高中物理選修3-4知識點總結(jié)

　　今天小編給大家整理了一下高中物理知識點高中物理選修3-4知識點總結(jié)，希望能幫助到大家復(fù)習(xí)好這門功課，對同學(xué)們的成績有所提升。

　　高中物理選修3-4知識點總結(jié)

　　第十一章 機(jī)械振動

　　一、簡諧運動、簡諧運動的表達(dá)式和圖象

　　1、機(jī)械振動：

　　物體(或物體的一部分)在某一中心位置兩側(cè)來回做往復(fù)運動，叫做機(jī)械振動。機(jī)械振動產(chǎn)生的條件是：

　?、倩貜?fù)力不為零;

　?、谧枇苄?。使振動物體回到平衡位置的力叫做回復(fù)力，回復(fù)力屬于效果力，在具體問題中要注意分析什么力提供了回復(fù)力。

　　2、簡諧振動：

　　在機(jī)械振動中最簡單的一種理想化的振動。對簡諧振動可以從兩個方面進(jìn)行定義或理解：

　?、傥矬w在跟位移大小成正比，并且總是指向平衡位置的回復(fù)力作用下的振動，叫做簡諧振動。

　?、谖矬w的振動參量，隨時間按正弦或余弦規(guī)律變化的振動，叫做簡諧振動，

　　3、描述振動的物理量

　　研究振動除了要用到位移、速度、加速度、動能、勢能等物理量以外，為適應(yīng)振動特點還要引入一些新的物理量。

　?、盼灰苮：由平衡位置指向振動質(zhì)點所在位置的有向線段叫做位移。位移是矢量，其最大值等于振幅。

　?、普穹鵄：做機(jī)械振動的物體離開平衡位置的 最大距離叫做振幅，振幅是標(biāo)量，表示振動的強弱。振幅越大表示振動的機(jī)械能越大，做簡揩振動物體的振幅大小不影響簡揩振動的周期和頻率。

　?、侵芷赥：振動物體完成一次余振動所經(jīng)歷的時間叫做周期。所謂全振動是指物體從某一位置開始計時，物體第一次以相同的速度方向回到初始位置，叫做完成了一次全振動。

　?、阮l率f：振動物體單位時間內(nèi)完成全振動的次數(shù)。

　?、山穷l率ω：角頻率也叫角速度，即圓周運動物體單位時間轉(zhuǎn)過的弧度數(shù)。引入這個參量來描述振動的原因是人們在研究質(zhì)點做勻速圓周運動的射影的運動規(guī)律時，發(fā)現(xiàn)質(zhì)點射影做的是簡諧振動。因此處理復(fù)雜的簡諧振動問題時，可以將其轉(zhuǎn)化為勻速圓周運動的射影進(jìn)行處理，這種方法高考大綱不要求掌握。

　　周期、頻率、角頻率的關(guān)系是：

　?、氏辔唬罕硎菊駝硬秸{(diào)的物理量。

　　4、研究簡諧振動規(guī)律的幾個思路：

　?、庞脛恿W(xué)方法研究，受力特征：回復(fù)力F =- kx;加速度，簡諧振動是一種變加速運動。在平衡位置時速度最大，加速度為零;在最大位移處，速度為零，加速度最大。

　　⑵用運動學(xué)方法研究：簡諧振動的速度、加速度、位移都隨時間作正弦或余弦規(guī)律的變化，這種用正弦或余弦表示的公式法在高中階段不要求學(xué)生掌握。

　?、怯脠D象法研究：熟練掌握用位移時間圖象來研究簡諧振動有關(guān)特征是本章學(xué)習(xí)的重點之一。

　?、葟哪芰拷嵌冗M(jìn)行研究：簡諧振動過程，系統(tǒng)動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，總機(jī)械能守恒，振動能量和振幅有關(guān)。

　　5、簡諧運動的表達(dá)式：

　　6、簡諧運動圖象描述振動的物理量

　　(1)直接描述量：

　　①振幅A;②周期T;③任意時刻的位移t.

　　(2)間接描述量：

　　(3)從振動圖象中的x分析有關(guān)物理量(v，a，F(xiàn))

　　簡諧運動的特點是周期性。在回復(fù)力的作用下，物體的運動在空間上有往復(fù)性，即在平衡位置附近做往復(fù)的變加速(或變減速)運動;

　　在時間上有周期性，即每經(jīng)過一定時間，運動就要重復(fù)一次。我們能否利用振動圖象來判斷質(zhì)點x，F(xiàn)，v，a的變化，它們變化的周期雖相等，但變化步調(diào)不同，只有真正理解振動圖象的物理意義，才能進(jìn)一步判斷質(zhì)點的運動情況。

　　小結(jié)：①簡諧運動的圖象是正弦或余弦曲線，與運動軌跡不同。②簡諧運動圖象反應(yīng)了物體位移隨時間變化的關(guān)系。③根據(jù)簡諧運動圖象可以知道物體的振幅、周期、任一時刻的位移。

　　二、單擺的周期與擺長的關(guān)系(實驗、探究)

