一致，两小孔出来的光是完满同样的。）条纹的亮暗L2—L1=（2K+1）λ/2L2—L1=2Kλ/2=Kλ

暗条纹亮条纹条纹间距∝波长X=λL/d（波长、双缝到屏的距离、双缝距离）6.1m=109nm1m=1010A三、薄膜干涉：光是一种波实验酒精中撒钠盐，火焰发出单色的黄光现象1）薄膜的反射光中看到了明暗相间的条纹。条纹等宽2）波长越大，条纹越宽3）若是用复色光，出现彩色条纹原因：薄膜厚度上薄下厚，入射光照在薄膜的同一地址，来自前后两个面的反射光（频率同样）行程差不同样，叠加后出现明条纹或暗条纹（阳光下的肥皂泡、水面上的油膜、压紧的两块玻璃）。4.科技技上的应用（1）查平面的平展程度单色光入射，a的下表面与b的上表面反射光叠加，出现明暗相间的条纹，若是被检查的平面是平的，那么空气厚度同样的各点就位于同一条直线上，干涉后获取的是直条纹，否则条纹波折。（2）增透膜膜的厚度为入射光在薄膜中波长的1/4倍时，从薄膜的两个面反射的波相遇，峰谷叠加，反射减，抵消黄、绿光，镜头呈淡紫色。四．光的衍射：光是一种波光绕过直线路径到阻挡物的阴影里去的现象，称光的衍射，衍射产生的明暗条纹或光环叫衍射图样．1．实验单缝衍射：明暗相间的不等距条纹，中央亮纹最宽最亮，两侧条纹拥有对称性圆孔衍射：明暗相间的不等距圆环，圆环远远高出孔的直线照明的面积c圆盘衍射：明暗相间的不等距圆环，中心有一亮斑称为泊松亮斑(证明颠簸性泊送亮斑：（法）菲涅尔理论泊松数学推导2．条纹的特点：条纹宽度不同样，正中央是亮条纹，最宽最亮，若复色光（白）

)．，彩色条纹，中央复色（白）3．产生明显衍射条件：阻挡物或孔的尺寸比波长小或差不多4．光的直线流传是近似规律五．光的电磁说：麦克斯韦依照电磁波与光在真空中的流传速度同样，提出光在实质上是一种电磁波，这就是光的电磁说，赫兹用实考据了然光的电磁说的正确性。1．电磁波谱：波长从大到小排列序次为：无线电波、红外线（所有物体都放出红外线，1800年，英国赫谢尔）、可见光、紫外线（所有高温物体，如太阳、弧光灯发出的光都含有紫外线，1801年，德国里特）、X射线（高速电子流照射到任何固体上都会产生x射线，1895年，德国伦琴，）、γ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（如紫外线和X射线、X射线和γ射线都有重叠）。各种电磁波的产活力理分别是：无线电波是振荡电路中自由电子的周期性运动产生的；红外线、可见光、紫外线是原子的外层电子碰到激发后产生的；伦琴射线是原子的内层电子碰到激发后产生的；γ射线是原子核碰到激发后产生的。2．各种电磁波的产生、特点及应用。电磁波产活力理特性应用无线电LC电路中的周颠簸性强无线技术波期性振荡红外线热作用明显，衍射性强加热、高空摄影、红外遥感可见光原子的最外层电照明、摄影、光合作用引起视觉产生色彩效应子受激发后产生紫外线化学、生理作用明显、日光灯、医疗上杀菌消毒、治的能产生荧光效应疗皮肤病、软骨病等伦琴射原子的内层电子穿透本领很大医疗透视、工业探伤线受激发后产生的原子核受激发后探伤；电离作用；对生物组织γ射线穿透本领最强的物理、化学作用；医疗上杀产生的菌消毒；3．实考据明：物体辐射出的电磁波中辐射最强的波长λ和物体温度T之间满足关系λmT=b（b为常数）。可见高m温物体辐射出的电磁波频率较高。在宇宙学中，能够依照接收到的恒星发出的光的频率，解析其表面温度。六、光电效应：在光的照射下物体发射电子的现象叫光电效应。（右图装置中，用弧光灯照射锌版，有电子从锌版表面飞出，使原来不带电的验电器带正电。）