光的衍射知识点总结高中
1.高中物理,关于光的干涉,衍射的知识点
一、考点理解
1.双缝干涉
(1)两列光波在空间相遇时发生叠加,在某些区域总加强,在另外一些区域总减弱,从而出现亮暗相间的条纹的现象叫光的干涉现象。
(2)产生干涉的条件
两个振动情况总是相同的波源叫相干波源,只有相干波源发出的光互相叠加,才能产生干涉现象,在屏上出现稳定的亮暗相间的条纹。
(3)双缝干涉实验规律
①双缝干涉实验中,光屏上某点到相干光源、的路程之差为光程差,记为 。
若光程差 是波长λ的整倍数,即(n=0,1,2,3…)P点将出现亮条纹;若光程差 是半波长的奇数倍
(n=0,1,2,3…),P点将出现暗条纹。
②屏上和双缝、距离相等的点,若用单色光实验该点是亮条纹(中央条纹),若用白光实验该点是白色的亮条纹。
③若用单色光实验,在屏上得到明暗相间的条纹;若用白光实验,中央是白色条纹,两侧是彩色条纹。
④屏上明暗条纹之间的距离总是相等的,其距离大小与双缝之间距离d。双缝到屏的距离及光的波长λ有关,即 。在和d不变的情况下,和波长λ成正比,应用该式可测光波的波长λ。
⑤用同一实验装置做干涉实验,红光干涉条纹的间距最大,紫光干涉条纹间距最小,故可知大于 小于。
2.薄膜干涉
(1)薄膜干涉的成因:
由薄膜的前、后表面反射的两列光波叠加而成,劈形薄膜干涉可产生平行相间的条纹。
(2)薄膜干涉的应用
①增透膜:透镜和棱镜表面的增透膜的厚度是入射光在薄膜中波长的。
②检查平整程度:待检平面和标准平面之间的楔形空气薄膜,用单色光进行照射,入射光从空气膜的上、下表面反射出两列光波,形成干涉条纹,待检平面若是平的,空气膜厚度相同的各点就位于一条直线上,干涉条纹是平行的;反之,干涉条纹有弯曲现象。
3.光的衍射
(1)光的衍射现象
光在遇到障碍物时,偏离直线传播方向而照射到阴影区域的现象叫做光的衍射。
(2)光发生明显衍射现象的条件
当孔或障碍物的尺寸比光波波长小,或者跟波长差不多时,光才能发生明显的衍射现象。
(3)衍射图样
①单缝衍射:中央为亮条纹,向两侧有明暗相间的条纹,但间距和亮度不同。白光衍射时,中央仍为白光,最靠近中央的是紫光,最远离中央的是红光。
②圆孔衍射:明暗相间的不等距圆环。
③泊松亮斑:光照射到一个半径很小的圆板后,在圆板的阴影中心出现的亮斑,这是光能发生衍射的有力证据之一。
2.关于光的衍射和和干涉,要掌握哪些知识点,我要全面点的
如果采用单色平行光,则衍射后将产生干涉结果。
相干波在空间某处相遇后,因位相不同,相互之间产生干涉作用,引起相互加强或减弱的物理现象。 衍射的结果是产生明暗相间的衍射花纹,代表着衍射方向(角度)和强度。
根据衍射花纹可以反过来推测光源和光栅的情况。 为了 衍射图样使光能产生明显的偏向,必须使“光栅间隔”具有与光的波长相同的数量级。
用于可见光谱的光栅每毫米要刻有约500条线 。 1913年,劳厄想到,如果晶体中的原子排列是有规则的,那么晶体可以当作是X射线的三维衍射光栅。
X射线波长的数量级是10^-8cm,这与固体中的原子间距大致相同。果然试验取得了成功,这就是最早的X射线衍射。
显然,在X射线一定的情况下,根据衍射的花样可以分析晶体的性质。但为此必须事先建立X射线衍射的方向和强度与晶体结构之间的对应关系。
编辑本段光的衍射 光在传播路径中,遇到不透明或透明的障碍物或者小孔(窄缝),绕过障碍物,产生偏离直线传播的现象称为光的衍射。衍射时产生的明暗条纹或光环,叫衍射图样。
定义:光波遇到障碍物以后会或多或少地偏离几何光学传播定律的现 衍射示意图象。 包括:单缝衍射、圆孔衍射、圆板衍射及泊松亮斑 产生衍射的条件是:由于光的波长很短,只有十分之几微米,通常物体都比它大得多,但是当光射向一个针孔、一条狭缝、一根细丝时,可以清楚地看到光的衍射。
用单色光照射时效果好一些,如果用复色光,则看到的衍射图案是彩色的。 任何障碍物都可以使光发生衍射现象,但发生明显衍射现象的 菲涅尔衍射条件是“苛刻”的。
