高中物理詳細(xì)知識(shí)點(diǎn)(2)
高中物理詳細(xì)知識(shí)點(diǎn)
10.波的疊加
幾列波相遇時(shí)，每列波能夠保持各自的狀態(tài)繼續(xù)傳播而不互相干擾，只是在重疊的區(qū)域里，任一質(zhì)點(diǎn)的總位移等于各列波分別引起的位移的矢量和.兩列波相遇前、相遇過程中、相遇后，各自的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不發(fā)生任何變化，這是波的獨(dú)立性原理.
11.波的干涉:
頻率相同的兩列波疊加，某些區(qū)域的振動(dòng)加強(qiáng)，某些區(qū)域的振動(dòng)減弱，并且振動(dòng)加強(qiáng)和振動(dòng)減弱的區(qū)域相互間隔的現(xiàn)象，叫波的干涉.產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的條件:兩列波的頻率相同，振動(dòng)情況穩(wěn)定.
[注意]①干涉時(shí)，振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)域或振動(dòng)減弱區(qū)域的空間位置是不變的，加強(qiáng)區(qū)域中心質(zhì)點(diǎn)的振幅等于兩列波的振幅之和，減弱區(qū)域中心質(zhì)點(diǎn)的振幅等于兩列波的振幅之差.
?、趦闪胁ㄔ诳臻g相遇發(fā)生干涉，兩列波的波峰相遇點(diǎn)為加強(qiáng)點(diǎn)，波峰和波谷的相遇點(diǎn)是減弱的點(diǎn)，加強(qiáng)的點(diǎn)只是振幅大了，并非任一時(shí)刻的位移都大;減弱的點(diǎn)只是振幅小了，也并非任一時(shí)刻的位移都最小. 如圖若S1、S2為振動(dòng)方向同步的相干波源，當(dāng)PS1-PS2=nλ時(shí)，振動(dòng)加強(qiáng);當(dāng)PS1-PS2=(2n+1)λ/2時(shí)，振動(dòng)減弱。
12.聲波
(1)空氣中的聲波是縱波，傳播速度為340m/s.
(2)能夠引起人耳感覺的聲波頻率范圍是:20～20000Hz.
(3)超聲波:頻率高于20000Hz的聲波.
①超聲波的重要性質(zhì)有:波長短，不容易發(fā)生衍射，基本上能直線傳播，因此可以使能量定向集中傳播;穿透能力強(qiáng).
?、趯Τ暡ǖ睦?用聲納探測潛艇、魚群，探察金屬內(nèi)部的缺陷;利用超聲波碎石治療膽結(jié)石、腎結(jié)石等;利用“B超”探察人體內(nèi)病變.
13.多普勒效應(yīng):由于波源和觀察者之間有相對運(yùn)動(dòng)使觀察者感到頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象.其特點(diǎn)是:當(dāng)波源與觀察者有相對運(yùn)動(dòng)，兩者相互接近時(shí)，觀察者接收到的頻率增大;兩者相互遠(yuǎn)離時(shí)，觀察者接收到的頻率減小.
八、分子動(dòng)理論、熱和功、氣體
1.分子動(dòng)理論
(1)物質(zhì)是由大量分子組成的 分子直徑的數(shù)量級一般是
(2)分子永不停息地做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng).
?、贁U(kuò)散現(xiàn)象:不同的物質(zhì)互相接觸時(shí)，可以彼此進(jìn)入對方中去.溫度越高，擴(kuò)散越快.
②布朗運(yùn)動(dòng):在顯微鏡下看到的懸浮在液體(或氣體)中微小顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，是液體分子對微小顆粒撞擊作用的不平衡造成的，是液體分子永不停息地?zé)o規(guī)則運(yùn)動(dòng)的宏觀反映.顆粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯;溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯.
(3)分子間存在著相互作用力
分子間同時(shí)存在著引力和斥力，引力和斥力都隨分子間距離增大而減小，但斥力的變化比引力的變化快，實(shí)際表現(xiàn)出來的是引力和斥力的合力.
2.物體的內(nèi)能
(1)分子動(dòng)能:做熱運(yùn)動(dòng)的分子具有動(dòng)能，在熱現(xiàn)象的研究中，單個(gè)分子的動(dòng)能是無研究意義的，重要的是分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能.溫度是物體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志.
(2)分子勢能:分子間具有由它們的相對位置決定的勢能，叫做分子勢能.分子勢能隨著物體的體積變化而變化.分子間的作用表現(xiàn)為引力時(shí)，分子勢能隨著分子間的距離增大而增大.分子間的作用表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子勢能隨著分子間距離增大而減小.對實(shí)際氣體來說，體積增大，分子勢能增加;體積縮小，分子勢能減小.
(3)物體的內(nèi)能:物體里所有的分子的動(dòng)能和勢能的總和叫做物體的內(nèi)能.任何物體都有內(nèi)能，物體的內(nèi)能跟物體的溫度和體積有關(guān).
(4)物體的內(nèi)能和機(jī)械能有著本質(zhì)的區(qū)別.物體具有內(nèi)能的同時(shí)可以具有機(jī)械能，也可以不具有機(jī)械能.
3.改變內(nèi)能的兩種方式
(1)做功:其本質(zhì)是其他形式的能和內(nèi)能之間的相互轉(zhuǎn)化.
(2)熱傳遞:其本質(zhì)是物體間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移.
(3)做功和熱傳遞在改變物體的內(nèi)能上是等效的，但有本質(zhì)的區(qū)別.
4. ★能量轉(zhuǎn)化和守恒定律
5★.熱力學(xué)第一定律
(1)內(nèi)容:物體內(nèi)能的增量(ΔU)等于外界對物體做的功(W)和物體吸收的熱量(Q)的總和.
(2)表達(dá)式:W+Q=ΔU
(3)符號法則:外界對物體做功，W取正值，物體對外界做功，W取負(fù)值;物體吸收熱量，Q取正值，物體放出熱量，Q取負(fù)值;物體內(nèi)能增加，ΔU取正值，物體內(nèi)能減少，ΔU取負(fù)值.
6.熱力學(xué)第二定律
(1)熱傳導(dǎo)的方向性
熱傳遞的過程是有方向性的，熱量會(huì)自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體，而不會(huì)自發(fā)地從低溫物體傳給高溫物體.
(2)熱力學(xué)第二定律的兩種常見表述
?、俨豢赡苁篃崃坑傻蜏匚矬w傳遞到高溫物體，而不引起其他變化.
?、诓豢赡軓膯我粺嵩次諢崃坎阉坑脕碜龉Γ灰鹌渌兓?
(3)永動(dòng)機(jī)不可能制成
?、俚谝活愑绖?dòng)機(jī)不可能制成:不消耗任何能量，卻可以源源不斷地對外做功，這種機(jī)器被稱為第一類永動(dòng)機(jī)，這種永動(dòng)機(jī)是不可能制造成的，它違背了能量守恒定律.