光效应中发射出来的电子叫光电子。光电效应的规律。①各种金属都存在极限频率ν0，只有ν≥ν0才能发生光电效应；②光电子的最大初动能与入射光的强度没关，只随入光的频率增大而增大；③当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入光的强度成正比；④瞬时性（光电子的产生不高出10-9s）。光子说①、普朗克量子理论：电磁波的发射和接收是不连续的，是一份一份的，每一份叫能量子或量子，每一份的能量是E＝hγ，h＝×10－34J·s，称为普朗克常量。②爱因斯坦光子说：光的发射、流传、接收是不连续的，是一份一份的，每一份叫一个光子。其能量E＝hγ。③爱因斯坦光电效应方程1mv2hwE=hν⑷：E=h-W（E是光电子的最大初动能；W是逸出功，即从金2kk属表面直接飞出的光电子战胜正电荷引力所做的功。）3.光电管玻璃泡阴极K（碱金阳极A康普顿效应在研究电子对X射线的散射时发现：有些散射波的波长比入射波的波长略大。康普顿以为这是由于光子不但有能量，也拥有动量。实验结果证明这个设想是正确的。因此康普顿效应也证了然光拥有粒子性。七、光的波粒二象性1．光的波粒二象性人们无法用其中一种见解把光的所有现象讲解清楚，只能以为光拥有波粒二象性，但不能够把它看作宏观经典的波和粒子。减小窄缝的宽度，减弱光的强度，使光子一个一个的经过，到达接收屏的底片上。若暴光时间短，底片上是不规则的亮点，若暴光时间长，底片上是条纹干涉、衍射和偏振以无可辩驳的事实表示光是一种波；光电效应和康普顿效应又用无可辩驳的事实表示光是一种粒子；因此现代物理学以为：光拥有波粒二象性。2．正确理解波粒二象性波粒二象性中所说的波是一种概率波，对大量光子才有意义。波粒二象性中所说的粒子，是指其不连续性，是一份能量。⑴个别光子的作用收效经常表现为粒子性；大量光子的作用收效经常表现为颠簸性。ν高的光子简单表现出粒子性；ν低的光子简单表现出颠簸性。⑶光在流传过程中经常表现出颠簸性；在与物质发生作用时经常表现为粒子性。⑷由光子的能量E=hν，光子的动量ph表示式也能够看出，光的颠簸性和粒子性其实不矛盾：表示粒子性的粒子能量和动量的计算式中都含有表示波的特点的物理量——频率ν和波长λ。八、物质波（德布罗意波）由光的波粒二象性的思想实行到微观粒子和任何运动着的物体上去，得出物质波（德布罗意波）的见解：任何一个运动着的物体都有一种波与它对应，该波的波长λ=h。p九、光的偏振⑴光的偏振也证了然光是一种波，而且是横波。各种电磁波中电场E的方向、磁场B的方向和电磁波的流传方向之间，两两互相垂直。⑵光波的感光作用和生理作用主若是由电场强度E引起的，将E的振动称为光振动。⑶自然光。太阳、电灯等一般光源直接发出的光，包括垂直于流传方向上沿所有方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都同样，这种光叫自然光。⑷偏振光。自然光经过偏振片后，在垂直于流传方向的平面上，只沿一个特定的方向振动，叫偏振光。自然光射到两种介质的界面上，若是光的入射方向合适，使反射和折射光之间的夹角恰好是90°，这时，反射光和折射光就都是偏振光，且它们的偏振方向互相垂直。我们平时看到的绝大多数光都是偏振光。自然光经过起偏器：经过两个共轴的偏振片观察自然光，第一个偏振片的作用是把自然光变成偏振光，叫起偏器；第二个偏振片的作用是检验光可否为偏振光，叫检偏器．十、激光1.方向性好．激光束的光辉平行度极好，从地面上发射的一束极细的激光束，到达月球表面时，也只发散成直径lm多的光斑，因此激光在地面上流传时，能够看作是不发散的．