当障碍物的尺寸远大于光波的波长时,光可看成沿直线传播。注意,光的直线传播只是一种近似的规律,当光的波长比孔或障碍物小得多时,光可看成沿直线传播;在孔或障碍物可以跟波长相比,甚至比波长还要小时,衍射就十分明显。
由于可见光波长范围为4*10-7m至7.7*10-7m之间,所以日常生活中很少见到明显的光的衍射现象。编辑本段惠更斯-菲涅尔原理 惠更斯提出,媒质上波阵面上的各点,都可以看成是发射子波的波源,其后任意时刻这些子波的波迹,就是该时刻新的波阵面。
惠更斯-菲涅尔原理能定性地描述衍射现象中光的传播问题。 衍射菲涅尔充实了惠更斯原理,他提出波前上每个面元都可视为子波的波源,在空间某点P的振动是所有这些子波在该点产生的相干振动的叠加,称为惠更斯-菲涅尔原理。
编辑本段衍射的种类 (1)菲涅尔衍射:光源和观察点距障碍物为有限远的衍射称为菲涅尔衍射。 单缝夫朗和费衍射(2)夫琅和费衍射:光源和观察点距障碍物为无限远,即平行光的衍射为夫琅和费衍射。
包括:单缝衍射、圆孔衍射、圆板衍射及泊松亮斑(1)狭缝衍射 让激光发出的单色光照射到狭缝上,当狭缝由很宽逐渐减小,在光屏上出现的现象怎样? 当狭缝很宽时,缝的宽度远远大于光的波长,衍射现象极不明显,光沿直线传播,在屏上产生一条跟缝宽度相当的亮线;但当缝的宽度调到很窄,可以跟光波相比拟时,光通过缝后就明显偏离了直线传播方向,照射到屏上相当宽的地方,并且出现了明暗相间的衍射条纹,狭缝越小,衍射范围越大,衍射条纹越宽,。但亮度越来越暗。
试验:可以用游标卡尺调整到肉眼可辨认的最小距离,再通过此缝看 衍射仪光源(2)小孔衍射 当孔半径较大时,光沿直线传播,在屏上得到一个按直线传播计算出来一样大小的亮光圆斑;减小孔的半径,屏上将出现按直线传播计算出来的倒立的光源的像,即小孔成像;继续减小孔的半径,屏上将出现明暗相间的圆形衍射光环。编辑本段衍射的几何理论 应用射线概念分析电磁波衍射特性的渐近理论,简称 GTD。
几何理论是单色波场方程的解在频率趋于无限时的极限,因而也是适合于高频情形的渐近解,而这种理论的基本思想是把均匀平面波在无限平界面上的反射和折射、在半无限楔形导体边缘上的衍射和沿圆柱导体表面的爬行波严格解的渐近式,应用于从点源发出的球面波或线源发出的柱面波在圆滑界面上的反射和折射、在弧形导体刃口上的衍射和沿导体凸表面的爬行,并把它作为问题的0阶段近解。 衍射的几何理论 ② 反射系数、衍射系数和爬行线的衰减系数采用无限直刃和无限长圆柱上严格解的渐近结果。
③ 投射波、反射波和衍射波的场强各与其主曲率半径的几何平均数成反比,而确定反射波和衍射波曲率矩阵的原则是相位匹配。所谓相位匹配,如图3,设A是衍射点,A┡是其邻点,则,A、A┡两点所在的衍射波面的相位差与 A、A┡两点所在的投射波面的相位差应当相同。
衍射的几何理论最早是由J.B.凯勒于1957年提出来的,后来经许多人的工作而日趋完善,在处理很多异形物体的散射问题以及用数值计算解散射和衍射问题中得到应用。但是,因为严格解的渐近式在阴影区与照明区的过渡区域不能成立,所以在这个区域,GTD 不能应用,为了弥补这一缺陷,J.波斯马等人后来提出一致渐近理论 (UAT)。
这个理论的基本思想是,给投射波乘以人为因子,使这因子在照明区内近于1而在阴影区内近于0,在过渡区内则随着场点趋近于照明区边界而无限增大。
3.有关光的衍射的一些知识关于光的知识,我对这些知识很陌生哎,有高
关于光的衍射: 1,现象:当障碍物[或洞]的大小与光的波长可相比较时,光能绕过障碍物,到达本是阴影的地方。
2,衍射是波的特性,故此,波动说的拥护者,据此认为光的本性是波。 3,本质:从波的角度看,光遇到障碍[或洞]时的波前阵面,再分为若干点波源,这些源的光线在传播过程的叠加作用,某区域加强,某区域削弱,故成明暗相间的条纹[加强处为明];从粒子性角度看,光子绕过障碍,到达各点的几率不同,明条纹处是光子到达机会大的地方。