　　單擺周期公式：

　　上述公式是高考要考查的重點內(nèi)容之一。對周期公式的理解和應(yīng)用注意以下幾個問題：

　?、俸喼C振動物體的周期和頻率是由振動系統(tǒng)本身的條件決定的。

　?、趩螖[周期公式中的l是指擺動圓弧的圓心到擺球重心的距離，一般也叫等效擺長。

　　單擺周期公式中的g，由單擺所在的空間位置決定，還由單擺系統(tǒng)的運動狀態(tài)決定。所以g也叫等效重力加速度。由此可知，地球表面不同位置、不同高度，不同星球表面g值都不相同，因此應(yīng)求出單擺所在地的等效g¢值代入公式，即g不一定等于9.8m/s2。

　　單擺系統(tǒng)運動狀態(tài)不同g值也不相同。例如單擺在向上加速發(fā)射的航天飛機(jī)內(nèi)，設(shè)加速度為a，此時擺球處于超重狀態(tài)，沿圓弧切線的回復(fù)力變大，擺球質(zhì)量不變，則重力加速度等效值g¢ =g+a。

　　再比如在軌道上運行的航天飛機(jī)內(nèi)的單擺、擺球完全失重，回復(fù)力為零，則重力加速度等效值g¢ =0，周期無窮大，即單擺不擺動了。

　　g還由單擺所處的物理環(huán)境決定。如帶小電球做成的單擺在豎直方向的勻強電場中，回復(fù)力應(yīng)是重力和豎直的電場合力在圓弧切向方向的分力，所以也有-g¢的問題。一般情況下g¢ 值等于擺球靜止在平衡位置時，擺線張力與擺球質(zhì)量的比值。

　　三、受迫振動和共振

　　物體在周期性外力作用下的振動叫受迫振動。受迫振動的規(guī)律是：物體做受迫振動的頻率等于策動力的頻率，而跟物體固有頻率無關(guān)。當(dāng)策動力的頻率跟物體固有頻率相等時，受迫振動的振幅最大，這種現(xiàn)象叫共振。共振是受迫振動的一種特殊情況。

　　第十二章 機(jī)械波

　　一、機(jī)械波;橫波和縱波;橫波的圖象

　　1、機(jī)械波：機(jī)械振動在介質(zhì)中的傳播過程叫機(jī)械波，機(jī)械波產(chǎn)生的條件有兩個：一是要有做機(jī)械振動的物體作為波源，二是要有能夠傳播機(jī)械振動的介質(zhì)。

　　2、橫波和縱波：質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向垂直的叫橫波。質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在同一直線上的叫縱波。氣體、液體、固體都能傳播縱波，但氣體和液體不能傳播橫波，聲波在空氣中是縱波，聲波的頻率從20到2萬赫茲。

　　3、機(jī)械波的特點：

　　⑴每一質(zhì)點都以它的平衡位置為中心做簡振振動;后一質(zhì)點的振動總是落后于帶動它的前一質(zhì)點的振動。

　?、撇ㄖ皇莻鞑ミ\動形式(振動)和振動能量，介質(zhì)并不隨波遷移。

　　4、橫波的圖象：用橫坐標(biāo)x表示在波的傳播方向上各質(zhì)點的平衡位置，縱坐標(biāo)y表示某一時刻各質(zhì)點偏離平衡位置的位移。

　　簡諧波的圖象是正弦曲線，也叫正弦波。簡諧波的波形曲線與質(zhì)點的振動圖象都是正弦曲線，但他們的意義是不同的。波形曲線表示介質(zhì)中的“各個質(zhì)點”在“某一時刻”的位移，振動圖象則表示介質(zhì)中“某個質(zhì)點”在“各個時刻”的位移。

　　二、描述機(jī)械波的物理量——波長、波速和頻率(周期)的關(guān)系

　?、挪ㄩLλ：兩個相鄰的、在振動過程中對平衡位置的位移總是相等的質(zhì)點間的距離叫波長。振動在一個周期內(nèi)在介質(zhì)中傳播的距離等于波長。

　?、祁l率f：波的頻率由波源決定，在任何介質(zhì)中頻率保持不變。

　?、遣ㄋ賤：單位時間內(nèi)振動向外傳播的距離。波速的大小由介質(zhì)決定。

　　波速與波長和頻率的關(guān)系：

　　三、波的干涉和衍射

　　衍射：波繞過障礙物或小孔繼續(xù)傳播的現(xiàn)象。產(chǎn)生顯著衍射的條件是障礙物或孔的尺寸比波長小或與波長相差不多。

　　干涉：頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動加強，使某些區(qū)域振動減弱，并且振動加強和振動減弱區(qū)域相互間隔的現(xiàn)象。產(chǎn)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象的條件是：兩列波的頻率相同，相差恒定。

　　穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象中，振動加強區(qū)和減弱區(qū)的空間位置是不變的，加強區(qū)的振幅等于兩列波振幅之和，減弱區(qū)振幅等于兩列波振幅之差。

