高中物理光学知识结构图.doc
- 格式:doc
- 大小:105.02 KB
- 文档页数:2
光[自我校对]①cv②sin i sin r③光疏介质④临界角⑤1 n⑥必须是相干光源⑦缝、孔的大小小于等于波长⑧横波光的折射、全反射1.解决光的折射问题的常规思路(1)根据题意画出正确的光路图.(2)利用几何关系确定光路图中的边、角关系,要注意入射角、折射角均是与法线的夹角.(3)利用折射定律、折射率公式列式求解.2.有关全反射定律的应用技巧(1)首先判断是否为光从光密介质进入光疏介质,如果是,下一步就要再利用入射角和临界角的关系进一步判断,如果不是则直接应用折射定律解题即可.(2)分析光的全反射时,根据临界条件找出临界状态是解决这类题目的关键.(3)当发生全反射时,仍遵循光的反射定律和光路可逆性.【例1】Morpho蝴蝶的翅膀在阳光的照射下呈现出闪亮耀眼的蓝色光芒,这是因为光照射到翅膀的鳞片上发生了干涉.电子显微镜下鳞片结构的示意图见图.一束光以入射角i从a点入射,经过折射和反射后从b点出射.设鳞片的折射率为n,厚度为d,两片之间空气层厚度为h.取光在空气中的速度为c,求光从a 到b所需的时间t.解析:设光在鳞片中的折射角为r,折射定律sin i=n sin r在鳞片中传播的路程l1=2dcos r,传播速度v=cn,传播时间t1=l1v解得t1=2n2dc n2-sin2i同理,在空气中的传播时间t2=2h c cos i则t=t1+t2=2n2dc n2-sin2i+2hc cos i答案:2n2dc n2-sin2i+2hc cos i(1)根据题意画出正确的光路图.(2)利用几何关系确定光路图中的边、角关系,要注意入射角、折射角的确定.(3)利用反射定律、折射定律求解.(4)注意在折射现象中,光路是可逆的.光学元件的特点及对光线的作用1.棱镜对光有偏折作用:一般所说的棱镜都是用光密介质制作的.入射光线经三棱镜两次折射后,射出方向与入射方向相比,向底边偏折(若棱镜的折射率比棱镜外介质的折射率小,则结论相反).由于各种色光的折射率不同,因此一束白光经三棱镜折射后发生色散现象(红光偏折最小,紫光偏折最大).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.选择适当的入射点可以使入射光线经过全反射棱镜的作用后偏转90°或180°,如图所示.要特别注意两种用法中光线在哪个表面发生全反射.3.玻璃砖:所谓玻璃砖一般指横截面为矩形的棱镜.当光线从上表面入射,从下表面射出时,其特点是:(1)射出光线和入射光线平行.(2)各种色光在第一次入射后就发生色散.(3)射出光线的侧移与折射率、入射角及玻璃砖的厚度有关.(4)可利用玻璃砖测定玻璃的折射率.【例2】如图所示,某三棱镜的截面是一直角三角形,棱镜材料的折射率为n,底面BC涂黑,入射光沿平行于底面BC的方向射向AB面,经AB和AC折射后射出.为了使上述入射光线能从AC面射出,求折射率n的取值范围.解析:设第一次发生折射时入射角和折射角分别为α和β,第二次发生折射时的入射角为γ则sin α=n sin β要在AC面上不发生全反射,要求sin γ<1 n同时由题可知:β+γ=90°,α=60°因此有:n<7 2.又n本身大于1,故n的取值范围:1<n<7 2答案:1<n<72光的干涉和衍射的比较1.两者的产生条件不同:产生干涉的条件是两列光波频率相同,振动方向相同,相位差恒定;产生明显衍射现象的条件是障碍物或小孔的尺寸跟光的波长相差不多,甚至比光的波长还要小.2.图样特点不同:单色光双缝干涉产生的是等间距、明暗相间且亮度基本相同的条纹;单缝衍射产生的是中央最宽、最亮,其他窄且暗的明暗相间条纹,并且各相邻条纹间距不等.3.波长对条纹间距的影响:无论是双缝干涉还是单缝衍射,所形成的条纹间距和宽度都随波长增加而增大.双缝干涉中相邻明纹或暗纹间距为Δx=l dλ.【例3】表面附有油膜的透明玻璃片,当有阳光照射时,可在表面和玻璃片边缘分别看到彩色图样,则前者是________现象,后者是________现象.解析:附有油膜的玻璃片表面发生薄膜干涉而看到彩色图样,周围发生衍射也能看到彩色图样.两者原理不一样.答案:干涉衍射(1)产生干涉是有条件的,产生衍射只有明显不明显之说.(2)干涉与衍射的本质都是光波叠加的结果.1.中国古人对许多自然现象有深刻认识,唐人张志和在《玄真子·涛之灵》中写道:“雨色映日而为虹”.从物理学的角度看,虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的.图是彩虹成因的简化示意图,其中a、b是两种不同频率的单色光,则两光()A.在同种玻璃中传播,a光的传播速度一定小于b光B.以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后,b光侧移量小C.在同一介质中传播时两种光的频率相同D.以相同的入射角从水中射入空气,在空气中只能看到一种光时,一定是a光E.以相同的入射角从水中射入空气,在空气中只能看到一种光时,一定是b光解析:由题图可知,a光在同一介质中的折射率大,其频率大.