?、诘诙愑绖?dòng)機(jī)不可能制成:沒有冷凝器，只有單一熱源，并從這個(gè)單一熱源吸收的熱量，可以全部用來做功，而不引起其他變化的熱機(jī)叫做第二類永動(dòng)機(jī).第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成，它雖然不違背能量守恒定律，但違背了熱力學(xué)第二定律.
7.氣體的狀態(tài)參量
(1)溫度:宏觀上表示物體的冷熱程度，微觀上是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志.兩種溫標(biāo)的換算關(guān)系:T=(t+273)K.
絕對零度為-273.15℃，它是低溫的極限，只能接近不能達(dá)到.
(2)氣體的體積:氣體的體積不是氣體分子自身體積的總和，而是指大量氣體分子所能達(dá)到的整個(gè)空間的體積.封閉在容器內(nèi)的氣體，其體積等于容器的容積.
(3)氣體的壓強(qiáng):氣體作用在器壁單位面積上的壓力.數(shù)值上等于單位時(shí)間內(nèi)器壁單位面積上受到氣體分子的總沖量.
①產(chǎn)生原因:大量氣體分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)碰撞器壁，形成對器壁各處均勻的持續(xù)的壓力.
②決定因素:一定氣體的壓強(qiáng)大小，微觀上決定于分子的運(yùn)動(dòng)速率和分子密度;宏觀上決定于氣體的溫度和體積.
(4)對于一定質(zhì)量的理想氣體，PV/T=恒量
8.氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)
(1)氣體分子間有很大的空隙.氣體分子之間的距離大約是分子直徑的10倍.
(2)氣體分子之間的作用力十分微弱.在處理某些問題時(shí)，可以把氣體分子看作沒有相互作用的質(zhì)點(diǎn).
(3)氣體分子運(yùn)動(dòng)的速率很大，常溫下大多數(shù)氣體分子的速率都達(dá)到數(shù)百米每秒.離這個(gè)數(shù)值越遠(yuǎn)，分子數(shù)越少，表現(xiàn)出“中間多，兩頭少”的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律.
九、電場
1.兩種電荷 -----
(1)自然界中存在兩種電荷:正電荷與負(fù)電荷.
(2)電荷守恒定律:
2. ★庫侖定律
(1)內(nèi)容:在真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷間的作用力跟它們的電荷量的乘積成正比，跟它們之間的距離的平方成反比，作用力的方向在它們的連線上. (2)公式:
(3)適用條件:真空中的點(diǎn)電荷.
點(diǎn)電荷是一種理想化的模型.如果帶電體本身的線度比相互作用的帶電體之間的距離小得多，以致帶電體的體積和形狀對相互作用力的影響可以忽略不計(jì)時(shí)，這種帶電體就可以看成點(diǎn)電荷，但點(diǎn)電荷自身不一定很小，所帶電荷量也不一定很少.
3.電場強(qiáng)度、電場線
(1)電場:帶電體周圍存在的一種物質(zhì)，是電荷間相互作用的媒體.電場是客觀存在的，電場具有力的特性和能的特性.
(2)電場強(qiáng)度:放入電場中某一點(diǎn)的電荷受到的電場力跟它的電荷量的比值，叫做這一點(diǎn)的電場強(qiáng)度.
定義式: E=F/q 方向:正電荷在該點(diǎn)受力方向.
(3)電場線:在電場中畫出一系列的從正電荷出發(fā)到負(fù)電荷終止的曲線，使曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的場強(qiáng)方向一致，這些曲線叫做電場線.
電場線的性質(zhì):①電場線是起始于正電荷(或無窮遠(yuǎn)處)，終止于負(fù)電荷(或無窮遠(yuǎn)處);②電場線的疏密反映電場的強(qiáng)弱;③電場線不相交;④電場線不是真實(shí)存在的;⑤電場線不一定是電荷運(yùn)動(dòng)軌跡.
(4)勻強(qiáng)電場:在電場中，如果各點(diǎn)的場強(qiáng)的大小和方向都相同，這樣的電場叫勻強(qiáng)電場.勻強(qiáng)電場中的電場線是間距相等且互相平行的直線.
(5)電場強(qiáng)度的疊加:電場強(qiáng)度是矢量，當(dāng)空間的電場是由幾個(gè)點(diǎn)電荷共同激發(fā)的時(shí)候，空間某點(diǎn)的電場強(qiáng)度等于每個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)存在時(shí)所激發(fā)的電場在該點(diǎn)的場強(qiáng)的矢量和.
4.電勢差U:電荷在電場中由一點(diǎn)A移動(dòng)到另一點(diǎn)B時(shí)，電場力所做的功W AB 與電荷量q的比值WAB/q叫做AB兩點(diǎn)間的電勢差.公式:U AB =W AB /q 電勢差有正負(fù):U AB =-U BA ，一般常取絕對值，寫成U.
5.電勢φ:電場中某點(diǎn)的電勢等于該點(diǎn)相對零電勢點(diǎn)的電勢差.
(1)電勢是個(gè)相對的量，某點(diǎn)的電勢與零電勢點(diǎn)的選取有關(guān)(通常取離電場無窮遠(yuǎn)處或大地的電勢為零電勢).因此電勢有正、負(fù)，電勢的正負(fù)表示該點(diǎn)電勢比零電勢點(diǎn)高還是低.
(2)沿著電場線的方向，電勢越來越低.
6.電勢能:電荷在電場中某點(diǎn)的電勢能在數(shù)值上等于把電荷從這點(diǎn)移到電勢能為零處(電勢為零處)電場力所做的功 ε=qU
7.等勢面:電場中電勢相等的點(diǎn)構(gòu)成的面叫做等勢面.
(1)等勢面上各點(diǎn)電勢相等，在等勢面上移動(dòng)電荷電場力不做功.
(2)等勢面一定跟電場線垂直，而且電場線總是由電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面.
(3)畫等勢面(線)時(shí)，一般相鄰兩等勢面(或線)間的電勢差相等.這樣，在等勢面(線)密處場強(qiáng)大，等勢面(線)疏處場強(qiáng)小.
8.電場中的功能關(guān)系
(1)電場力做功與路徑無關(guān)，只與初、末位置有關(guān). 計(jì)算方法有:由公式W=qEcosθ計(jì)算(此公式只適合于勻強(qiáng)電場中)，或由動(dòng)能定理計(jì)算. (2)只有電場力做功，電勢能和電荷的動(dòng)能之和保持不變.
(3)只有電場力和重力做功，電勢能、重力勢能、動(dòng)能三者之和保持不變.
9.靜電屏蔽:處于電場中的空腔導(dǎo)體或金屬網(wǎng)罩，其空腔部分的場強(qiáng)處處為零，即能把外電場遮住，使內(nèi)部不受外電場的影響，這就是靜電屏蔽. 10. ★★★★帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)
(1)帶電粒子在電場中加速
帶電粒子在電場中加速，若不計(jì)粒子的重力，則電場力對帶電粒子做功等于帶電粒子動(dòng)能的增量.
