物理選修記憶知識點

1、選修3-4、選修3-5知識點歸納一、物理學(xué)史1、伽利略：意大利的著名物理學(xué)家；伽利略時代的儀器、設(shè)備十分簡陋，技術(shù)也比較落后，但伽利略巧妙地運用科學(xué)的推理，給出了勻變速運動的定義，導(dǎo)出s正比于t。并給以實驗檢驗；推斷并檢驗得出，無論物體輕重如何，其自由下落的快慢是相同的；通過斜面實驗，推斷出物體如不受外力作用將維持勻速直線運動的結(jié)論。后由牛頓歸納成慣性定律。伽利略的科學(xué)推理方法是人類思想史上最偉大的成就之一。2、牛頓：英國物理學(xué)家；動力學(xué)的奠基人，他總結(jié)和發(fā)展了前人的發(fā)現(xiàn)，得出牛頓定律及萬有引力定律，奠定了以牛頓定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)。3、開普勒：丹麥天文學(xué)褰；發(fā)現(xiàn)了行星運動規(guī)律的開普勒三定律奠

2、定了萬有引力定律的基礎(chǔ)。4、卡文迪許：英國物理學(xué)家；巧妙的利用扭秤裝置測出了萬有引力常量。5、庫侖：法國科學(xué)家；巧妙的利用“庫侖扭秤”研究電荷之間的作用，發(fā)現(xiàn)了“庫侖定律”。6、密立根：美國科學(xué)家；利用帶電油滴在豎直電場中的平衡，得到了基本電荷e。7、奧斯特：丹麥科學(xué)察；通過試驗發(fā)現(xiàn)了電流能產(chǎn)生磁場。8、安培：法國科學(xué)家；提出了著名的分子電流假說。9、法拉第：英國科學(xué)家；發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)，親手制成了世界上第一臺發(fā)電機，提出了電磁場及磁感線、電場線的概念。10、麥克斯韋：英國科學(xué)家；總結(jié)前人研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，建立了完整的電磁場理論。11、赫茲：德國科學(xué)寨；在麥克斯韋預(yù)言電磁波存在后二十多年

3、，第一次用實驗證實了電磁波的存在，測得電磁波傳播速度等于光速，證實了光是一種電磁波。12、托馬斯·楊：英國物理學(xué)寨；首先巧妙而簡單的解決了相干光源問題，成功地觀察到光的干涉現(xiàn)象。 (雙孔或雙縫干涉)13、倫琴：德國物理學(xué)家；繼英國物理學(xué)家赫謝耳發(fā)現(xiàn)紅外線，德國物理學(xué)察里特發(fā)現(xiàn)紫外線后，發(fā)現(xiàn)了當高速電子打在管壁上，管壁能發(fā)射出x射線一倫琴射線。14、愛因斯坦：德籍猶太人，后加入美國籍，20世紀最偉大的科學(xué)寨，他提出了“光子”理論及光電效應(yīng)方程，建立了狹義相對論及廣義相對論。提出了“質(zhì)能方程”。15、德布羅意：法國物理學(xué)家；提出一切微觀粒子都有波粒二象性；提出物質(zhì)波概念，任何一種運動的物

4、體都有一種波與之對應(yīng)。16、英國物理學(xué)家托馬斯·楊成功地觀察到了光的干涉現(xiàn)象17、德國物理學(xué)家普朗克為解釋物體熱輻射規(guī)律提出電磁波的發(fā)射和吸收不是連續(xù)的，而是一份一份的，把物理學(xué)帶進了量子世界；受其啟發(fā)愛因斯坦提出光子說，成功地解釋了光電效應(yīng)規(guī)律。18、美國物理學(xué)家康普頓在研究石墨中的電子對X射線的散射時康普頓效應(yīng)，證實了光的粒子性。（說明動量守恒定律和能量守恒定律同時適用于微觀粒子）二、電磁場和電磁波 1.1864年英國物理學(xué)家麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，指出光是一種電磁波，1887年由赫茲證實。2.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