选项C错误.根据n=cv,知a光在玻璃中的传播速度小,选项A正确.当a、b光以相同的角度斜射到同一玻璃板上后,其光路图如右图所示,由图可知,a光的侧移量大,选项B正确.由sin C=1n,可知a光的临界角小,即a光比b光容易发生全反射,因此在空气中只能看到一种光时,一定是b光,选项D错误,E正确.答案:ABE2.在双缝干涉实验中,分别用红色和绿色的激光照射同一双缝,在双缝后的屏幕上,红光的干涉条纹间距Δx1与绿光的干涉条纹间距Δx2相比,Δx1________Δx2(填“>”、“<”或“=”).若实验中红光的波长为630 nm,双缝与屏幕的距离为1.00 m,测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5 mm,则双缝之间的距离为________mm.解析:由公式Δx=Ldλ可知,Δx1>Δx2.相邻亮条纹之间的距离为Δx=10.55mm=2.1 mm,双缝间的距离d=LλΔx,代入数据得d=0.300 mm.答案:>0.3003.如图所示,玻璃球冠的折射率为3,其底面镀银,底面的半径是球半径的32倍;在过球心O 且垂直于底面的平面(纸面)内,有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的M点,该光线的延长线恰好过底面边缘上的A点,求该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向的偏角.解析:设球半径为R,球冠底面中心为O′,连接OO′,则OO′⊥AB.令∠OAO′=α,有cos α=O′AOA=32RR①即α=30°②由题意知MA⊥AB所以∠OAM=60°③设图中N点为光线在球冠内底面上的反射点,所考虑的光线的光路图如图所示.设光线在M点的入射角为i,折射角为r,在N点的入射角为i′,反射角为i″,玻璃的折射率为n.由于△OAM为等边三角形,有i=60°④由折射定律有sin i=n sin r ⑤代入题给条件n=3得r=30°⑥作底面在N点的法线NE,由NE∥AM,有i′=30°⑦根据反射定律,有i″=30°⑧连接ON,由几何关系知△MAN≌△MON,故有∠MNO=60°⑨由⑦⑨式得∠ENO=30°⑩于是∠ENO为反射角,ON为反射光线.这一反射光线经球面再次折射后不改变方向.所以,射出玻璃球冠的光线相对于入射光线的偏角β为β=180°-∠ENO=150°⑪答案:150°4.如图所示,在注满水的游泳池的池底有一点光源A,它到池边的水平距离为3.0 m.从点光源A射向池边的光线AB与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角,水的折射率为4 3.(1)求池内的水深;(2)一救生员坐在离池边不远处的高凳上,他的眼睛到池面的高度为2.0 m.当他看到正前下方的点光源A时,他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为45°.求救生员的眼睛到池边的水平距离(结果保留1位有效数字).解析:(1)如图,设到达池边的光线的入射角为i,依题意,水的折射率n=4 3,光线的折射角θ=90°.由折射定律有n sin i=sin θ①由几何关系有sin i=ll2+h2②式中,l=3.0 m,h是池内水的深度.联立①②式并代入题给数据得h=7 m≈2.6 m ③(2)设此时救生员的眼睛到池边的距离为x.依题意,救生员的视线与竖直方向的夹角为θ′=45°.由折射定律有n sin i′=sin θ′④式中,i′是光线在水面的入射角.设池底点光源A到水面入射点的水平距离为a.由几何关系有sin i ′=aa 2+h 2⑤ x +l =a +h ′⑥式中h ′=2 m .联立③④⑤⑥式得 x =⎝⎛⎭⎪⎫3723-1m ≈0.7 m ⑦答案:(1)2.6 m (2)0.7 m。
欢迎阅读
高中物理学知识的结构体系
高中物理包括必修1、2共7章;选修3-1、2、3、4、5共19章内容。
归纳起来,整个高中物理的知识体系可以分为力学、热学、光学、电磁学(电学和磁学)、原子物理学五大学科部分。
必修1和2属于力学部分;选修3-1、3-2属于电磁学内容;选修3-4主要为光学;选修3-5主要为原子物理学,有3章(机械振动和机械波、动量守恒定律)为力学内容。
除了热学部分是初中物理(选修3-3未学)的主讲内容外,其他都在高中期间得到学习和深化。
力学知识结构体系力学部分包括静力学、运动学和动力学
PART I 静力学
PART II 运动力学
PART III 动力学
热学知识结构体系
热学包括:研究宏观热现象的热力学、研究微观理论的统计物理学,分子动理论是热现象微观理论的基础
电磁学知识结构体系
电磁学包括:电学和磁学两大部分。
包括电性和磁性交互关系,主要研究电磁波、电磁场以及有关电荷、带电物体的动力学,二者很难清晰分割。
电磁场和电磁波
光学知识结构体系
原子物理学知识结构体系
第一章力
直线运动
牛顿运动定律
物体的平衡
.