4,现代科学认为光有波粒二象性,大量能量小的光子易表现出光的波动性,能量小就是波长大,障碍物就容易配上而成衍射;从粒子性看,能量小,单个光子的表现难于检测,只有大量光子的表现才易为检测到,因而又出现粒子出现几率大小而成衍射。 5,光栅衍射,是在玻片上,等距离刻若干条纹,光穿过而成的衍射,这实验容易做又非常明显。
6,用激光[频率单一]做衍射实验,容易。而目前的激光源容易找到。
儿童玩具激光手电就是。
4.有关光的干涉、光的衍射、光的偏振、光的颜色、色散
一、考情分析考试大纲考纲解读光的干涉、衍射和偏振现象 Ⅰ光的干涉、衍射现象及条件为Ⅰ级要求的考点,多以选择题形式出现.二、考点知识梳理 (一)、光的干涉 学科网1.光的干涉条件:_____________的两光源发出的光在空间相遇。
形成相干波源的方法有两种: 学科网⑴利用激光(因为激光发出的是单色性极好的光)。 学科网⑵设法将同一束光分为两束(这样两束光都来源于同一个光源,因此频率必然相等)。
13-4-12.两个典型的干涉实验①双缝干涉:若用单色光,则在屏上形成___________、_____________的干涉条纹,条纹间距与波长、屏到双缝的距离和双缝间距有关,满足___________ 。若用白光,除中央亮条纹为_______外,两侧为___________,它是不同波长的光干涉条纹的间距不同而形成的。
②薄膜干涉:薄膜的___________表面反射的两列光叠加而成。同一条明条纹(或暗条纹)应出现在膜的_______相同的地方。
13-4-2(1)透镜增透膜:透镜增透膜的厚度应是透射光在薄膜中波长的1/4倍。使薄膜前后两面的反射光的光程差为波长的一半,(ΔT=2d=½λ,得d=¼λ),故反射光叠加后减弱,从能量的角度分析E入=E反+E透+E吸。
在介质膜吸收能量不变的前提下,若E反=0,则E透最大。增强透射光的强度。
(2)“用干涉法检查平面”:如图所示,两板之间形成一层空气膜,用单色光从上向下照射,如果被检测平面是光滑的,得到的干涉图样必是等间距的。 如果某处凸起来,则对应明纹(或暗纹)提前出现,如图甲所示;如果某处凹下,则对应条纹延后出现,如图乙所示。
(注:“提前”与“延后”不是指在时间上,而是指由左向右的顺序位置上。 )氟化镁薄膜的厚度应为光在氟化镁中波长的1/4,两个表面的反射光的路程差为半波长的奇数倍时,两列反射光相互抵消。
所以,膜厚为光在氟化镁中波长的1/4,是最薄的膜。3.干涉区域内产生的亮、暗纹条件 学科网⑴亮纹:屏上某点到双缝的光程差等于波长的_______,即δ= nλ(n=0,1,2,……) 学科⑵暗纹:屏上某点到双缝的光程差等于半波长的___________,即δ= (n=0,1,2,……) 学科网相邻亮纹(暗纹)间的距离 。
用此公式可以测定单色光的波长。用白光作双缝干涉实验时,由于白光内各种色光的波长不同,干涉条纹间距不同,所以屏的中央是白色亮纹,两边出现彩色条纹。
学科网(二)、衍射 学科网注意关于衍射的表述一定要准确。(区分能否发生衍射和能否发生明显衍射) 1.光的衍射现象是光离开直线路径而_____________________的现象.2.泊松亮斑:当光照到不透光的极小圆板上时,在圆板的__________出现的亮斑。
当形成泊松亮斑时,圆板阴影的边缘是模糊的,在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环。3. 各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射。
4.产生明显衍射的条件:___________________________________________.小结:光的干涉条纹和衍射条纹都是光波叠加的结果,但存在明显的区别:单色光的衍射条纹与干涉条纹都是明暗相间分布,但衍射条纹中间亮纹最宽,两侧条纹逐渐变窄变暗,干涉条纹则是等间距,明暗亮度相同。 白光的衍射条纹与干涉条纹都是彩色的。
5.衍射图样a.单缝衍射:中央为___________,向两侧有明暗相间的条纹,但间距和亮度______________。白光衍射时,中央仍为白光,最靠近中央的是_________,最远离中央的是__________。