(2)帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)
帶電粒子以垂直勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)方向進(jìn)入電場后，做類平拋運(yùn)動(dòng).垂直于場強(qiáng)方向做勻速直線運(yùn)動(dòng):Vx =V0 ，
L=V0 t.平行于場強(qiáng)方向做初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng):
(3)是否考慮帶電粒子的重力要根據(jù)具體情況而定.一般說來:
?、倩玖Ｗ?如電子、質(zhì)子、α粒子、離子等除有說明或明確的暗示以外，一般都不考慮重力(但不能忽略質(zhì)量).
②帶電顆粒:如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說明或明確的暗示以外，一般都不能忽略重力.
(4)帶電粒子在勻強(qiáng)電場與重力場的復(fù)合場中運(yùn)動(dòng)
由于帶電粒子在勻強(qiáng)電場中所受電場力與重力都是恒力，因此可以用兩種方法處理:①正交分解法;②等效“重力”法.
11.示波管的原理:示波管由電子槍，偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，管內(nèi)抽成真空.如果在偏轉(zhuǎn)電極XX′上加掃描電壓，同時(shí)加在偏轉(zhuǎn)電極YY′上所要研究的信號電壓，其周期與掃描電壓的周期相同，在熒光屏上就顯示出信號電壓隨時(shí)間變化的圖線.
12.電容 -----
(1)定義:電容器的帶電荷量跟它的兩板間的電勢差的比值
(2)定義式:
[注意]電容器的電容是反映電容本身貯電特性的物理量，由電容器本身的介質(zhì)特性與幾何尺寸決定，與電容器是否帶電、帶電荷量的多少、板間電勢差的大小等均無關(guān)。
(3)單位:法拉
(4)平行板電容器的電容:
在分析平行板電容器有關(guān)物理量變化情況時(shí)，往往需將
結(jié)合在一起加以考慮，其中C=
反映了電容器本身的屬性，是定義式，適用于各種電容器;
表明了平行板電容器的電容決定于哪些因素，僅適用于平
行板電容器;若電容器始終連接在電池上，兩極板的電壓不變.若電容器充電后，切斷與電池的連接，電容器的帶電荷量不變.
十、穩(wěn)恒電流
1.電流---
(1)定義:電荷的定向移動(dòng)形成電流.
(2)電流的方向:規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较?
在外電路中電流由高電勢點(diǎn)流向低電勢點(diǎn)，在電源的內(nèi)部電流由低電勢點(diǎn)流向高電勢點(diǎn)(由負(fù)極流向正極).
2.電流強(qiáng)度: ------
(1)定義:通過導(dǎo)體橫截面的電量跟通過這些電量所用時(shí)間的比值，I=q/t
(2)在國際單位制中電流的單位是安.
(3)電流強(qiáng)度的定義式中，如果是正、負(fù)離子同時(shí)定向移動(dòng)，q應(yīng)為正負(fù)離子的電荷量和.
3.電阻--
(1)定義:導(dǎo)體兩端的電壓與通過導(dǎo)體中的電流的比值叫導(dǎo)體的電阻.
(2)定義式:R=U/I，單位:Ω
(3)電阻是導(dǎo)體本身的屬性，跟導(dǎo)體兩端的電壓及通過電流無關(guān).
4★★.電阻定律
(1)內(nèi)容:在溫度不變時(shí)，導(dǎo)體的電阻R與它的長度L成正比，與它的橫截面積S成反比.
(2)公式:R=ρL/S.
(3)適用條件:①粗細(xì)均勻的導(dǎo)線;②濃度均勻的電解液.
5.電阻率:反映了材料對電流的阻礙作用.
(1)有些材料的電阻率隨溫度升高而增大(如金屬);有些材料的電阻率隨溫度升高而減小(如半導(dǎo)體和絕緣體);有些材料的電阻率幾乎不受溫度影響(如錳銅和康銅).
(2)半導(dǎo)體:導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間，而且電阻隨溫度的增加而減小，這種材料稱為半導(dǎo)體，半導(dǎo)體有熱敏特性，光敏特性，摻入微量雜質(zhì)特性.
(3)超導(dǎo)現(xiàn)象:當(dāng)溫度降低到絕對零度附近時(shí)，某些材料的電阻率突然減小到零，這種現(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象，處于這種狀態(tài)的物體叫超導(dǎo)體.
6.電功和電熱
(1)電功和電功率:
電流做功的實(shí)質(zhì)是電場力對電荷做功.電場力對電荷做功，電荷的電勢能減少，電勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.因此電功W=qU=UIt，這是計(jì)算電功普遍適用的公式.
單位時(shí)間內(nèi)電流做的功叫電功率，P=W/t=UI，這是計(jì)算電功率普遍適用的公式.
(2)★焦耳定律:
式中Q表示電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，單位是J.焦耳定律無論是對純電阻電路還是對非純電阻電路都是適用的. (3)電功和電熱的關(guān)系 ①純電阻電路消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為熱能，電功和電熱是相等的.所以有
U=IR(歐姆定律成立)，
②非純電阻電路消耗的電能一部分轉(zhuǎn)化為熱能，另一部分轉(zhuǎn)化為其他形式的能.所以有
(歐姆定律不成立).
★ 7.串并聯(lián)電路
8.電動(dòng)勢 --
(1)物理意義:反映電源把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)大小的物理量.例如一節(jié)干電池的電動(dòng)勢E=15V，物理意義是指:電路閉合后，電流通過電源，每通過1C的電荷，干電池就把15J的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能.
(2)大小:等于電路中通過1C電荷量時(shí)電源所提供的電能的數(shù)值，等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓，在閉合電路中等于內(nèi)外電路上電勢降落之和E=U 外 +U 內(nèi) .
★★ 9.閉合電路歐姆定律
(1)內(nèi)容:閉合電路的電流強(qiáng)度跟電源的電動(dòng)勢成正比，跟閉合電路總電阻成反比.
(2)表達(dá)式:I=E/(R+r)
(3)總電流I和路端電壓U隨外電阻R的變化規(guī)律
當(dāng)R增大時(shí)，I變小，又據(jù)U=E-Ir知，U變大.當(dāng)R增大到∞時(shí)，I=0，U=E(斷路). 當(dāng)R減小時(shí)，I變大，又據(jù)U=E-Ir知，U變小.當(dāng)R減小到零時(shí)，I=E r ，U=0(短路).
10.路端電壓隨電流變化關(guān)系圖像
U 端 =E-Ir.上式的函數(shù)圖像是一條向下傾斜的直線.縱坐標(biāo)軸上的截距等于電動(dòng)勢的大小;橫坐標(biāo)軸上的截距等于短路電流I短;圖線的斜率值等于電源內(nèi)阻的大小.
11.閉合電路中的三個(gè)功率
(1)電源的總功率:就是電源提供的總功率，即電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的功率，也叫電源消耗的功率 P 總 =EI.
12.電阻的測量
原理是歐姆定律.因此只要用電壓表測出電阻兩端的電壓，用安培表測出通過電流，用R=U/ I 即可得到阻值.
?、賰?nèi)、外接的判斷方法:若R x 大大大于R A ，采用內(nèi)接法;R x 小小小于R V ，采用外接法.