曲线运动
万有引力定律
机械能
第九章机械振动
机械波。
第十一单元 光的性质一、知识结构1、知道有关光的本性的认识发展过程:知道牛顿代表的微粒、惠更斯的波动说一直到光的波粒二象性这一人类认识光的本性的历程,懂得人类对客观世界的认识是不断发展不断深化的。
2、知道光的干涉:知道光的干涉现象及其产生的条件;知道双缝干涉的装置、干涉原理及干涉条纹的宽度特征,会用肥皂膜观察薄膜干涉现象。
知道光的衍射:知道光的衍射现象及观察明显衍射现象的条件,知道单缝衍射的条纹与双缝干涉条纹之间的特征区别。
3、知道电磁场,电磁波:知道变化的电场会产生磁场,变化的磁场会产生电场,变化的磁场与变化的磁场交替产生形成电磁场;知道电磁波是变化的电场和磁场——即电磁场在空间的传播;知道电磁波对人类文明进步的作用,知道电磁波有时会对人类生存环境造成不利影响;从电磁波的广泛应用认识科学理论转化为技术应用是一个创新过程,增强理论联系实际的自觉性。
知道光的电磁说:知道光的电磁说及其建立过程,知道光是一种电磁波。
4、知道电磁波波谱及其应用:知道电磁波波谱,知道无线电波、红外线、紫外线、X 射线及射线的特征及其主要应用。
5、知道光电效应和光子说:知道光电效应现象及其基本规律,知道光子说,知道光子的能量与光学知识点其频率成正比;知道光电效应在技术中的一些应用6、知道光的波粒二象性:知道一切微观粒子都具有波粒二象性,知道大量光子容易表现出粒子性,而少量光子容易表现为粒子性。
、光的本性光的微粒说 (牛顿)光子说 —(爱因斯坦)光的干涉光的衍射 双缝干涉薄膜干涉光的电磁说光在空间传播不是连续的,而是一份一份的,每一份叫做一个光子。
光子的能量E=hv 。
h=×焦·秒,称普朗克常量。
光既有波动性,又有粒子性,故认为光具有波粒二象性(一切微观粒子都有波粒二象性)。
?电磁波谱 无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、r 射线,由低频到高频,构成了范围非常广阔的电光的电磁说 (麦克斯韦)光的波动性 (惠更斯)波粒二象性能解释:光的直线传播、光的反射等。
伦琴射线管和光电管四川省苍溪县城郊中学 罗德富 邮编:628400高中物理光学部分,有一个重要考点:光电效应的概念及光电效应方程的应用。
我分析各地的高考试题和模拟试题发现,该知识点常常依附于光电管和电路问题考查。
我注意到学生在做这部分试题时存在两个方面的问题:第一,光电管在电路中形成光电流的原理不清。
第二,光电管和伦琴射线管混淆。
为了解决这个问题,我对光电管和伦琴射线管的原理及相关问题分析如下。
一、伦琴射线管1、伦琴射线管:能产生伦琴射线的阴极射线管叫伦琴射线管,也可以叫X 射线管。
2、结构图3、组成: 灯丝电源 高压电源 灯丝K (钨丝) 对阴极A4、伦琴射线的产生:首先,灯丝电源给灯丝供电,灯丝发光并放出电子(叫热电子,速度很小,高中常常将热电子初速度当作零)。
其次,高压电源在阴极K 和对阴极A 之间产生高压,给热电子提供一个加速电压,热电子加速后获得巨大动能。
最后,获得巨大动能的热电子,打在对阴极A 上,热电子的巨大动能使对阴极金属原子内层电子受激发跃迁,同时,以X 射线的形式放出能量。
5、伦琴射线的产生本质:阴极K 放出阴极射线打在对阴极A 上,使对阴极上的原子内层电子受激发而释放出伦琴射线。
阴极射线本质是高速热电子流,伦琴射线本质是高频电磁波。
例1.上图为伦琴射线管的示意图,K 为阴极钨丝,发射的电子的初速度为零,A 为对阴极(阳极),当AK 之间加直流电压U=30KV 时,电子被加速打在对阴极A 上,使之发出伦琴射线,设电子的动能全部转化为伦琴射线的能量。
(已知电子电量e=1.6×10-19C,质量m=9.1×10-31Kg,普朗克常量h=6.63×10-34 J.S )求:(1)电子到达对阴极的速度v ;(取一位有效数字)(2)由对阴极发出的伦琴射线的最短波长λ(3)若AK 间的电流为10mA ,那么每秒钟从对阴极最多能辐射出多少个伦琴射线光子?解:(1)对电子加速过程分析,根据动能定理21mv 2=eU ∴ v=m eU /2=1×108m/s (2)设一个电子激发出一个伦琴光子,根据能量守恒h v =21mv 2=eU h v =hC/λ∴λ=hC/e U=4.1×10-11m(3)设每秒钟打在对阴极A 的电子数为n 则n=It/e=10×10-3×1/1.6×10-19=6.25×1016 个N=n=6.25×1016 个练一练:如下图所示为X 极间加上几万伏的直流高压( ) A .高压电源正极应接在P 点,X B .高压电源正极应接在P 点,X C .高压电源正极应接在Q 点,X D .高压电源正极应接在Q 点,X二、光电管1、光电管:利用光电效应现象将光讯号转变为电讯号的元件。