b.圆孔衍射:明暗相间的___________圆环。c.泊松亮斑:光照射到一个半径很小的圆板后,在圆板的___________出现的亮斑,这是光能发生衍射的有力证据之一。
(三)、光的偏振1.光的偏振也证明了光是一种____,而且是_______波。各种电磁波中电场E的方向、磁场B的方向和电磁波的传播方向之间,两两互相垂直。
学科网2.光波的感光作用和生理作用主要是由电场强度E引起的,因此将E的振动称为光振动。 学科网3.自然光。
太阳、电灯等普通光源直接发出的光,包含垂直于传播方向上沿一切方向振动的光,而且沿各个方向振动的光波的强度都相同,这种光叫自然光。 学科网4.偏振光。
自然光通过偏振片后,在垂直于传播方向的平面上,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,如果光的入射方向合适,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。
我们通常看到的绝大多数光都是偏振光。三、考点知识解读考点1. 双缝干涉的现象及其分析 剖析: 双缝干涉中出现明、暗条纹是由屏上某点P到两缝的路程差来决定的,而条纹间距则由双缝到屏的距离、双缝之间的距离和光的波长共同决定。
明确双缝干涉中条纹特点和分布情况、掌握出现的明条纹和暗条纹的条件是解决这类问题的关键。对双缝干涉可以理解为两个单缝衍射的叠加结果,但不是两个单缝衍射的简单相加,而是在满足一定条件下的能量再分配,要满足相干条件才产生干涉条纹。
【变式训练1】在双缝干涉实验中以白光为光源,在屏幕上观察到了彩色干涉条纹,若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光),另一缝前放一绿色滤光片(只能。
5.高中的全部有关光学的知识点
光的反射和折射
1.光由光疏介质斜射入光密介质,光向法线靠拢。
2.光过玻璃砖,向与界面夹锐角的一侧平移;光过棱镜,向底面偏折。
3.光到球面、柱面,半径是法线。
光的本性
1.双缝干涉条纹宽度:Δχ=Lλ/d。
2.用标准样板检查工件表面情况:条纹向窄处弯是凹,向宽处弯是凸。
3.增透膜的厚度为光在膜中波长的四分之一。
4.电磁波进入介质时,频率(和光的颜色)不变。光入介质:v=c/n,λ=λ0/n
原子物理
1.在磁场中的衰变:外切圆是α衰变,内切圆是β衰变,半径与电荷量成反比。
2.X变成Y经过几次α、β衰变?先用质量数求α衰变次数,在由电荷数求β衰变的次数。
3.平衡核反应方程:质量数和电荷数守恒。
4.1μ=931.5Mev
5.核反应总质量增大时吸能,总质量减小时放能。仅在人工转变中有吸能的核反应。
6.氢原子任一能级:E=Ep+Ek,E=-Ek,Ep=-2Ek量子数n增大,E增大,Ep增大,Ek减小,V减小,T增大。
6.高中物理知识点总结
物理(选修3-2) 第1章 电磁感应1、1820年,丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁感应(电生磁)。
1831年,英国科学家法拉第实验成功磁生电,发现了(磁生电)。引领人类进电器时代。
2、电磁感应:因磁通量变化而产生电流的现象叫做电磁感应。所产生的电流叫感应电流。
3、感应电动势:在电磁感应现象 产生的电动势叫感应电动势。产生感应电动势的那部分导体就相当于电源。
(电源内部电流从低→高),4、法拉第电磁感应定律:电路中感应电动势的大小与穿过这一电路的磁通量变化率城正比,这--。 E=nΔφ/Δt (n匝线圈可以看成由n个单匝线圈串联组成) (用于磁通量变化而产生E) E=Δφ/Δt=ΔBS/Δt=BΔS/Δt=BLVΔt/Δt=BLVsinθ (θ是v与B夹角) (用于切割磁力线而产生E)5、电磁感应定律的应用 涡流:将整块金属放在变化磁场中而产生感应电流,像漩涡一样电流叫涡流。
