2023年高考物理知識歸納之七

2021-03-04 07:17:46 字數 4228 閱讀 3543

高考物理知識歸納(七)

光、核物理、振動和波

1、光學:美國邁克耳遜用旋轉稜鏡法較準確的測出了光速,

反射定律(物像關於鏡面對稱);由偏折程度直接判斷各色光的n

折射定律

光的折射:光從一種介質進入另一種介質並改變了傳播方向的現象。

1.光的折射定律:折射光線在入射光線和法線決定的平面內,且分居在法線的兩側,入射角的正弦與折射角的正弦成正比。

2.在折射現象中光路可逆。

3.介質的折射率:n==(對應光從真空進入介質)

(1)任何介質的折射率均大於1。

(2)n由介質本身的特性及光的頻率決定。同種介質對不同頻率的光,由於v不同,n就不同,對白光,v紅最大,n紅最小,所以出現色散現象,當光從一種介質進入另一種介質時f不變,v變。

光的顏色色散

含有多種顏色的光被分解為單色光的現象叫做色散。干涉、衍射、折射時都會發生色散。

色散現象表明:(1)白光是複色光;(2)當各種色光通過同一介質時,紫光的折射率最大,紅光的折射率最小;(3)在同一介質中,紅光的傳播速度最大,紫光的傳播速度最小。

折射率與波長之間的關係:波長越短,折射率越大。

光的偏振雷射

三.光的偏振

(1)只有橫波才有偏振現象。光的偏振也證明了光是一種波,而且是橫波。各種電磁波中電場e的方向、磁場b的方向和電磁波的傳播方向之間,兩兩互相垂直。

(2)光波的感光作用和生理作用主要是由電場強度e引起的,因此將e的振動稱為光振動。

雷射的主要特點及應用

(1)雷射是人工產生的相干光,可應用於光纖通訊。

(2)平行度非常好。應用於雷射測距雷達,可精確測距(s=c·t/2)、測速等。

(3)亮度高能量大,應用於切割各種物質、打孔和焊接金屬。醫學上用雷射作「光刀」來做外科手術。

光學中的乙個現象一串結論

結論:(1)折射率n、;(2)全反射的臨界角c;(3)同一介質中的傳播速率v;(4)在平行玻璃塊的側移△x(5)光的頻率γ,頻率大,粒子性明顯.;(6)光子的能量e=hγ則光子的能量越大。

越容易產生光電效應現象

(7)在真空中光的波長λ,波長大波動性顯著;(8)在相同的情況下,雙縫干涉條紋間距x越來越窄(9)在相同的情況下,衍射現象越來越不明顯

全反射現象:

讓一束光沿半圓形玻璃磚的半徑射到直邊上,可以看到一部分光線從玻璃直邊上折射到空氣中,一部分光線反射回玻璃磚內.逐漸增大光的入射角,將會看到折射光線遠離法線,且越來越弱.反射光越來越強,當入射角增大到某一角度c臨時,折射角達到900,即是折射光線完全消失,只剩下反射回玻璃中的光線.

這種現象叫全反射現象.折射角變為900時的入射角叫臨界角發生全反射的

條件:(1)光從光密介質射向光疏介質(2)入射角大於臨界角

臨界角:光從光密介質射入光疏介質時,折射角為90°時的入射角。臨界角c=arcsin

應用:光纖通訊(玻璃sio2) 內窺鏡海市蜃樓沙膜蜃景炎熱夏天柏油路面上的蜃景

水中或玻璃中的氣泡看起來很亮.

理解:同種材料對不同色光折射率不同;同一色光在不同介質中折射率不同。

幾個結論:1緊靠點光源向對面牆平拋的物體,在對面牆上的影子的運動是勻速運動。

2、兩相互正交的平面鏡構成反射器,任何方向射入某一鏡面的光線經兩次反射後一定與原入射方向平行反向。

3、光線由真空射入折射率為n的介質時,如果入射角θ滿足tanθ=n,則反射光線和折射光線一定垂直。

4、由水面上看水下光源時,視深;若由水面下看水上物體時,視高。

5、光線以入射角i斜射入一塊兩面平行的折射率為n、厚度為h的玻璃磚後,出射光線仍與入射光線平行,但存在側移量△

雙縫干涉:條件f相同,相位差恆定(即是兩光的振動步調完全一致) 當其反相時又如何?