?、诨瑒?dòng)變阻器的兩種接法:分壓法的優(yōu)勢是電壓變化范圍大;限流接法的優(yōu)勢在于電路連接簡便，附加功率損耗小.當(dāng)兩種接法均能滿足實(shí)驗(yàn)要求時(shí)，一般選限流接法.當(dāng)負(fù)載R L 較小、變阻器總阻值較大時(shí)(RL的幾倍)，一般用限流接法.但以下三種情況必須采用分壓式接法:
a.要使某部分電路的電壓或電流從零開始連接調(diào)節(jié)，只有分壓電路才能滿足.
b.如果實(shí)驗(yàn)所提供的電壓表、電流表量程或電阻元件允許最大電流較小，采用限流接法時(shí)，無論怎樣調(diào)節(jié)，電路中實(shí)際電流(壓)都會(huì)超過電表量程或電阻元件允許的最大電流(壓)，為了保護(hù)電表或電阻元件免受損壞，必須要采用分壓接法電路.
c.伏安法測電阻實(shí)驗(yàn)中，若所用的變阻器阻值遠(yuǎn)小于待測電阻阻值，采用限流接法時(shí)，即使變阻器觸頭從一端滑至另一端，待測電阻上的電流(壓)變化也很小，這不利于多次測量求平均值或用圖像法處理數(shù)據(jù).為了在變阻器阻值遠(yuǎn)小于待測電阻阻值的情況下能大范圍地調(diào)節(jié)待測電阻上的電流(壓)，應(yīng)選擇變阻器的分壓接法.
十一、磁場
1.磁場
(1)磁場:磁場是存在于磁體、電流和運(yùn)動(dòng)電荷周圍的一種物質(zhì).永磁體和電流都能在空間產(chǎn)生磁場.變化的電場也能產(chǎn)生磁場.
(2)磁場的基本特點(diǎn):磁場對處于其中的磁體、電流和運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用.
(3)磁現(xiàn)象的電本質(zhì):一切磁現(xiàn)象都可歸結(jié)為運(yùn)動(dòng)電荷(或電流)之間通過磁場而發(fā)生的相互作用.
(4)安培分子電流假說------在原子、分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部，存在著一種環(huán)形電流即分子電流，分子電流使每個(gè)物質(zhì)微粒成為微小的磁體.
(5)磁場的方向:規(guī)定在磁場中任一點(diǎn)小磁針N極受力的方向(或者小磁針靜止時(shí)N極的指向)就是那一點(diǎn)的磁場方向.
2.磁感線
(1)在磁場中人為地畫出一系列曲線，曲線的切線方向表示該位置的磁場方向，曲線的疏密能定性地表示磁場的弱強(qiáng)，這一系列曲線稱為磁感線.
(2)磁鐵外部的磁感線，都從磁鐵N極出來，進(jìn)入S極，在內(nèi)部，由S極到N極，磁感線是閉合曲線;磁感線不相交.
(3)幾種典型磁場的磁感線的分布:
?、僦本€電流的磁場:同心圓、非勻強(qiáng)、距導(dǎo)線越遠(yuǎn)處磁場越弱.
?、谕娐菥€管的磁場:兩端分別是N極和S極，管內(nèi)可看作勻強(qiáng)磁場，管外是非勻強(qiáng)磁場.
?、郗h(huán)形電流的磁場:兩側(cè)是N極和S極，離圓環(huán)中心越遠(yuǎn)，磁場越弱.
?、軇驈?qiáng)磁場:磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小處處相等、方向處處相同.勻強(qiáng)磁場中的磁感線是分布均勻、方向相同的平行直線.
3.磁感應(yīng)強(qiáng)度
(1)定義:磁感應(yīng)強(qiáng)度是表示磁場強(qiáng)弱的物理量，在磁場中垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線，受到的磁場力F跟電流I和導(dǎo)線長度L的乘積IL的比值，叫做通電導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，定義式B=F/IL.單位T，1T=1N/(A·m).
(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，磁場中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該點(diǎn)的磁場方向，即通過該點(diǎn)的磁感線的切線方向.
(3)磁場中某位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小及方向是客觀存在的，與放入的電流強(qiáng)度I的大小、導(dǎo)線的長短L的大小無關(guān)，與電流受到的力也無關(guān)，即使不放入載流導(dǎo)體，它的磁感應(yīng)強(qiáng)度也照樣存在，因此不能說B與F成正比，或B與IL成反比.
(4)磁感應(yīng)強(qiáng)度B是矢量，遵守矢量分解合成的平行四邊形定則，注意磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該處的磁場方向，并不是在該處的電流的受力方向.
4.地磁場:地球的磁場與條形磁體的磁場相似，其主要特點(diǎn)有三個(gè):
(1)地磁場的N極在地球南極附近，S極在地球北極附近.
(2)地磁場B的水平分量(Bx)總是從地球南極指向北極，而豎直分量(By)則南北相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下.
(3)在赤道平面上，距離地球表面相等的各點(diǎn)，磁感強(qiáng)度相等，且方向水平向北.
5★.安培力
(1)安培力大小F=BIL.式中F、B、I要兩兩垂直，L是有效長度.若載流導(dǎo)體是彎曲導(dǎo)線，且導(dǎo)線所在平面與磁感強(qiáng)度方向垂直，則L指彎曲導(dǎo)線中始端指向末端的直線長度.
(2)安培力的方向由左手定則判定.
(3)安培力做功與路徑有關(guān)，繞閉合回路一周，安培力做的功可以為正，可以為負(fù)，也可以為零，而不像重力和電場力那樣做功總為零.
6. ★洛倫茲力
(1)洛倫茲力的大小f=qvB，條件:v⊥B.當(dāng)v∥B時(shí)，f=0.
(2)洛倫茲力的特性:洛倫茲力始終垂直于v的方向，所以洛倫茲力一定不做功.
(3)洛倫茲力與安培力的關(guān)系:洛倫茲力是安培力的微觀實(shí)質(zhì)，安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn).所以洛倫茲力的方向與安培力的方向一樣也由左手定則判定.
(4)在磁場中靜止的電荷不受洛倫茲力作用.
7. ★★★帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律
在帶電粒子只受洛倫茲力作用的條件下(電子、質(zhì)子、α粒子等微觀粒子的重力通常忽略不計(jì))，
(1)若帶電粒子的速度方向與磁場方向平行(相同或相反)，帶電粒子以入射速度v做勻速直線運(yùn)動(dòng).
(2)若帶電粒子的速度方向與磁場方向垂直，帶電粒子在垂直于磁感線的平面內(nèi)，以入射速率v做勻速圓周運(yùn)動(dòng).
?、佘壍腊霃焦剑簉=mv/qB
?、谥芷诠? T=2πm/qB
8.帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動(dòng)
(1)帶電粒子在復(fù)合場中做直線運(yùn)動(dòng)
①帶電粒子所受合外力為零時(shí)，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，處理這類問題，應(yīng)根據(jù)受力平衡列方程求解.