(电磁炉、磁卡、动圈式话) 涡流负面问题:能使变压器、电动机、发电机的铁芯因涡流而损失电能.第2章 楞次定律和自感现象6、楞次定律:感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,这就是楞次定律。(N对N,S对S) 外力要克服磁体和线圈之间的斥(引)力做功,使外界其他形式的能量转化为电能。
电磁阻尼的应用:磁电式表头上的应用,是指针很快稳定。7、右手定则:是为了便于记忆而定的。
原则上都要用楞次定律来判断。8、自感现象:由导体自身的电流变化所产生的电磁感应现象叫做自感现象。
E=LΔI/Δt (自感系数L与线圈形状、面积、长短、匝数),日光灯:启辉器(断通)镇流器:自感9、自感应用:感应圈(低压直流获高压)、自感线圈(电磁波)、电焊机、家用电器 第3章 交变电流10、有效值:交流电等效于直流电的效果(产生热量)数值就是有效值,U=0.707Um11、交流发电机:原理闭合线圈在磁场中绕固定轴旋转而发电。一周感应电流方向改变2次。
E=n2BL1Vsinωt=n2BL1ωRsinωt=nBSωsinωt ,(最大值Em=nBSω) T=2π/ω=1/f即ω=2π/T=2πf12、电容、电感 电容:隔直流通交流;容抗Xc=1/2πfc (阻低频、通高频);感抗XL=2πfL(阻交流,通直流) (1) 低频扼流圈(阻交流,通直流)(2)高频扼流圈(阻高频,通低频)13、变压器:U1/U2=n1/n2,对理想变压器,P入=P出,I1/I2=n2/n1(只适应于单组变压) 多组时n1I1=n2I2+n3I3+…。 P=P线+P用,功率损失率=电压损失率14、高压直流输电:整流器(交流→直流),逆流器(直流→交流) 解题要点:1、当B=5-0.2t时,ΔB/Δt=0.2,即可求出E=ΔBS/Δt,注t=0时B=5v (线圈不动,磁场不动,ΔB/Δt≠0,仍有感应电动势,或感应电流)15、上学期物理公式 (1)电场力做功:W=Uq (U指ab两点电压差),电功=UIt (2)电容C=Q/U=εs/4πkd 电流I=Q/t, 即Q=IΔt=Et/R=ΔΦΔt/ΔtR=ΔΦ/R=ΔBS/R (3)磁场,圆周运动半径r=mv/qB,T=2πm/qB 物理选修(3-4) 一、机械振动1、机械振动:物体在平衡位置附近做往复运动,(一切发声物体都在震动)(总是指向平衡位置的力叫回复力)2、简谐运动:把加速度大小与位移成正比,加速度的方向与位移方向相反特征的运动,称为简谐运动。
弹簧振子的运动:a=F/m=-kx/m (F=-kx,弹性势能Ek=1/2*kx2 (整个过程机械能守恒)3、振动的特征:振幅(A);周期(T),频率(f),T=1/f(振幅反映了震动的强弱,周期反映了振动的快慢) 自由状态下,T与A无关。周期有本身性质决定的。
跟是否振动无关。4、位移公式x=Asinωt (图)(ω= 2π/T),T=2π√m/k=2π√L/g5、振动图:X—t的关系图6、单摆运动(θ<5)T=2π√L/g, (惠更斯)计算加速度7、阻尼振动:机械能不断减少,振幅也不断减少8、受迫振动:频率(周期)=驱动力的频率(周期),与固有无关。
当驱动频率接近固有频率是A最大。共振9、共振:鱼洗共振,吉他、音箱,二胡等 二、机械波1、机械波:机械振动在介质中的传播。
(水波,声波)(横波:质点振动方向垂直传播方向,从波:同向) 机械波(v=λ/T),λ由振源和介质共同决定的,故不同介质传播速率不同。2、电磁波(横波):传播时不需要介质的播叫电磁波(光波、无线电波)3、波形图(绳子):y—x,是某一时刻各个质点位置图,例题一:如图所示,从某时刻t=0开始时,甲图为一列简谐横波经1/4周期的部分波形图,乙图是这列波中某质点的振动图( AC ) A. 若波沿x轴正方向传播,图乙可能为质点A的振动图像 B. 若波沿x轴正方向传播,图乙可能为质点B的振动图像 C. 若波沿x轴负方向传播,图乙可能为质点C的振动图像 D.若波沿x轴负方向传播,图乙可能为质点D的振动图像4、波的反射:波遇障碍返回继续传播。
