浙江高考物理二轮复习新选考考点选修34讲义.docx
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浙江高考物理二轮复习新选考考点选修34讲义
考点12 选修3-4
考试标准
知识内容
考试要求
简谐运动
b
简谐运动的描述
c
简谐运动的回复力和能量
b
单摆
c
外力作用下的振动
b
波的形成和传播
b
波的图象
b
波长、频率和波速
c
波的衍射和干涉
b
多普勒效应
b
惠更斯原理
b
光的反射与折射
c
全反射
c
光的颜色、色散
b
光的干涉
c
光的衍射
b
光的偏振
b
激光
a
电磁波的发现
a
电磁振荡
c
电磁波的发射和接收
b
电磁波与信息化社会
a
电磁波谱
a
简谐运动的描述
描述简谐运动的物理量
物理量
定义
意义
位移
由平衡位置指向质点所在位置的有向线段
描述质点振动中某时刻的位置相对于平衡位置的位移
振幅
振动物体离开平衡位置的最大距离
描述振动的强弱和能量
周期
振动物体完成一次全振动所需时间
描述振动的快慢,两者互为倒数:
T=
频率
振动物体单位时间内完成全振动的次数
简谐运动的回复力和能量
1.回复力
(1)方向:
总是指向平衡位置.
(2)来源:
属于效果力,可以是某一个力,也可以是几个力的合力或某个力的分力.
2.能量特点
弹簧振子运动的过程就是动能和势能相互转化的过程.
(1)在最大位移处,势能最大,动能为零.
(2)在平衡位置处,动能最大,势能最小.
(3)在简谐运动中,振动系统的机械能守恒.
简谐运动的两种模型
模型
弹簧振子
单摆
示意图
简谐运动条件
(1)弹簧质量可忽略
(2)无摩擦等阻力
(3)弹簧在弹性限度内
(1)摆线为不可伸长的轻细线
(2)无空气阻力
(3)最大摆角小于或等于5°
回复力
由弹簧的弹力提供
摆球重力沿圆弧切线方向的分力
平衡位置
弹簧原长处
最低点
周期
与振幅无关
T=2π
能量转化
弹性势能与动能的相互转化,机械能守恒
重力势能与动能的相互转化,机械能守恒
自由振动、受迫振动和共振的比较
振动
项目
自由振动
受迫振动
共振
受力情况
指向平衡位置的合力提供回复力
受驱动力作用
受驱动力作用
振动周期和频率
由系统本身性质决定,有固有周期T0和固有频率f0
由驱动力的周期或频率决定,即T=T驱,f=f驱
T驱=T0,
f驱=f0
振动能量
振动系统的机械能
不变
由产生驱动力的物体提供
振动物体获得的能量最大
波的形成和传播
1.产生条件
(1)有波源.
(2)有介质,如空气、水、绳子等.
2.传播特点
(1)传播振动形式、能量和信息.
(2)质点不随波迁移.
(3)介质中各质点振动频率、振幅、起振方向等都与波源相同.
(4)一个周期内,质点完成一次全振动(振幅为A),通过的路程为4A,位移为0.
波的图象
1.波的图象
波的图象反映了在某时刻介质中的各质点离开平衡位置的位移,图象的横轴表示各质点的平衡位置,纵轴表示该时刻各质点的位移.
2.图象的应用(如图所示)
(1)直接读取振幅A和波长λ,以及该时刻各质点的位移.
(2)确定某时刻各质点加速度的方向,并能比较其大小.
(3)结合波的传播方向可确定各质点的振动方向,结合各质点的振动方向可确定波的传播方向.
波长、频率和波速
1.波长λ:
在波动中,振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离.
2.频率f:
在波动中,介质中各质点的振动频率都是相同的,都等于波源的振动频率.
3.波速v、波长λ和频率f、周期T的关系
(1)公式:
v=
=λf.
(2)机械波的传播速度大小由介质决定,与机械波的频率无关.
波的干涉和衍射 多普勒效应
1.波的干涉和衍射
波的干涉
波的衍射
条件
两列波的频率必须相同
发生明显衍射的条件:
障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多
现象
形成加强区和减弱区相互隔开的稳定的干涉图样
波能够绕过障碍物或孔继续传播
2.多普勒效应
(1)条件:
波源和观察者之间有相对运动(距离发生变化).
(2)现象:
观察者感到频率发生变化.
(3)实质:
波源频率不变,观察者接收到的频率变化.