单色性强．激光器发射的激光，都集中在一个极窄的频率范围内，由于光的颜色是由频率决定的，因此激光器是最理想的单色光源．平行性好．由于激光束的高度平行性极强的单色性，因此激光是最好的有关光，用激光器作光源观察光的干涉和衍射现象，都能获取较好的收效．亮度高．所谓亮度，是指垂直于光辉平面内单位面积上的发光功率，自然光源亮度最高的是太阳，而目前的高功率激光器，亮度可达太阳的1万倍．第十四章电磁波和相对论简介一、电磁振荡1．振荡电路：大小和方向都随时间做周期性变儿的电流叫做振荡电流，能够产生振荡电流的电路叫振荡电路，LC回路是一种简单的振荡电路。2．LC回路的电磁振荡过程：能够用图象来形象解析电容器充、放电过程中各物理量的变化规律，以以下图3．LC回路的振荡周期和频率T2LC1f2LC注意：（1）LC回路的T、f只与电路自己性质21L、C有关（2）电磁振荡的周期很小，频率很高，这是振荡电流与一般交变电流的差别。4、解析电磁振荡要掌握以下三个要点（突出能量守恒的见解）：⑴理想的LC回路中电场能E电和磁场能E磁在转变过程中的总和不变。⑵回路中电流越大时，L中的磁场能越大（磁通量越大）。⑶极板上电荷量越大时，C中电场能越大（板间场强越大、两板间电压越高、磁通量变化率越大）5、LC回路中的电流图象和电荷图象总是互为余函数。6、注意特别点和过程a.充电达成和放电达成时的特点b.充电过程和放电过程的特点ic.电场能和磁场能的转变的临界状态od.电流在什么时候方向改变放电充电放电充

。t二、电磁场和电磁波q1．麦克斯韦的电磁场理论ot（1）变化的磁场（电场）能够在周围空间产生电场（磁场）；（2）平均变化的磁场（电场）能够在周围空间产生牢固的电场（磁场）；（3）振荡的磁场（电场）能够在周围空间产生同频率的振荡电场（磁场）；能够证明：振荡电场产生同频率的振荡磁场；振荡磁场产生同频率的振荡电场。议论：变化的磁场在周围激发的电场为涡旋电场，涡旋电场与静电场同样，对电荷有力的作用，但涡旋电场又于静电场不同样，它不是静电荷产生的，它的电场线是闭合的，在涡旋电场中搬动电荷时，电场力做的功与路径有关，因此不能够引用“电势”、“电势能”等见解。其他要用联系的见解认识规律，变化的磁场产生电场是电磁感觉的实质。2．电磁场：按麦克斯韦的电磁场理论，变化电场和磁场总是互相联系的，形成一个不能分其他一致场，称为电磁场。电场和磁场可是这个一致的电磁场的两种详尽表现。理解电磁场是一致的整体：依照麦克斯韦电磁场理论的两个要点：在变化的磁场的周围空间将产生涡漩电场，在变化的电场的周围空间将产生涡漩磁场．当变化的电场加强时，磁感线沿某一方向旋转，则在磁场减弱时，磁感线将沿相反方向旋转，若是电场不改变是静止的，则就不产生磁场．同理，减弱或加强的电场周围也将产生不同样旋转方向的磁场．因此，变化的电场在其周围产生磁场，变化的磁场在其周围产生电场，一种场的突然减弱，以致另一种场的产生．这样，周期性变化的电场、磁场互相激发，形成的电磁场链一环套一环，以以下图所示．需要注意的是，这里的电场和磁场必定是变化的，形成的电磁场链环不能能是静止的，这种电磁场是无源场（即：不是由电荷激发的电场，也不是由运动电荷-电流激发的磁场．），其实不是简单地将电场、磁场相加，而是互相联系、不能切割的一致整体．在电磁场表示图中，电场E矢量和磁场B矢量，在空间互相激发时，互相垂直，以光速c在空间流传．3．电磁波变化的电场和磁场从产生的地域由近及远地向周围空间流传开去，就形成了电磁波。（1）有效地发射电磁波的条件是：①频率足够高（单位时间内辐射