(入射角=反射角)5、波的折射:sini/sinr=v1/v26、波的干涉:只有频率和振动方向相同的波才能相互干涉。(水波、声波、光波、电磁波)7、波的衍射:障碍物接近λ,8、多普勒效应:是生源与观察者相对运动,接收到的f发生变化。
(f大,声音高) 三、电磁波 1、电磁振荡:放电(电场能→磁场能,Q=0时I最大);充电(磁场能→电场能,I↓,I=0,Q最大) T=2π√LC a、均匀变化的磁(电)场→产生稳定电(磁)场。U=nsΔB/Δt,E=U/d b。
7.高三物理知识点总结
高中物理公式总结 物理定理、定律、公式表 一、质点的运动(1)------直线运动 1)匀变速直线运动 1.平均速度V平=s/t(定义式) 2.有用推论Vt2-Vo2=2as 3.中间时刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/2 4.末速度Vt=Vo+at 5.中间位置速度Vs/2=[(Vo2+Vt2)/2]1/2 6.位移s=V平t=Vot+at2/2=Vt/2t 7.加速度a=(Vt-Vo)/t {以Vo为正方向,a与Vo同向(加速)a>0;反向则a<0} 8.实验用推论Δs=aT2 {Δs为连续相邻相等时间(T)内位移之差} 9.主要物理量及单位:初速度(Vo):m/s;加速度(a):m/s2;末速度(Vt):m/s;时间(t)秒(s);位移(s):米(m);路程:米;速度单位换算:1m/s=3.6km/h。
注: (1)平均速度是矢量; (2)物体速度大,加速度不一定大; (3)a=(Vt-Vo)/t只是量度式,不是决定式; (4)其它相关内容:质点、位移和路程、参考系、时间与时刻〔见第一册P19〕/s--t图、v--t图/速度与速率、瞬时速度〔见第一册P24〕。 2)自由落体运动 1.初速度Vo=0 2.末速度Vt=gt 3.下落高度h=gt2/2(从Vo位置向下计算) 4.推论Vt2=2gh 注: (1)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,遵循匀变速直线运动规律; (2)a=g=9.8m/s2≈10m/s2(重力加速度在赤道附近较小,在高山处比平地小,方向竖直向下)。
(3)竖直上抛运动 1.位移s=Vot-gt2/2 2.末速度Vt=Vo-gt (g=9.8m/s2≈10m/s2) 3.有用推论Vt2-Vo2=-2gs 4.上升最大高度Hm=Vo2/2g(抛出点算起) 5.往返时间t=2Vo/g (从抛出落回原位置的时间) 注: (1)全过程处理:是匀减速直线运动,以向上为正方向,加速度取负值; (2)分段处理:向上为匀减速直线运动,向下为自由落体运动,具有对称性; (3)上升与下落过程具有对称性,如在同点速度等值反向等。 二、质点的运动(2)----曲线运动、万有引力 1)平抛运动 1.水平方向速度:Vx=Vo 2.竖直方向速度:Vy=gt 3.水平方向位移:x=Vot 4.竖直方向位移:y=gt2/2 5.运动时间t=(2y/g)1/2(通常又表示为(2h/g)1/2) 6.合速度Vt=(Vx2+Vy2)1/2=[Vo2+(gt)2]1/2 合速度方向与水平夹角β:tgβ=Vy/Vx=gt/V0 7.合位移:s=(x2+y2)1/2, 位移方向与水平夹角α:tgα=y/x=gt/2Vo 8.水平方向加速度:ax=0;竖直方向加速度:ay=g 注: (1)平抛运动是匀变速曲线运动,加速度为g,通常可看作是水平方向的匀速直线运与竖直方向的自由落体运动的合成; (2)运动时间由下落高度h(y)决定与水平抛出速度无关; (3)θ与β的关系为tgβ=2tgα; (4)在平抛运动中时间t是解题关键;(5)做曲线运动的物体必有加速度,当速度方向与所受合力(加速度)方向不在同一直线上时,物体做曲线运动。