?、趲щ娏Ｗ铀芎贤饬愣?，且與初速度在一條直線上，粒子將作勻變速直線運(yùn)動(dòng)，處理這類問題，根據(jù)洛倫茲力不做功的特點(diǎn)，選用牛頓第二定律、動(dòng)量定理、動(dòng)能定理、能量守恒等規(guī)律列方程求解.
(2)帶電粒子在復(fù)合場中做曲線運(yùn)動(dòng)
①當(dāng)帶電粒子在所受的重力與電場力等值反向時(shí)，洛倫茲力提供向心力時(shí)，帶電粒子在垂直于磁場的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng).處理這類問題，往往同時(shí)應(yīng)用牛頓第二定律、動(dòng)能定理列方程求解.
?、诋?dāng)帶電粒子所受的合外力是變力，與初速度方向不在同一直線上時(shí)，粒子做非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，這時(shí)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡既不是圓弧，也不是拋物線，一般處理這類問題，選用動(dòng)能定理或能量守恒列方程求解.
③由于帶電粒子在復(fù)合場中受力情況復(fù)雜運(yùn)動(dòng)情況多變，往往出現(xiàn)臨界問題，這時(shí)應(yīng)以題目中“最大”、“最高” “至少”等詞語為突破口，挖掘隱含條件，根據(jù)臨界條件列出輔助方程，再與其他方程聯(lián)立求解.
十二、電磁感應(yīng)
1. ★電磁感應(yīng)現(xiàn)象:利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流.
(1)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，即ΔΦ≠0.
(2)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的條件:無論回路是否閉合，只要穿過線圈平面的磁通量發(fā)生變化，線路中就有感應(yīng)電動(dòng)勢.產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源.
(3)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，如果回路閉合，則有感應(yīng)電流，回路不閉合，則只有感應(yīng)電動(dòng)勢而無感應(yīng)電流.
2.磁通量
(1)定義:磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直磁場方向的面積S的乘積叫做穿過這個(gè)面的磁通量，定義式:Φ=BS.如果面積S與B不垂直，應(yīng)以B乘以在垂直于磁場方向上的投影面積S′，即Φ=BS′，國際單位:Wb
(2)求磁通量時(shí)應(yīng)該是穿過某一面積的磁感線的凈條數(shù).任何一個(gè)面都有正、反兩個(gè)面;磁感線從面的正方向穿入時(shí)，穿過該面的磁通量為正.反之，磁通量為負(fù).所求磁通量為正、反兩面穿入的磁感線的代數(shù)和.
3. ★楞次定律
(1)楞次定律:感應(yīng)電流的磁場，總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化.楞次定律適用于一般情況的感應(yīng)電流方向的判定，而右手定則只適用于導(dǎo)線切割磁感線運(yùn)動(dòng)的情況，此種情況用右手定則判定比用楞次定律判定簡便.
(2)對楞次定律的理解
①誰阻礙誰———感應(yīng)電流的磁通量阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的磁通量.
?、谧璧K什么———阻礙的是穿過回路的磁通量的變化，而不是磁通量本身.
③如何阻礙———原磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反;當(dāng)原磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同，即“增反減同”.
④阻礙的結(jié)果———阻礙并不是阻止，結(jié)果是增加的還增加，減少的還減少.
(3)楞次定律的另一種表述:感應(yīng)電流總是阻礙產(chǎn)生它的那個(gè)原因，表現(xiàn)形式有三種:
?、僮璧K原磁通量的變化;②阻礙物體間的相對運(yùn)動(dòng);③阻礙原電流的變化(自感).
★★★★ 4.法拉第電磁感應(yīng)定律
電路中感應(yīng)電動(dòng)勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比.表達(dá)式 E=nΔΦ/Δt
當(dāng)導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，其感應(yīng)電動(dòng)勢的計(jì)算公式為E=BLvsinθ.當(dāng)B、L、v三者兩兩垂直時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢E=BLv.
(1)兩個(gè)公式的選用方法E=nΔΦ/Δt 計(jì)算的是在Δt時(shí)間內(nèi)的平均電動(dòng)勢，只有當(dāng)磁通量的變化率是恒定不變時(shí)，它算出的才是瞬時(shí)電動(dòng)勢.E=BLvsinθ中的v若為瞬時(shí)速度，則算出的就是瞬時(shí)電動(dòng)勢:若v為平均速度，算出的就是平均電動(dòng)勢.
(2)公式的變形
?、佼?dāng)線圈垂直磁場方向放置，線圈的面積S保持不變，只是磁場的磁感強(qiáng)度均勻變化時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢:E=nSΔB/Δt .
?、谌绻鸥袕?qiáng)度不變，而線圈面積均勻變化時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢E=Nbδs/Δt .
5.自感現(xiàn)象
(1)自感現(xiàn)象:由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象.
(2)自感電動(dòng)勢:在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢叫自感電動(dòng)勢.自感電動(dòng)勢的大小取決于線圈自感系數(shù)和本身電流變化的快慢，自感電動(dòng)勢方向總是阻礙電流的變化.
6.日光燈工作原理
(1)起動(dòng)器的作用:利用動(dòng)觸片和靜觸片的接通與斷開起一個(gè)自動(dòng)開關(guān)的作用，起動(dòng)的關(guān)鍵就在于斷開的瞬間.
(2)鎮(zhèn)流器的作用:日光燈點(diǎn)燃時(shí)，利用自感現(xiàn)象產(chǎn)生瞬時(shí)高壓;日光燈正常發(fā)光時(shí)，利用自感現(xiàn)象，對燈管起到降壓限流作用.
7.電磁感應(yīng)中的電路問題
在電磁感應(yīng)中，切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，該導(dǎo)體或回路就相當(dāng)于電源，將它們接上電容器，便可使電容器充電;將它們接上電阻等用電器，便可對用電器供電，在回路中形成電流.因此，電磁感應(yīng)問題往往與電路問題聯(lián)系在一起.解決與電路相聯(lián)系的電磁感應(yīng)問題的基本方法是:
(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動(dòng)勢的大小和方向.
(2)畫等效電路.
(3)運(yùn)用全電路歐姆定律，串并聯(lián)電路性質(zhì)，電功率等公式聯(lián)立求解.
8.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的力學(xué)問題
(1)通過導(dǎo)體的感應(yīng)電流在磁場中將受到安培力作用，電磁感應(yīng)問題往往和力學(xué)問題聯(lián)系在一起，基本方法是:
①用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求感應(yīng)電動(dòng)勢的大小和方向.
?、谇蠡芈分须娏鲝?qiáng)度.
?、鄯治鲅芯繉?dǎo)體受力情況(包含安培力，用左手定則確定其方向).
?、芰袆?dòng)力學(xué)方程或平衡方程求解.
(2)電磁感應(yīng)力學(xué)問題中，要抓好受力情況，運(yùn)動(dòng)情況的動(dòng)態(tài)分析，導(dǎo)體受力運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢→感應(yīng)電流→通電導(dǎo)體受安培力→合外力變化→加速度變化→速度變化→周而復(fù)始地循環(huán)，循環(huán)結(jié)束時(shí)，加速度等于零，導(dǎo)體達(dá)穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，抓住a=0時(shí)，速度v達(dá)最大值的特點(diǎn).