高中物理光学知识点梳理高中物理光学知识点梳理光学是物理学的分支,研究光的产生、传播和与物质相互作用的现象和规律。
下面我们来梳理一下高中物理光学的知识点。
一、光的传播1. 光的直线传播:光在均匀介质中以直线传播,这是基于光的波动性和光以光速传播的性质。
2. 光的光程差:在光的传播过程中,不同路径上的光程之差称为光程差。
3. 光的折射:光从一种介质传播到另一种介质时,由于介质的光速不同,光线会发生折射。
4. 光的反射:光从一种介质射入另一种介质的界面上时,会发生反射。
根据反射定律,入射角等于反射角。
5. 光的全反射:当光从光密介质射向光疏介质时,如果入射角大于临界角,光将发生全反射,完全被反射回原介质。
二、光的干涉和衍射1. 光的干涉:当两束或多束光波相遇时,它们会发生干涉现象,出现明暗条纹。
干涉分为构造干涉和破坏干涉。
2. 双缝干涉:将光传过一个狭缝后形成的光通过狭缝条纹相互干涉,形成明暗的干涉条纹。
3. 单缝衍射:光通过一个狭缝后呈现出衍射现象,形成中央亮度高,两侧逐渐衰减的衍射图样。
4. 光的衍射:光通过障碍物的间隙,出现远离出射方向的弯曲现象。
5. 多普勒效应:当光源和接收者相对运动时,接收到的频率会发生改变。
如果两者接近,频率增加,观察到的光会变蓝;如果两者远离,频率减小,观察到的光会变红。
三、光的色散和光谱1. 光的色散:光通过不同介质传播时,由于介质对光的折射率与波长有关,波长不同的光会发生不同程度的折射,导致光的分离,这种现象称为光的色散。
2. 白光色散:白光经过棱镜折射后,不同波长的光会分离成七色光谱,由紫、蓝、青、绿、黄、橙、红组成。
3. 光的光谱:当光经过棱镜或光栅等色散器后,会分别成多条光谱线,这些光谱线组成光的光谱。
四、光的成像和光学仪器1. 光的成像:当光通过透镜等光学元件后,会形成实像或虚像。
实像在物体的反射光线交汇的位置形成,虚像则是光线延长后交汇的位置形成。
2. 透镜成像原理:透镜的成像遵循薄透镜成像公式,即$\frac{1}{f}=\frac{1}{d_o}+\frac{1}{d_i}$,其中$f$为透镜的焦距,$d_o$为物距,$d_i$为像距。
中学物理知识点重难点结构图(一)高中物理基本知识考点重难点分析:
同程度上也考查了与之相关的能力。
同时,在应用某种能力处理或解决具体问题的过程种也伴随着发现问题、提出问题的过程。
因而高考对考生发现问题和提出问题能力的考查渗透在以上各种能力的考查中。
物理考试范围包括力学、热学、电磁学、原子物理内容。
对各部分知识内容要求掌握的程度,在表1用字母Ⅰ、Ⅱ标出。
Ⅰ、Ⅱ的含义如下:
Ⅰ.对所列知识要知道其内容及含义,并能在有关问题中识别和直接使用,与课程标准中“了解”和“认识”相当。
Ⅱ.对所列知识要理解其确切含义及与其他知识的联系,能够进行叙述和解释,并能在实际问题的分析、综合、推理和判断等过程中运用,与课程标准中“理解”和“应用”相当。
(二)初中物理基本知识考点重难点分析
考查学生的对相关的物理概念认知,理解,科学探究能力、应用知识能力,和分析、概括能力以及创新意识、自学能力、信息收集和处理能力。
力学知识结构图由地球对物体的吸引而产生。
方向:总是竖直向下。
大小G = mg。
g为重力加速度,由于物体到地心的距离变化和地球自转的影响,地球周围各地g值不同。
在地球表面,南极与北极g值较大,赤道g值较小;通常取g=9.8米/秒2。
重心的位置与物体的几何形状、质量分布有关。
任何两个物体之间的吸引力叫万有引力, F G M2。
通常取引力常量G= 6.67X 10-11牛•米2/千克2。
物体的重力可以认为是R2地球对物体的万有引力。
弹力弹力产生在直接接触并且发生了形变的物体之间。
支持面上作用的弹力垂直于支持面;绳上作用的弹力沿着绳的收缩方向胡克定律F=kx,k称弹簧劲度系数。