2)匀速圆周运动 1.线速度V=s/t=2πr/T 2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf 3.向心加速度a=V2/r=ω2r=(2π/T)2r 4.向心力F心=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=mωv=F合 5.周期与频率:T=1/f 6.角速度与线速度的关系:V=ωr 7.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。 注: (1)向心力可以由某个具体力提供,也可以由合力提供,还可以由分力提供,方向始终与速度方向垂直,指向圆心; (2)做匀速圆周运动的物体,其向心力等于合力,并且向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小,因此物体的动能保持不变,向心力不做功,但动量不断改变。
3)万有引力 1.开普勒第三定律:T2/R3=K(=4π2/GM){R:轨道半径,T:周期,K:常量(与行星质量无关,取决于中心天体的质量)} 2.万有引力定律:F=Gm1m2/r2 (G=6.67*10-11N•m2/kg2,方向在它们的连线上) 3.天体上的重力和重力加速度:GMm/R2=mg;g=GM/R2 {R:天体半径(m),M:天体质量(kg)} 4.卫星绕行速度、角速度、周期:V=(GM/r)1/2;ω=(GM/r3)1/2;T=2π(r3/GM)1/2{M:中心天体质量} 5.第一(二、三)宇宙速度V1=(g地r地)1/2=(GM/r地)1/2=7.9km/s;V2=11.2km/s;V3=16.7km/s 6.地球同步卫星GMm/(r地+h)2=m4π2(r地+h)/T2{h≈36000km,h:距地球表面的高度,r地:地球的半径} 注: (1)天体运动所需的向心力由万有引力提供,F向=F万; (2)应用万有引力定律可估算天体的质量密度等; (3)地球同步卫星只能运行于赤道上空,运行周期和地球自转周期相同; (4)卫星轨道半径变小时,势能变小、动能变大、速度变大、周期变小(一同三反); (5)地球卫星的最大环绕速度和最小发射速度均为7.9km/s。 三、力(常见的力、力的合成与分解) 1)常见的力 1.重力G=mg (方向竖直向下,g=9.8m/s2≈10m/s2,作用点在重心,适用于地球表面附近) 2.胡克定律F=kx {方向沿恢复形变方向,k:劲度系数(N/m),x:形变量(m)} 3.滑动摩擦力F=μFN {与物体相对运动方向相反,μ:摩擦因数,FN:正压力(N)} 4.静摩擦力0≤f静≤fm (与物体相对运动趋势方向相反,fm为最大静摩擦力) 5.万有引力F=Gm1m2/r2 (G=6.67*10-11N•m2/kg2,方向在它们的连线上) 6.静电力F=kQ1Q2/r2 (k=9.0*109N•m2/C2,方向在它们的连。
8.高中物理知识点小结
一力学部分: 1、基本概念:力、合力、分力、力的平行四边形法则、三种常见类型的力、力的三要素、时间、时刻、位移、路程、速度、速率、瞬时速度、平均速度、平均速率、加速度、共点力平衡(平衡条件)、线速度、角速度、周期、频率、向心加速度、向心力、动量、冲量、动量变化、功、功率、能、动能、重力势能、弹性势能、机械能、简谐运动的位移、回复力、受迫振动、共振、机械波、振幅、波长、波速2、基本规律:匀变速直线运动的基本规律(12个方程);三力共点平衡的特点;牛顿运动定律(牛顿第一、第二、第三定律);万有引力定律;天体运动的基本规律(行星、人造地球卫星、万有引力完全充当向心力、近地极地同步三颗特殊卫星、变轨问题);动量定理与动能定理(力与物体速度变化的关系 — 冲量与动量变化的关系 — 功与能量变化的关系);动量守恒定律(四类守恒条件、方程、应用过程);功能基本关系(功是能量转化的量度)重力做功与重力势能变化的关系(重力、分子力、电场力、引力做功的特点);功能原理(非重力做功与物体机械能变化之间的关系);机械能守恒定律(守恒条件、方程、应用步骤);简谐运动的基本规律(两个理想化模型一次全振动四个过程五个物理量、简谐运动的对称性、单摆的振动周期公式);简谐运动的图像应用;简谐波的传播特点;波长、波速、周期的关系;简谐波的图像应用;3、基本运动类型:运动类型 受力特点 备注直线运动 所受合外力与物体速度方向在一条直线上 一般变速直线运动的受力分析匀变速直线运动 同上且所受合外力为恒力 1. 