9.電磁感應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化問題
導(dǎo)體切割磁感線或閉合回路中磁通量發(fā)生變化，在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，機(jī)械能或其他形式能量便轉(zhuǎn)化為電能，具有感應(yīng)電流的導(dǎo)體在磁場中受安培力作用或通過電阻發(fā)熱，又可使電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或電阻的內(nèi)能，因此，電磁感應(yīng)過程總是伴隨著能量轉(zhuǎn)化，用能量轉(zhuǎn)化觀點(diǎn)研究電磁感應(yīng)問題常是導(dǎo)體的穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)(勻速直線運(yùn)動(dòng)或勻速轉(zhuǎn)動(dòng))，對應(yīng)的受力特點(diǎn)是合外力為零，能量轉(zhuǎn)化過程常常是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，解決這類問題的基本方法是:
(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動(dòng)勢的大小和方向.
(2)畫出等效電路，求出回路中電阻消耗電功率表達(dá)式.
(3)分析導(dǎo)體機(jī)械能的變化，用能量守恒關(guān)系得到機(jī)械功率的改變與回路中電功率的改變所滿足的方程.
10.電磁感應(yīng)中圖像問題
電磁感應(yīng)現(xiàn)象中圖像問題的分析，要抓住磁通量的變化是否均勻，從而推知感應(yīng)電動(dòng)勢(電流)大小是否恒定.用楞次定律判斷出感應(yīng)電動(dòng)勢(或電流)的方向，從而確定其正負(fù)，以及在坐標(biāo)中的范圍.
另外，要正確解決圖像問題，必須能根據(jù)圖像的意義把圖像反映的規(guī)律對應(yīng)到實(shí)際過程中去，又能根據(jù)實(shí)際過程的抽象規(guī)律對應(yīng)到圖像中去，最終根據(jù)實(shí)際過程的物理規(guī)律進(jìn)行判斷.
十三、交變電流
1.交變電流:大小和方向都隨時(shí)間作周期性變化的電流，叫做交變電流.按正弦規(guī)律變化的電動(dòng)勢、電流稱為正弦交流電.
2.正弦交流電 ----
(1)函數(shù)式:e=E m sinωt (其中★E m =NBSω)
(2)線圈平面與中性面重合時(shí)，磁通量最大，電動(dòng)勢為零，磁通量的變化率為零，線圈平面與中心面垂直時(shí)，磁通量為零，電動(dòng)勢最大，磁通量的變化率最大.
(3)若從線圈平面和磁場方向平行時(shí)開始計(jì)時(shí)，交變電流的變化規(guī)律為i=I m cosωt..
(4)圖像:正弦交流電的電動(dòng)勢e、電流i、和電壓u，其變化規(guī)律可用函數(shù)圖像描述。
3.表征交變電流的物理量
(1)瞬時(shí)值:交流電某一時(shí)刻的值，常用e、u、i表示.
(2)最大值:E m =NBSω，最大值E m (U m ，I m )與線圈的形狀，以及轉(zhuǎn)動(dòng)軸處于線圈平面內(nèi)哪個(gè)位置無關(guān).在考慮電容器的耐壓值時(shí)，則應(yīng)根據(jù)交流電的最大值.
(3)有效值:交流電的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)來規(guī)定的.即在同一時(shí)間內(nèi)，跟某一交流電能使同一電阻產(chǎn)生相等熱量的直流電的數(shù)值，叫做該交流電的有效值.
?、偾箅姽Α㈦姽β室约按_定保險(xiǎn)絲的熔斷電流等物理量時(shí)，要用有效值計(jì)算，有效值與最大值之間的關(guān)系
E=Em/2 ，U=Um/2 ，I=Im/2 只適用于正弦交流電，其他交變電流的有效值只能根據(jù)有效值的定義來計(jì)算，切不可亂套公式.
?、谠谡医涣麟娭校鞣N交流電器設(shè)備上標(biāo)示值及交流電表上的測量值都指有效值.
(4)周期和頻率 ----周期T:交流電完成一次周期性變化所需的時(shí)間.在一個(gè)周期內(nèi)，交流電的方向變化兩次.
頻率f:交流電在1s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù).角頻率:ω=2π/T=2πf.
4.電感、電容對交變電流的影響
(1)電感:通直流、阻交流;通低頻、阻高頻.
(2)電容:通交流、隔直流;通高頻、阻低頻.
5.變壓器 -
(1)理想變壓器:工作時(shí)無功率損失(即無銅損、鐵損)，因此，理想變壓器原副線圈電阻均不計(jì).
(2)★理想變壓器的關(guān)系式:
十四、電磁場和電磁波
1.麥克斯韋的電磁場理論
(1)變化的磁場能夠在周圍空間產(chǎn)生電場，變化的電場能夠在周圍空間產(chǎn)生磁場.
(2)隨時(shí)間均勻變化的磁場產(chǎn)生穩(wěn)定電場.隨時(shí)間不均勻變化的磁場產(chǎn)生變化的電場.隨時(shí)間均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定磁場，隨時(shí)間不均勻變化的電場產(chǎn)生變化的磁場.
(3)變化的電場和變化的磁場總是相互關(guān)系著，形成一個(gè)不可分割的統(tǒng)一體，這就是電磁場.
2.電磁波
(1)周期性變化的電場和磁場總是互相轉(zhuǎn)化，互相激勵(lì)，交替產(chǎn)生，由發(fā)生區(qū)域向周圍空間傳播，形成電磁波.
(2)電磁波是橫波
(3)電磁波可以在真空中傳播，電磁波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一介質(zhì)，頻率不變、波速和波長均發(fā)生變化，電磁波傳播速度v等于波長λ和頻率f的乘積，即v=λf，任何頻率的電磁波在真空中的傳播速度都等于真空中的光速c=3.00
十五、光的反射和折射
1.光的直線傳播
(1)光在同一種均勻介質(zhì)中沿直線傳播.小孔成像，影的形成，日食和月食都是光直線傳播的例證.
(2)影是光被不透光的物體擋住所形成的暗區(qū).影可分為本影和半影，在本影區(qū)域內(nèi)完全看不到光源發(fā)出的光，在半影區(qū)域內(nèi)只能看到光源的某部分發(fā)出的光.點(diǎn)光源只形成本影，非點(diǎn)光源一般會(huì)形成本影和半影.本影區(qū)域的大小與光源的面積有關(guān)，發(fā)光面越大，本影區(qū)越小.
(3)日食和月食:
人位于月球的本影內(nèi)能看到日全食，位于月球的半影內(nèi)能看到日偏食，位于月球本影的延伸區(qū)域(即“偽本影”)能看到日環(huán)食;當(dāng)月球全部進(jìn)入地球的本影區(qū)域時(shí)，人可看到月全食.月球部分進(jìn)入地球的本影區(qū)域時(shí)，看到的是月偏食.