5、空間產(chǎn)生磁場. （2）隨時間均勻變化的磁場產(chǎn)生穩(wěn)定電場.隨時間不均勻變化的磁場產(chǎn)生變化的電場.隨時間均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定磁場，隨時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，形成一個不可分割的統(tǒng)一體，這就是電磁場.3.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，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等于波長和頻率f的乘積，即，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=3.00×10

6、 8 m/s. 三、光的反射和折射 1.光的折射 -光由一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)時，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.在折射現(xiàn)象中，光路是可逆的.   2.折射率-光從真空射入某種介質(zhì)時，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 ；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，因，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).3.全反射和臨界角（1）全反射的條件：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）.入射角大于或等

7、于臨界角（2）臨界角:折射角等于90°時的入射角叫臨界角，用C表示4. 光的色散：白光通過三棱鏡后，出射光束變?yōu)榧t、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種色光的光束。由圖3可看出：紫光折射率最大，紅光的最小。由得： 注：各種色光在真空中的傳播速度都相同，即c3×108m/s。此規(guī)律可列表如下：5.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?shù)娜肷潼c，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)90o（右圖1）或180o（右圖2）。要特別注意兩種用法中光線在哪個表面發(fā)生全反射。6.平行玻璃磚-所謂玻璃磚一般指橫截面為矩形的棱柱。當光線從上表面入射，從下表面射出時，其特

8、點是：射出光線和入射光線平行；各種色光在第一次入射后就發(fā)生色散；射出光線的側(cè)移和折射率、入射角、玻璃磚的厚度有關(guān)；可利用玻璃磚測定玻璃的折射率。7.視深與實深：從空氣看向透明介質(zhì)（如水、玻璃）時：從透明介質(zhì)（如水、玻璃）看向空氣時：四、光的波動性和微粒性 1.光本性學(xué)說的發(fā)展簡史（1）牛頓的微粒說:認為光是高速粒子流.它能解釋光的直進現(xiàn)象，光的反射現(xiàn)象.（2）惠更斯波動說:認為光是某種振動，以波的形式向周圍傳播.能解釋光的干涉和衍射現(xiàn)象.2.光的干涉（1）光的干涉的條件是：有兩個振動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：利用激光（因為激光發(fā)出的是

9、單色性極好的光）。（2）干涉區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的亮、暗紋亮紋：屏上某點到雙縫的光程差等于波長的整數(shù)倍，即（n=0，1，2，）暗紋：屏上某點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驗時，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。薄膜干涉的應(yīng)用：肥皂膜、檢驗平面、增透膜3.光的衍射-光通過很小的孔、縫或障礙物時，會在屏上出現(xiàn)明暗相間的條紋，且中央條紋很亮，越向邊緣越暗。各種不同形狀的障礙物都能使光發(fā)生衍射。發(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

10、波長還小。（當障礙物或孔的尺寸小于0.5mm時，有明顯衍射現(xiàn)象。）在發(fā)生明顯衍射的條件下當窄縫變窄時亮斑的范圍變大條紋間距離變大，而亮度變暗?，F(xiàn)象：圖：單縫衍射；圖：小孔衍射；圖：泊松亮斑4.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，只沿著一個特定的方向振動，稱為偏振光。光的偏振說明光是橫波。5.光的電磁說光是電磁波（麥克斯韋預(yù)言、赫茲用實驗證明了正確性。）電磁波譜。波長從大到小排列順序為：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、射線。各種電磁波中，除可見光以外，相鄰兩個波段間都有重疊。各種電磁波的產(chǎn)生機理分別是：無線電波是振蕩電路中自由電子的周期性運動產(chǎn)生的；紅外線、可見光