光的反射与折射
1.反射定律
反射光线与入射光线、法线处在同一平面内,反射光线与入射光线分别位于法线的两侧;反射角等于入射角.
2.折射定律
(1)内容:
如图所示,折射光线与入射光线、法线处在同一平面内,折射光线与入射光线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.
(2)表达式:
=n.
(3)在光的折射现象中,光路是可逆的.
3.折射率
(1)折射率是一个反映介质的光学性质的物理量.
(2)定义式:
n=
.
(3)计算公式:
n=
,因为v (4)当光从真空(或空气)斜射入某种介质时,入射角大于折射角;当光由介质斜射入真空(或空气)时,入射角小于折射角. 全反射 1.条件: (1)光从光密介质射入光疏介质. (2)入射角大于或等于临界角. 2.临界角: 折射角等于90°时的入射角.若光从光密介质(折射率为n)射向真空或空气时,发生全反射的临界角为C,则sinC= .介质的折射率越大,发生全反射的临界角越小. 光的颜色 色散 1.色散现象 白光通过三棱镜会形成由红到紫七种色光组成的彩色光谱. 2.成因 由于不同色光折射率不同,它们射到分界面时,折射率大的光,偏折角也大. 3.光的色散现象说明 (1)白光为复色光; (2)同一介质对不同色光的折射率不同,频率越大的色光折射率越大; (3)不同色光在同一介质中的传播速度不同,波长越短,波速越慢. 光的干涉 1.产生条件 两列光的频率相同,振动方向相同,且具有恒定的相位差,则能产生稳定的干涉图样. 2.杨氏双缝干涉 (1)原理如图所示. (2)条纹特点 ①单色光: 形成明暗相间的条纹,中央为亮条纹. ②白光: 光屏上出现彩色条纹,且中央亮条纹是白色. (3)条纹间距公式: Δx= λ. 3.薄膜干涉 (1)相干光: 光照射到透明薄膜上,从薄膜的两个表面反射的两列光波. (2)图样特点: 同双缝干涉,同一条亮(或暗)条纹对应的薄膜的厚度相等.单色光照射薄膜时形成明暗相间的条纹,白光照射薄膜时形成彩色条纹. 光的衍射 1.发生明显衍射的条件 只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多,或比光的波长还小时,衍射现象才会明显. 2.衍射条纹的特点 (1)单缝衍射和圆孔衍射图样的比较 单缝衍射 圆孔衍射 单色光 中央为亮且宽的条纹,两侧为明暗相间的条纹,且越靠外,亮条纹的亮度越弱,宽度越小 ①中央是大且亮的圆形亮斑,周围分布着明暗相间的同心圆环,且越靠外,圆形亮条纹的亮度越弱,宽度越小. ②亮环或暗环间的距离随圆孔半径的增大而减小 白光 中央为亮且宽的白色条纹,两侧为亮度逐渐变暗、宽度逐渐变窄的彩色条纹,其中最靠近中央的色光是紫光,离中央最远的是红光 中央是大且亮的白色亮斑,周围是不等间距的彩色的同心圆环 (2)泊松亮斑(圆盘衍射): 当光照到不透明的半径很小的小圆盘上时,在圆盘的阴影中心出现亮斑(在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环). 光的偏振现象 1.偏振: 光波只沿某个特定的方向振动. 2.偏振光: 在垂直于传播方向的平面上,只沿某个特定方向振动的光.光的偏振证明光是横波.自然光通过偏振片后,就得到了偏振光. 电磁振荡和电磁波 1.LC振荡电路和图象(如图所示): 2.LC电路的周期、频率公式: T=2π ,f= . 3.麦克斯韦电磁场理论 变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场.变化的电场和变化的磁场总是相互联系成为一个完整的整体,这就是电磁场. 4.电磁波 电磁场(电磁能量)由近及远地向周围传播形成电磁波. (1)电磁波是横波,在空间传播不需要介质; (2)真空中电磁波的速度为3.0×108m/s; (3)v=λf对电磁波同样适用; (4)电磁波能产生反射、折射、干涉和衍射等现象. 5.发射电磁波的条件 (1)要有足够高的振荡频率; (2)电路必须开放,使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间. 6.电磁波谱: 按电磁波的波长从长到短分布是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线,形成电磁波谱;递变规律: 直线传播能力增强,衍射能力减弱.
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- 浙江 高考 物理 二轮 复习 考考 选修 34 讲义