2.光的反射現(xiàn)象---:光線入射到兩種介質(zhì)的界面上時(shí)，其中一部分光線在原介質(zhì)中改變傳播方向的現(xiàn)象.
(1)光的反射定律:
?、俜瓷涔饩€、入射光線和法線在同一平面內(nèi)，反射光線和入射光線分居于法線兩側(cè). ②反射角等于入射角.
(2)反射定律表明，對于每一條入射光線，反射光線是唯一的，在反射現(xiàn)象中光路是可逆的.
3. ★平面鏡成像
(1)像的特點(diǎn)---------平面鏡成的像是正立等大的虛像，像與物關(guān)于鏡面為對稱。
(2)光路圖作法-----------根據(jù)平面鏡成像的特點(diǎn)，在作光路圖時(shí)，可以先畫像，后補(bǔ)光路圖。
(3).充分利用光路可逆-------在平面鏡的計(jì)算和作圖中要充分利用光路可逆。(眼睛在某點(diǎn)A通過平面鏡所能看到的范圍和在A點(diǎn)放一個(gè)點(diǎn)光源，該電光源發(fā)出的光經(jīng)平面鏡反射后照亮的范圍是完全相同的。)
4.光的折射 --
(1)光由一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)時(shí)，在兩種介質(zhì)的界面上將發(fā)生光的傳播方向改變的現(xiàn)象叫光的折射.
(2)光的折射定律 ---
?、僬凵涔饩€，入射光線和法線在同一平面內(nèi)，折射光線和入射光線分居于法線兩側(cè).
?、谌肷浣堑恼腋凵浣堑恼页烧龋磗ini/sinr=常數(shù).
(3)在折射現(xiàn)象中，光路是可逆的.
★ 5.折射率---光從真空射入某種介質(zhì)時(shí)，入射角的正弦與折射角的正弦之比，叫做這種介質(zhì)的折射率，折射率用n表示，即n=sini/sinr.
某種介質(zhì)的折射率，等于光在真空中的傳播速度c跟光在這種介質(zhì)中的傳播速度v之比，即n=c/v，因c>v，所以任何介質(zhì)的折射率n都大于1.兩種介質(zhì)相比較，n較大的介質(zhì)稱為光密介質(zhì)，n較小的介質(zhì)稱為光疏介質(zhì).
★6.全反射和臨界角
(1)全反射:光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，或光從介質(zhì)射入真空(或空氣)時(shí)，當(dāng)入射角增大到某一角度，使折射角達(dá)到90°時(shí)，折射光線完全消失，只剩下反射光線，這種現(xiàn)象叫做全反射.
(2)全反射的條件
?、俟鈴墓饷芙橘|(zhì)射入光疏介質(zhì)，或光從介質(zhì)射入真空(或空氣).
?、谌肷浣谴笥诨虻扔谂R界角
(3)臨界角:折射角等于90°時(shí)的入射角叫臨界角，用C表示sinC=1/n
7.光的色散:白光通過三棱鏡后，出射光束變?yōu)榧t、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種色光的光束，這種現(xiàn)象叫做光的色散.
(1)同一種介質(zhì)對紅光折射率小，對紫光折射率大.
(2)在同一種介質(zhì)中，紅光的速度最大，紫光的速度最小.
(3)由同一種介質(zhì)射向空氣時(shí)，紅光發(fā)生全反射的臨界角大，紫光發(fā)生全反射的臨界角小.
8.全反射棱鏡-------橫截面是等腰直角三角形的棱鏡叫全反射棱鏡。選擇適當(dāng)?shù)娜肷潼c(diǎn)，可以使入射光線經(jīng)過全反射棱鏡的作用在射出后偏轉(zhuǎn)90°(右下圖)
或180°(右下圖)
要特別注意兩種用法中光線在哪個(gè)表面發(fā)生全反射。
9.玻璃磚-----所謂玻璃磚一般指橫截面為矩形的棱柱。當(dāng)光線從上表面入射，從下表面射出時(shí)，其特點(diǎn)是：
⑴射出光線和入射光線平行;
?、聘鞣N色光在第一次入射后就發(fā)生色散;
?、巧涑龉饩€的側(cè)移和折射率、入射角、玻璃磚的厚度有關(guān);
?、瓤衫貌ＡТu測定玻璃的折射率。
十六、光的波動(dòng)性和微粒性
1.光本性學(xué)說的發(fā)展簡史
(1)牛頓的微粒說:認(rèn)為光是高速粒子流.它能解釋光的直進(jìn)現(xiàn)象，光的反射現(xiàn)象.
(2)惠更斯的波動(dòng)說:認(rèn)為光是某種振動(dòng)，以波的形式向周圍傳播.它能解釋光的干涉和衍射現(xiàn)象.
2、光的干涉
光的干涉的條件是：有兩個(gè)振動(dòng)情況總是相同的波源，即相干波源。(相干波源的頻率必須相同)。形成相干波源的方法有兩種：
?、爬眉す?因?yàn)榧す獍l(fā)出的是單色性極好的光)。
?、圃O(shè)法將同一束光分為兩束(這樣兩束光都來源于同一個(gè)光源，因此頻率必然相等)。下面4個(gè)圖分別是利用雙縫、利用楔形薄膜、利用空氣膜、利用平面鏡形成相干光源的示意圖。
3.干涉區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的亮、暗紋
?、帕良y：屏上某點(diǎn)到雙縫的光程差等于波長的整數(shù)倍，即δ= nλ(n=0，1，2，)
?、瓢导y：屏上某點(diǎn)到雙縫的光程差等于半波長的奇數(shù)倍，即
(n=0，1，2，) 相鄰亮紋(暗紋)間的距離
用此公式可以測定單色光的波長。用白光作雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于白光內(nèi)各種色光的波長不同，干涉條紋間距不同，所以屏的中央是白色亮紋，兩邊出現(xiàn)彩色條紋。
4.衍射----
光通過很小的孔、縫或障礙物時(shí)，會(huì)在屏上出現(xiàn)明暗相間的條紋，且中央條紋很亮，越向邊緣越暗。
?、鸥鞣N不同形狀的障礙物都能使光發(fā)生衍射。
?、瓢l(fā)生明顯衍射的條件是：障礙物(或孔)的尺寸可以跟波長相比，甚至比波長還小。(當(dāng)障礙物或孔的尺寸小于0.5mm時(shí)，有明顯衍射現(xiàn)象。)
⑶在發(fā)生明顯衍射的條件下當(dāng)窄縫變窄時(shí)亮斑的范圍變大條紋間距離變大，而亮度變暗。
5.光的偏振現(xiàn)象：通過偏振片的光波，在垂直于傳播方向的平面上，只沿著一個(gè)特定的方向振動(dòng)，稱為偏振光。光的偏振說明光是橫波。
6.光的電磁說
?、殴馐请姶挪?麥克斯韋預(yù)言、赫茲用實(shí)驗(yàn)證明了正確性。)
⑵電磁波譜。波長從大到小排列順序?yàn)椋簾o線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線。各種電磁波中，除可見光以外，相鄰兩個(gè)波段間都有重疊。
各種電磁波的產(chǎn)生機(jī)理分別是：無線電波是振蕩電路中自由電子的周期性運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的;紅外線、可見光、紫外線是原子的外層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的;倫琴射線是原子的內(nèi)層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的;γ射線是原子核受到激發(fā)后產(chǎn)生的。