滑动摩擦力物体间发生相对滑动时,接触面间产生的阻碍相对滑动的力,其方向与接触面相切,与相对滑动的方向相反;其大小f=卩N。
N为接触面间的压力。
卩为动摩擦因数,由两接触面的材料和粗糙程度决定。
静摩擦力相互接触的物体间产生相对运动趋势时,沿接触面产生与相对运动趋势方向相反的静摩擦力。
静摩擦力的大小随两物体相对运动的“趋势”强弱,在零和“最大静摩擦力”之间变化。
“最大静摩擦力”的具体值,因两物体的接触面材料情况和压力等因素而异。
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,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
物体的这种性质叫做惯性。
惯性是物体的固有属性,衡量惯性的大小的物理量是质量。
牛顿第二定律物体加速度的大小跟它所受合外力的大小成正比,跟物体的质量成反比。
加速度的方向与合外力方向相同。
表达式F合=ma,其中F单位:牛(N);m单位:千克(kg);a单位:米/秒2(m/s2)。
意义:力是改变物体运动状态的原因。
牛顿第三定律两个物体间相互作用力与反作用力,总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。
(作用力与反作用力同时产生,同时消失,是同种性质的力,它们分另M乍用在不同的物体上,不存在“平衡’问题。
)功功是能量转换的量度,即:有功必有能量形式的转换•做了多少功就有多少能量发生了形式转换。
高中物理知识点思维导图高中物理的学习需要有一个知识点框架图来对整体的思路进行梳理,一个好的思维导图对于物理的学习也是非常帮助的。
高中物理知识点思维导图高中物理知识点思维导图高中物理知识点思维导图高中物理知识点思维导图高中物理知识点思维导图高中物理知识点思维导图拓展一、振动和波公式1.简谐振动F=-kx{F:回复力,k:比例系数,x:位移,负号表示F的方向与x始终反向}2.单摆周期T=2π(l/g)1/2{l:摆长(m),g:当地重力加速度值,成立条件:摆角θ<100;l>>r}3.受迫振动频率特点:f=f驱动力4.发生共振条件:f驱动力=f固,A=max,共振的防止和应用5.机械波、横波、纵波6.波速v=s/t=λf=λ/T{波传播过程中,一个周期向前传播一个波长;波速大小由介质本身所决定}7.声波的波速(在空气中)0℃:332m/s;20℃:344m/s;30℃:349m/s;(声波是纵波)8.波发生明显衍射(波绕过障碍物或孔继续传播)条件:障碍物或孔的尺寸比波长小,或者相差不大9.波的干涉条件:两列波频率相同(相差恒定、振幅相近、振动方向相同)10.多普勒效应:由于波源与观测者间的相互运动,导致波源发射频率与接收频率不同{相互接近,接收频率增大,反之,减小二、冲量与动量公式1.动量:p=mv{p:动量(kg/s),m:质量(kg),v:速度(m/s),方向与速度方向相同}2.冲量:I=Ft{I:冲量(Ns),F:恒力(N),t:力的作用时间(s),方向由F决定}3.动量定理:I=Δp或Ft=mvt–mvo{Δp:动量变化Δp=mvt–mvo,是矢量式}4.动量守恒定律:p前总=p后总或p=p’′也可以是m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′5.弹性碰撞:Δp=0;ΔEk=0{即系统的动量和动能均守恒}6.非弹性碰撞Δp=0;0<ΔEK<ΔEKm{ΔEK:损失的动能,EKm:损失的最大动能}7.完全非弹性碰撞Δp=0;ΔEK=ΔEKm{碰后连在一起成一整体}8.物体m1以v1初速度与静止的物体m2发生弹性正碰:v1′=(m1-m2)v1/(m1+m2)v2′=2m1v1/(m1+m2)9.由8得的推论-----等质量弹性正碰时二者交换速度(动能守恒、动量守恒)10.子弹m水平速度vo射入静止置于水平光滑地面的长木块M,并嵌入其中一起运动时的机械能损失E损=mvo2/2-(M+m)vt2/2=fs相对{vt:共同速度,f:阻力,s相对子弹相对长木块的位移}三、力的合成与分解公式1.同一直线上力的合成同向:F=F1+F2,反向:F=F1-F2(F1>F2)2.互成角度力的合成:F=(F12+F22+2F1F2cosα)1/2(余弦定理)F1⊥F2时:F=(F12+F22)1/23.