1.產生相干光源的方法(必須保證r相同)。

⑴利用雷射;⑵將一束光分為兩束。

·用單色光作光源,產生的干涉條紋是等間距;

·用白光作光源,產生彩色干涉條紋,**為白色條紋;

亮條紋位置:δs=nλ;暗條紋位置: (n=0,1,2,3,、、、);

條紋間距:

(δs:路程差(光程差);d兩條狹縫間的距離;l:擋板與屏間的距離) 測出n條亮條紋間的距離a

薄膜干涉:由薄膜的前後兩個表面反射後產生的兩列相干光波疊加形成的干涉現象:

·入射光為單色光,可形成明暗相間的干涉條紋·入射光是白光,可形成彩色干涉條紋。

利用薄膜前後表面反射光作為相干光波,例項:肥皂膜、空氣膜、油膜、牛頓環、光器件增透膜

(厚度是綠光在薄膜中波長的1/4,即增透膜厚度d=λ/4)

「用干涉法檢查平面」:如圖所示,兩板之間形成一層空氣膜,用單色光從上向下照射,如果被檢測平面是光滑的,得到的干涉圖樣必是等間距的。如果某處凸起來,則對應明紋(或暗紋)提前出現,如圖甲所示;如果某處凹下,則對應條紋延後出現,如圖乙所示。

(注:「提前」與「延後」不是指在時間上,而是指由左向右的順序位置上。 )

光的衍射

光離開直線路徑繞到障礙物陰影裡的現象為稱光的衍射現象。

*產生明顯衍射條件:障礙物或孔的尺寸小於光波波長或和光波波長差不多。

*現象:(1)泊松亮斑(2)單縫衍射

·單色光通過單縫時,形成中間寬且亮的條紋,兩側是明暗相間的條紋,且條紋寬度比中間窄;

·白光通過單縫時,形成中間寬的白色條紋,兩側是窄且暗的彩色條紋。

條件單縫圓孔柏松亮斑(來歷) 任何物體都能使光發生衍射致使輪廓模糊

三種圓環區別:單孔衍射(泊松亮斑) 中間明而亮,周圍對稱排列亮度減弱,條紋寬變窄的條紋

空氣膜干涉環間隔間距等亮度的干涉條紋牛頓環內疏外密的干涉條紋

干涉、衍射、都卜勒效應(太陽光譜紅移宇宙在膨脹)、偏振都是波的特有現象,證明光具有波動性;衍射表明了光的直線傳播只有一種近似規律;說明任何物理規律都受一定的條件限制的.

光的電磁說

⑴麥克斯韋根據電磁波與光在真空中的傳播速度相同,提出光在本質上是一種電磁波——這就是光的電磁說,赫茲用實驗證明了光的電磁說的正確性。

⑵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、γ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。

3.紅外線、紫外線、x射線的性質及應用。

⑷實驗證明:物體輻射出的電磁波中輻射最強的波長λm和物體溫度t之間滿足關係λm t = b(b為常數)。可見高溫物體輻射出的電磁波頻率較高。

在宇宙學中,可根據接收恆星發出的光的頻率,分析其表面溫度。

光譜與光譜分析

*由於每種元素都有自己的特徵譜線,明線光譜或吸收光譜都含有這些特徵譜線,故可根據明線光譜或吸收光譜分析,鑑別物質或確定它的化學組成。

(2)光五種學說:原始微粒說(牛頓),波動學說(惠更斯),電磁學說(麥克斯韋),

光子說(愛因斯坦),波粒兩相性學說(德布羅意波)概率波

各種電磁波產生的機理,特性和應用,光的偏振現象說明光波是橫波,也證明光的波動性.

雷射的產生特點應用(單色性,方向性好,亮度高,相干性好)

光電效應實驗裝置,現象,所得出的規律(四)愛因斯坦提出光子學說的背景

愛因斯坦光電效應方程:mvm2/2=hf-w0乙個光子的能量e=hf(決定了能否發生光電效應)

(3)光電效應規律:實驗裝置、現象、總結出四個規律

任何一種金屬都有乙個極限頻率,入射光的頻率必須大於這個極限頻率,才能產生光電效應;低於這個極限頻率的光不能產生光電效應。

光電子的最大初動能與入射光的強度無關,只隨入射光頻率的增大而增大。

入射光照到金屬上時,光子的發射幾乎是瞬時的,一般不超過10-9s

當入射光的頻率大於極限頻率時,光電流強度與入射光強度成正比。

(4)康普頓效應(石墨中的電子對x射線的散射現象)這兩個實驗都證明光具粒子性光波粒二象性:

?情況體現波動性(大量光子,轉播時,λ大),

?粒子性光波是概率波(物質波) 任何運動物體都有λ與之對應(這種波稱為德布羅意波)

(5)愛因斯坦的光子說

光是乙份乙份地不連續傳播的,每乙份叫做乙個光子,光子的能量與它的頻率成正比: e=hυ,

k光譜朗克常數=6.63×10-34j·s(hυ=ek+w=ek+ hυ0) υ0 :極限頻率

注意:光的強度是指光束的能量; 若單位時間**到金屬表面單位面積上的頻率為υ,光子數為n,則光強為nhυ。

光的波粒二象性

*大量的光子運動規律表現出波動性,個別光子運動表現出粒子性;

*光的波長越長,波動性越明顯,越容易觀察到光的干涉和衍射,光頻率越高,粒子性越明顯,貫穿本領越強;

*光速v,頻率υ,波長λ的關係v=λυ光子能量e=hυ=hc/λ0=hv/λ

*光從真空射入介質中,頻率不變,故光的顏色和光子能量不變,但波長和光速發生變化。

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