⑶紅外線、紫外線、X射線的主要性質(zhì)及其應(yīng)用舉例。
★★7.光電效應(yīng)
?、旁诠獾恼丈湎挛矬w發(fā)射電子的現(xiàn)象叫光電效應(yīng)。(下圖裝置中，用弧光燈照射鋅版，有電子從鋅版表面飛出，使原來不帶電的驗(yàn)電器帶正電。)
?、乒怆娦?yīng)的規(guī)律。①各種金屬都存在極限頻率ν0，只有ν≥ν0才能發(fā)生光電效應(yīng);②瞬時(shí)性(光電子的產(chǎn)生不超過
s)。
?、菒垡蛩固沟墓庾诱f。光是不連續(xù)的，是一份一份的，每一份叫做一個(gè)光子，光子的能量E跟光的頻率ν成正比：E=hν
⑷愛因斯坦光電效應(yīng)方程：Ek= hν --W(Ek是光電子的最大初動(dòng)能;W是逸出功，即從金屬表面直接飛出的光電子克服正電荷引力所做的功。)
8.光的波粒二象性
(1)光的波粒二象性:干涉、衍射和偏振表明光是一種波;光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)又用無可辯駁的事實(shí)表明光是一種粒子;因此現(xiàn)代物理學(xué)認(rèn)為：光具有波粒二象性。
(2)正確理解波粒二象性-----波粒二象性中所說的波是一種概率波，對大量光子才有意義。波粒二象性中所說的粒子，是指其不連續(xù)性，是一份能量。
?、賯€(gè)別光子的作用效果往往表現(xiàn)為粒子性;大量光子的作用效果往往表現(xiàn)為波動(dòng)性。
?、?nu;高的光子容易表現(xiàn)出粒子性;ν低的光子容易表現(xiàn)出波動(dòng)性。
?、酃庠趥鞑ミ^程中往往表現(xiàn)出波動(dòng)性;在與物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)往往表現(xiàn)為粒子性。
④由光子的能量E=hν，光子的動(dòng)量
表示式也可以看出，光的波動(dòng)性和粒子性并不矛盾：表示粒子性的粒子能量和動(dòng)量的計(jì)算式中都含有表示波的特征的物理量——頻率ν和波長λ。
由以上兩式和波速公式c=λν還可以得出：E = p c。
十七 原子物理
1.盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型(行星式模型)
α粒子散射實(shí)驗(yàn)：是用α粒子轟擊金箔，結(jié)果是絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后基本上仍沿原來的方向前進(jìn)，但是有少數(shù)α粒子發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)。這說明原子的正電荷和質(zhì)量一定集中在一個(gè)很小的核上。
盧瑟福由α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出：在原子的中心有一個(gè)很小的核，叫原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外空間運(yùn)動(dòng)。
由α粒子散射實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)還可以估算出原子核大小的數(shù)量級是
2.玻爾模型(引入量子理論，量子化就是不連續(xù)性，整數(shù)n叫量子數(shù)。)
?、挪柕娜龡l假設(shè)(量子化)
①軌道量子化
?、茝母吣芗壪虻湍芗壾S遷時(shí)放出光子;從低能級向高能級躍遷時(shí)可能是吸收光子，也可能是由于碰撞(用加熱的方法，使分子熱運(yùn)動(dòng)加劇，分子間的相互碰撞可以傳遞能量)。原子從低能級向高能級躍遷時(shí)只能吸收一定頻率的光子;而從某一能級到被電離可以吸收能量大于或等于電離能的任何頻率的光子。(如在基態(tài)，可以吸收E ≥13.6eV的任何光子，所吸收的能量除用于電離外，都轉(zhuǎn)化為電離出去的電子的動(dòng)能)。
2、天然放射現(xiàn)象
?、?天然放射現(xiàn)象----天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，使人們認(rèn)識(shí)到原子核也有復(fù)雜結(jié)構(gòu)。
?、?各種放射線的性質(zhì)比較
式中m表示放射性物質(zhì)的質(zhì)量，n 表示單位時(shí)間內(nèi)放出的射線粒子數(shù)。以上各式左邊的量都表示時(shí)間t后的剩余量。
半衰期由核內(nèi)部本身的因素決定，跟原子所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無關(guān)。
?、?放射性同位素的應(yīng)用
?、爬闷渖渚€：α射線電離性強(qiáng)，用于使空氣電離，將靜電泄出，從而消除有害靜電。γ射線貫穿性強(qiáng)，可用于金屬探傷，也可用于治療惡性腫瘤。各種射線均可使DNA發(fā)生突變，可用于生物工程，基因工程。
?、谱鳛槭聚櫾?。用于研究農(nóng)作物化肥需求情況，診斷甲狀腺疾病的類型，研究生物大分子結(jié)構(gòu)及其功能。
?、沁M(jìn)行考古研究。利用放射性同位素碳14，判定出土木質(zhì)文物的產(chǎn)生年代。 一般都使用人工制造的放射性同位素(種類齊全，各種元素都有人工制造的放射性同位。半衰期短，廢料容易處理。可制成各種形狀，強(qiáng)度容易控制)。
4、核能
(1).核能------核反應(yīng)中放出的能叫核能。
(2).質(zhì)量虧損---核子結(jié)合生成原子核，所生成的原子核的質(zhì)量比生成它的核子的總質(zhì)量要小些，這種現(xiàn)象叫做質(zhì)量虧損。
★(3).質(zhì)能方程-----愛因斯坦的相對論指出：物體的能量和質(zhì)量之間存在著密切的聯(lián)系，它們的關(guān)系是：
這就是愛因斯坦的質(zhì)能方程。質(zhì)能方程的另一個(gè)表達(dá)形式是：
以上兩式中的各個(gè)物理量都必須采用國際單位。在非國際單位里，可以用1u=931.5MeV。它表示1原子質(zhì)量單位的質(zhì)量跟931.5MeV的能量相對應(yīng)。
在有關(guān)核能的計(jì)算中，一定要根據(jù)已知和題解的要求明確所使用的單位制。
(4).釋放核能的途徑
凡是釋放核能的核反應(yīng)都有質(zhì)量虧損。核子組成不同的原子核時(shí)，平均每個(gè)核子的質(zhì)量虧損是不同的，所以各種原子核中核子的平均質(zhì)量不同。核子平均質(zhì)量小的，每個(gè)核子平均放的能多。鐵原子核中核子的平均質(zhì)量最小，所以鐵原子核最穩(wěn)定。凡是由平均質(zhì)量大的核，生成平均質(zhì)量小的核的核反應(yīng)都是釋放核能的。
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