匀加速直线运动2. 匀减速直线运动曲线运动 所受合外力与物体速度方向不在一条直线上 速度方向沿轨迹的切线方向合外力指向轨迹内侧(类)平抛运动 所受合外力为恒力且与物体初速度方向垂直 运动的合成与分解匀速圆周运动 所受合外力大小恒定、方向始终沿半径指向圆心(合外力充当向心力) 一般圆周运动的受力特点向心力的受力分析简谐运动 所受合外力大小与位移大小成正比,方向始终指向平衡位置 回复力的受力分析4、基本方法:力的合成与分解(平行四边形、三角形、多边形、正交分解);三力平衡问题的处理方法(封闭三角形法、相似三角形法、多力平衡问题—正交分解法);对物体的受力分析(隔离体法、依据:力的产生条件、物体的运动状态、注意静摩擦力的分析方法—假设法);处理匀变速直线运动的解析法(解方程或方程组)、图像法(匀变速直线运动的s-t图像、v-t图像);解决动力学问题的三大类方法:牛顿运动定律结合运动学方程(恒力作用下的宏观低速运动问题)、动量、能量(可处理变力作用的问题、不需考虑中间过程、注意运用守恒观点);针对简谐运动的对称法、针对简谐波图像的描点法、平移法5、常见题型:合力与分力的关系:两个分力及其合力的大小、方向六个量中已知其中四个量求另外两个量。
斜面类问题:(1)斜面上静止物体的受力分析;(2)斜面上运动物体的受力情况和运动情况的分析(包括物体除受常规力之外多一个某方向的力的分析);(3)整体(斜面和物体)受力情况及运动情况的分析(整体法、个体法)。动力学的两大类问题:(1)已知运动求受力;(2)已知受力求运动。
竖直面内的圆周运动问题:(注意向心力的分析;绳拉物体、杆拉物体、轨道内侧外侧问题;最高点、最低点的特点)。人造地球卫星问题:(几个近似;黄金变换;注意公式中各物理量的物理意义)。
动量机械能的综合题:(1) 单个物体应用动量定理、动能定理或机械能守恒的题型;(2) 系统应用动量定理的题型;(3) 系统综合运用动量、能量观点的题型:① 碰撞问题;② 爆炸(反冲)问题(包括静止原子核衰变问题);③ 滑块长木板问题(注意不同的初始条件、滑离和不滑离两种情况、四个方程);④ 子弹射木块问题;⑤ 弹簧类问题(竖直方向弹簧、水平弹簧振子、系统内物体间通过弹簧相互作用等);⑥ 单摆类问题:⑦ 工件皮带问题(水平传送带,倾斜传送带);⑧ 人车问题;人船问题;人气球问题(某方向动量守恒、平均动量守恒);机械波的图像应用题:(1)机械波的传播方向和质点振动方向的互推;(2)依据给定状态能够画出两点间的基本波形图; (3)根据某时刻波形图及相关物理量推断下一时刻波形图或根据两时刻波形图求解相关物理量;(4)机械波的干涉、衍射问题及声波的多普勒效应。二高中物理电学知识点 十、电场 1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷:(e=1.60*10-19C);带电体电荷量等于元电荷的整数倍 2.库仑定律:F=kQ1Q2/r2(在真空中){F:点电荷间的作用力(N),k:静电力常量k=9.0*109N?m2/C2,Q1、Q2:两点电荷的电量(C),r:两点电荷间的距离(m),方向在它们的连线上,作用力与反作用力,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引} 3.电场强度:E=F/q(定义式、计算式){E:电场强度(N/C),是矢量(电场的叠加原理),q:检验电荷的电量(C)} 4.真空点(源)电荷形成的电场E=kQ/r2 {r:源电荷到该位置的距离(m),Q:源电荷。