合力大小范围:|F1-F2|≤F≤|F1+F2|4.力的正交分解:Fx=Fcosβ,Fy=Fsinβ(β为合力与x轴之间的夹角tgβ=Fy/Fx)四、运动和力公式1.牛顿第一运动定律(惯性定律):物体具有惯性,总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止2.牛顿第二运动定律:F合=ma或a=F合/ma{由合外力决定,与合外力方向一致}3.牛顿第三运动定律:F=-F′{负号表示方向相反,F、F′各自作用在对方,平衡力与作用力反作用力区别,实际应用:反冲运动}4.共点力的平衡F合=0,推广{正交分解法、三力汇交原理}5.超重:FN>G,失重:FN6.牛顿运动定律的适用条件:适用于解决低速运动问题,适用于宏观物体,不适用于处理高速问题,不适用于微观粒子五、匀速圆周运动公式1.线速度V=s/t=2πr/T2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf3.向心加速度a=V2/r=ω2r=(2π/T)2r4.向心力F心=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=mωv=F合5.周期与频率:T=1/f6.角速度与线速度的关系:V=ωr7.角速度与转速的关系ω=2πn(此处频率与转速意义相同)8.主要物理量及单位:弧长(s):米(m);角度(Φ):弧度(rad);频率(f):赫(Hz);周期(T):秒(s);转速(n):r/s;半径(r):米(m);线速度(V):m/s;角速度(ω):rad/s;向心加速度:m/s2。
力学知识结构图力的概念定义力是物体对物体的作用。
所以每一个实在的力都有施力物体和受力物体三要素大小、方向、作用点矢量性力的矢量性表现在它不仅有大小和方向,而且它的运算符合平行四边形定则。
效果力的作用效果表现在,使物体产生形变以及改变物体的运动状态两个方面。
力的合成与分解一个力的作用效果,如果与几个力的效果相同,则这个力叫那几个力的合力,那几个力叫这个力的分力。
由分力求合力的运算叫力的合成;由合力求分力的运算叫力的分解。
重力由地球对物体的吸引而产生。
方向:总是竖直向下。
大小G =mg 。
g 为重力加速度,由于物体到地心的距离变化和地球自转的影响,地球周围各地g 值不同。
在地球表面,南极与北极g 值较大,赤道g 值较小;通常取g=9.8米/秒2。
重心的位置与物体的几何形状、质量分布有关。
任何两个物体之间的吸引力叫万有引力,2RMm GF 。
通常取引力常量G =6.67×10-11牛·米2/千克2。
物体的重力可以认为是地球对物体的万有引力。
弹力弹力产生在直接接触并且发生了形变的物体之间。
支持面上作用的弹力垂直于支持面;绳上作用的弹力沿着绳的收缩方向。
胡克定律F=kx ,k 称弹簧劲度系数。
滑动摩擦力物体间发生相对滑动时,接触面间产生的阻碍相对滑动的力,其方向与接触面相切,与相对滑动的方向相反;其大小f=μN 。
N 为接触面间的压力。
μ为动摩擦因数,由两接触面的材料和粗糙程度决定。
静摩擦力相互接触的物体间产生相对运动趋势时,沿接触面产生与相对运动趋势方向相反的静摩擦力。
静摩擦力的大小随两物体相对运动的“趋势”强弱,在零和“最大静摩擦力”之间变化。
“最大静摩擦力”的具体值,因两物体的接触面材料情况和压力等因素而异。
摩擦力三种常见的力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,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
物体的这种性质叫做惯性。
惯性是物体的固有属性,衡量惯性的大小的物理量是质量。
高中物理知识点总结光光的反射几何光学光的折射全反射光的色散光的干涉光波动光学光的衍射光的偏振学光的本性电磁波入射角等于反射角光路是可逆的光的频率(颜色)由光源决定,与介质无关n ? sini ? C ? sin 90o ? ?空 sin ? v介 sinC ?介光从一种介质进入另一种由水面上看水下光源时,视深 d'? d / n介质,频率不变由水面下看水上物体时,视高 d' ? nd1条件:1.光密到光疏;sin c = (C 为临界角)n2.入射角等于或大于临界角①光导纤维①②②全反射棱镜光密三棱镜:光线向底面偏折光疏三棱镜:光线向顶角偏折双缝干涉?x ? l ? d亮条纹δ =kλ暗条纹δ = ? (2n ? 1)2薄膜干涉光的色散颜色 n f λV C 临 E 光子红小小大大大小紫大大小小小大肥皂膜、空气膜、油膜、牛顿环、光学器件增透膜、冷光灯单缝衍射X 射线结构示意图,E 为灯丝电源。