11、、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；射線是原子核受到激發(fā)后產(chǎn)生的。紅外線、紫外線、X射線的主要性質(zhì)及其應(yīng)用舉例。種 類產(chǎn) 生主要性質(zhì)應(yīng)用舉例紅外線一切物體都能發(fā)出熱效應(yīng)遙感、遙控、加熱紫外線一切高溫物體能發(fā)出化學(xué)效應(yīng)熒光、殺菌、合成VD2X射線陰極射線射到固體表面穿透能力強人體透視、金屬探傷6、光電效應(yīng)在光的照射下物體發(fā)射電子的現(xiàn)象叫光電效應(yīng)。（右圖裝置中，用弧光燈照射鋅版，有電子從鋅版表面飛出，使原來不帶電的驗電器帶正電。）光電效應(yīng)的規(guī)律。各種金屬都存在極限頻率0，只有0才能發(fā)生光電效應(yīng)；瞬時性（光電子的產(chǎn)生不超過10-9s）。愛因斯坦的光子說

12、：光是不連續(xù)的，是一份一份的，每一份叫做一個光子，光子的能量E跟光的頻率成正比： 愛因斯坦光電效應(yīng)方程：;Ek是光電子的最大初動能；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。）7、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表明光是一種粒子；因此現(xiàn)代物理學(xué)認為：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。五、原子物理1.1897年湯姆生（英）發(fā)現(xiàn)了電子，提出原子的棗糕模型，揭開了研究原子結(jié)構(gòu)的序幕。（誰發(fā)現(xiàn)

13、了陰極射線？） 1917年密立根測定電子的電量2.盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型（行星式模型）氫原子的能級圖n E/eV 01 -13.62 -3.43 -1.514 -0.853E1E2E3粒子散射實驗：是用粒子轟擊金箔，結(jié)果是絕大多數(shù)粒子穿過金箔后基本上仍沿原來的方向前進，但是有少數(shù)粒子發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)。這說明原子的正電荷和質(zhì)量一定集中在一個很小的核上。盧瑟福由粒子散射實驗提出：在原子的中心有一個很小的核，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，帶負電的電子在核外空間運動。由粒子散射實驗的實驗數(shù)據(jù)還可以估算出原子核大小的數(shù)量級是10-15m。2.玻爾模型（引入量子理論，量子化就是不

14、連續(xù)性，整數(shù)n叫量子數(shù)。）玻爾的三條假設(shè)（量子化）軌道量子化 =0.53×10-10m能量量子化： =-13.6eV原子在兩個能級間躍遷時輻射或吸收光子的能量從高能級向低能級躍遷時放出光子；從低能級向高能級躍遷時可能是吸收光子，也可能是由于碰撞（用加熱的方法，使分子熱運動加劇，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能）。3.天然放射現(xiàn)象: 法國物理學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象-

15、天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，使人們認識到原子核也有復(fù)雜結(jié)構(gòu)。下表為各種放射線的性質(zhì)比較種 類本 質(zhì)質(zhì)量（u）電荷（e）速度（c）電離性貫穿性射線氦核4+20.1最強最弱，紙能擋住射線電子1/1840-10.99較強較強，穿幾mm鋁板射線光子001最弱最強，穿幾cm鉛版4.核反應(yīng)核反應(yīng)類型衰變：衰變：（核內(nèi)） 衰變：（核內(nèi)） 衰變（伴隨著衰變、衰變產(chǎn)生）：原子核處于較高能級，輻射光子后躍遷到低能級。人工轉(zhuǎn)變：（盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)） （查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)）重核的裂變： 在一定條件下（超過臨界體積），裂變反應(yīng)會連續(xù)不斷地進行下去，這就是鏈式反應(yīng)。輕核的聚變：（需要幾百萬度高溫，所以又叫熱核反應(yīng)）所

16、有核反應(yīng)的反應(yīng)前后都遵守：質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒。（注意：質(zhì)量并不守恒。）半衰期：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間叫半衰期。（對大量原子核的統(tǒng)計規(guī)律）計算式為：N表示核的個數(shù) ，此式也可以演變成 式中m表示放射性物質(zhì)的質(zhì)量。以上各式左邊的量都表示時間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)用利用其射線：射線電離性強，用于使空氣電離，將靜電泄出，從而消除有害靜電。射線貫穿性強，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。作為示蹤原子。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。進行考古研究。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?？芍瞥筛鞣N形狀，強度容易控制）。5.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