在 K、A小孔衍射两电极间加上几万伏的直流高压,使射小球衍射线管发出 X 射线光是一种横波无线电波红外线可见光紫外线X 射线? 射线振荡电路中自由原子外层电子受到激发原子内层电子受激原子核受激发产生电子周期性运动产生发产生的麦克斯韦提出光在本质上是一种电磁波赫兹用实验证明了光的电磁说的正确性 V=λ f光的波粒二象性物质波概率波光谱粒子性E = hv波动性光电效应EK ? hv -W种类康普顿效应石墨中的电子对 x 射线的散射现象原子跃迁时辐射或吸收的光子能量hv = Em - En干涉、衍射、多普勒效应、偏振都是波的特有现象红外线紫外线 X 射线产生主要性质一切物体热效应高温物体化学效应阴极射线射到固体表面强穿透性应用举例遥感、遥控、加热荧光、杀菌透视、金属探伤德布罗意波任何运动物体都有与之对应的波长λ物质波:λ =h/p电子衍射现象光子在空间位置出现的概率以及运动的微观粒子在某点附近出现的概率由波动规律确定光波和物质波是概率波连续光谱:炽热固液高压气体发光发射光谱[明线光谱]:稀薄气体或金属蒸气吸收光谱:光通过物质被吸收一部分形成的一、知识结构光的微粒说(牛顿)光的波动性(惠更斯)光的电磁说认(麦克斯韦)光的本性识深化过程光子说(爱因斯坦)第十一单元光的性质能解释:光的直线传播、光的反射等。
高中物理九章思维导图在高中学习物理是中学生学习过程中的一个重要组成部分。
物理作为一门自然科学,通过对物质和能量运动规律的研究,帮助我们更好地理解世界万物运行的规律。
而在学习物理的过程中,如何系统地掌握和运用知识,形成一套完整的思维框架,就显得尤为重要。
本文将通过构建高中物理九章思维导图,来帮助学生更好地系统化学习物理知识。
第一章:力学力学是物理学最基础的一个领域,主要研究物体的运动和相互作用,包括牛顿三大定律、运动学、静力学等内容。
在这一章节中,我们需要掌握物体的运动规律,了解受力情况下的物体运动状态,从而建立物理世界的基本框架。
第二章:热学热学是研究物质内能和热传递规律的科学。
热学包括热力学和热传导两个方面,其中热力学主要是研究热能转化问题,如热力学第一定律、热力学第二定律等内容;热传导研究热能传递的方式和规律,如热传导方程、导热系数等内容。
第三章:电学电学是研究电荷、电流和电场等现象的科学。
电学主要包括静电学、电流学和电磁学等内容,其中静电学研究静电场和静电力的作用规律,电流学研究电荷的运动规律和电路中的电流、电压等问题,电磁学研究电场和磁场之间的相互作用。
第四章:光学光学是研究光的传播和光学器件的科学。
光学包括几何光学和物理光学两个方面,其中几何光学主要研究光的传播和光的成像规律,如像的成比例、光的反射、折射等问题;物理光学研究光的波动性质,如双缝干涉、多普勒效应等内容。
第五章:原子物理原子物理是研究原子结构和原子性质的科学。
原子物理主要包括原子核结构、放射性和原子光谱等内容,其中原子核结构研究原子核内部的构成和相互作用,放射性研究原子核的衰变过程,原子光谱研究原子的光谱特性。
第六章:半导体半导体物理是研究半导体材料和器件的科学。
半导体物理主要包括半导体材料的性质、PN结的性质和应用、半导体器件的工作原理等内容,其中半导体材料的性质研究半导体的导电性质,PN结的性质和应用研究PN结的形成和功能,半导体器件的工作原理研究半导体器件的工作原理。
力学知识结构图力的概念定义力是物体对物体的作用。
所以每一个实在的力都有施力物体和受力物体三要素大小、方向、作用点矢量性力的矢量性表现在它不仅有大小和方向,而且它的运算符合平行四边形定则。
效果力的作用效果表现在,使物体产生形变以及改变物体的运动状态两个方面。
力的合成与分解一个力的作用效果,如果与几个力的效果相同,则这个力叫那几个力的合力,那几个力叫这个力的分力。
由分力求合力的运算叫力的合成;由合力求分力的运算叫力的分解。
重力由地球对物体的吸引而产生。
方向:总是竖直向下。
大小G =mg 。
g 为重力加速度,由于物体到地心的距离变化和地球自转的影响,地球周围各地g 值不同。
在地球表面,南极与北极g 值较大,赤道g 值较小;通常取g=9.8米/秒2。
重心的位置与物体的几何形状、质量分布有关。
任何两个物体之间的吸引力叫万有引力,2RMm GF 。
通常取引力常量G =6.67×10-11牛·米2/千克2。
物体的重力可以认为是地球对物体的万有引力。
弹力弹力产生在直接接触并且发生了形变的物体之间。
支持面上作用的弹力垂直于支持面;绳上作用的弹力沿着绳的收缩方向。
胡克定律F=kx ,k 称弹簧劲度系数。
滑动摩擦力物体间发生相对滑动时,接触面间产生的阻碍相对滑动的力,其方向与接触面相切,与相对滑动的方向相反;其大小f=μN 。
N 为接触面间的压力。
μ为动摩擦因数,由两接触面的材料和粗糙程度决定。
静摩擦力相互接触的物体间产生相对运动趋势时,沿接触面产生与相对运动趋势方向相反的静摩擦力。
静摩擦力的大小随两物体相对运动的“趋势”强弱,在零和“最大静摩擦力”之间变化。
“最大静摩擦力”的具体值,因两物体的接触面材料情况和压力等因素而异。
摩擦力三种常见的力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,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
物体的这种性质叫做惯性。
惯性是物体的固有属性,衡量惯性的大小的物理量是质量。
光的直线传播(均匀介质 )
光学知识结构图本影半影日食月食小孔成像
真空中光速 c = 3.0×108米 /秒
光的反射几
何
光
学反射定律入射线、反射线与法线共面,且
分居法线两侧,入射角 =反射角。
平面镜成像特点:成虚像 ;像与物等大小 ,
正立 ,且与镜面位置对称。
折射定律光线从第一种媒质射入第二种
媒质时 ,入射线、折射线与法线共面,且
分居法线两侧;入射角( i)与折射角 (r)
正弦的比值为一常量 n, n=
sin i
(n 由两种媒质种类决定),称为
sin r
第二种媒质对第一种媒质的折射率。
如第一种媒质是空气或真空, n 又称为
第二种媒质的折射率。
棱镜光从玻璃棱镜的一个
侧面射入,从另一个侧面
射出时,出射光线跟入射光
线相比,向底面偏折。
全反射棱射横截面是等
腰直角三角形的棱镜叫全
反射棱镜。
光的折射光谱
全反射现象光线从空气
或真空中射向其它媒质(n 密
>n 疏 )时 ,当入射角大于等于
临界角 C 时,折射光线完全
消失 ,反射光最强 . 这种现象
叫做全反射。
SinC=
1
n
光的色散一束白光通过三棱
镜后发生色散 ,形成按一定次
序 (红、橙、黄、绿、蓝、
靛、紫 )排列的光谱。
色散现象表明:白光是由各种
单色光组成的复色光,同种媒
质对不同色光的折射率不同,
对紫光折射率最大,对红光折
射率最小。
发射光谱由发光物体直接产生的
光谱叫发射光谱。
连续光谱由连续分布的一切波
长的光组成的光谱。
明线光谱(线状谱)由一些不
连续的亮线组成的光谱。
各种元素都有一定的线状谱,元
素不同,线状谱也不同,故线状
谱又称原子光谱。
吸收光谱连续光谱中某些波长
的光被物质吸收后产生的光谱叫
吸收光谱
光谱分析根据光谱来鉴别质和确定它
的化学组成,这种方法叫光谱分析。
做
光谱分析时,可利用明线光谱也可以利
用吸收光谱。
光
的
本光的波动性性
光的粒子性
光的干涉
光的衍射
光电效应在光的照射
下,物体发射电子的现
象叫光电效应。
光电效
应的特点:①入射光的
频率必须大于被照射金
属的极限频率,才可以
发生;②光电子的最大
初动能随入射光的频率
增大而增大;③光电子
的发射是光照瞬间进行
的;④光电流的强度与入射光强度成
正比。
双缝干涉
干涉的应用
薄膜干涉
光子光在空间传播不
是连续的,是一份一份的,每一份叫做一个
光子。
光子的能量 E=hv,
h=6.63×10
-
34焦·秒,称普朗克常量。
爱因斯坦的光电方程:
hv-W=
1
mv2,其中 W 2
为逸出功,
1
mv2为光
2
电子最大初动能。
电磁波谱无线电波、红外
线、可见光、紫外线、伦琴射
线、 r 射线,由低频到高频,
构成了范围非常广阔的电磁波
谱。
光的波粒二象性光既有波动性,又有粒子性,故认为光具有波粒二象性(这里的波动性和粒子性都是微观世界中的意义)。