　　判斷加強與減弱區(qū)域的方法一般有兩種：一是畫峰谷波形圖，峰峰或谷谷相遇增強，峰谷相遇減弱。二是相干波源振動相同時，某點到二波源程波差是波長整數(shù)倍時振動增強，是半波長奇數(shù)倍時振動減弱。干涉和衍射是波所特有的現(xiàn)象。

　　四、多普勒效應(yīng)

　　1.多普勒效應(yīng)：由于波源和觀察者之間有相對運動，使觀察者感到頻率變化的現(xiàn)象叫做多普勒效應(yīng)。是奧地利物理學(xué)家多普勒在1842年發(fā)現(xiàn)的。

　　2.多普勒效應(yīng)的成因：聲源完成一次全振動，向外發(fā)出一個波長的波，頻率表示單位時間內(nèi)完成的全振動的次數(shù)，因此波源的頻率等于單位時間內(nèi)波源發(fā)出的完全波的個數(shù)，而觀察者聽到的聲音的音調(diào)，是由觀察者接受到的頻率，即單位時間接收到的完全波的個數(shù)決定的。

　　3.多普勒效應(yīng)是波動過程共有的特征，不僅機(jī)械波，電磁波和光波也會發(fā)生多普勒效應(yīng)。

　　4.多普勒效應(yīng)的應(yīng)用:

　　①現(xiàn)代醫(yī)學(xué)上使用的胎心檢測器、血流測定儀等有許多都是根據(jù)這種原理制成。

　?、诟鶕?jù)汽笛聲判斷火車的運動方向和快慢，以炮彈飛行的尖叫聲判斷炮彈的飛行方向等。

　?、奂t移現(xiàn)象：在20世紀(jì)初，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)許多星系的譜線有“紅移現(xiàn)象”，所謂“紅移現(xiàn)象”，就是整個光譜結(jié)構(gòu)向光譜紅色的一端偏移，這種現(xiàn)象可以用多普勒效應(yīng)加以解釋：

　　由于星系遠(yuǎn)離我們運動，接收到的星光的頻率變小，譜線就向頻率變小(即波長變大)的紅端移動?？茖W(xué)家從紅移的大小還可以算出這種遠(yuǎn)離運動的速度。這種現(xiàn)象，是證明宇宙在膨脹的一個有力證據(jù)。

　　第十三章 光

　　一、光的折射定律;折射率

　　光的折射定律，也叫斯涅耳定律：入射角的正弦跟折射角的正弦成正比.如果用n12來表示這個比例常數(shù)，就有

　　折射率：光從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)時，雖然入射角的正弦跟折射角的正弦之比為一常數(shù)n，但是對不同的介質(zhì)來說，這個常數(shù)n是不同的.這個常數(shù)n跟介質(zhì)有關(guān)系，是一個反映介質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)的物理量，我們把它叫做介質(zhì)的折射率。

　　定義式：

　　光從真空射入某種介質(zhì)時的折射率，叫做該種介質(zhì)的絕對折射率，也簡稱為某種介質(zhì)的折射率。

　　二、測定玻璃的折射率(實驗、探究)

　　實驗原理：如圖所示，入射光線AO由空氣射入玻璃磚，經(jīng)OO1后由O1B方向射出。作出法線NN1，則折射率n=sinα/sinγ。

　　注意事項：手拿玻璃磚時，不準(zhǔn)觸摸光潔的光學(xué)面，只能接觸毛面或棱，嚴(yán)禁把玻璃磚當(dāng)尺畫玻璃磚的界面;

　　實驗過程中，玻璃磚與白紙的相對位置不能改變;大頭針應(yīng)垂直地插在白紙上，且玻璃磚每一側(cè)的兩個大頭針距離應(yīng)大一些，以減小確定光路方向造成的誤差;入射角應(yīng)適當(dāng)大一些，以減少測量角度的誤差。

　　三、光的全反射;光導(dǎo)纖維

　　全反射現(xiàn)象：當(dāng)光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時,折射角大于入射角。當(dāng)入射角增大到某一角度時,折射角等于90°，此時，折射光完全消失入射光全部反回原來的介質(zhì)中，這種現(xiàn)象叫做全反射。

　　臨界角：

　　①定義:光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時,折射角等于90°時的入射角，叫做臨界角

　　②臨界角的計算:

　　光導(dǎo)纖維：當(dāng)光線射到光導(dǎo)纖維的端面上時，光線就折射進(jìn)入光導(dǎo)纖維內(nèi)，經(jīng)內(nèi)芯與外套的界面發(fā)生多次全反射后，從光導(dǎo)纖維的另一端面射出，而不從外套散逸,故光能損耗極小。

　　四、光的干涉、衍射和偏振

　　1、光的干涉

　　(1)產(chǎn)生穩(wěn)定干涉的條件：只有兩列光波的頻率相同，位相差恒定，振動方向一致的相干光源，才能產(chǎn)生光的干涉。由兩個普通獨立光源發(fā)出的光，不可能具有相同的頻率，更不可能存在固定的相差，因此，不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。

　　(2)條紋寬度(或條紋間距) 相鄰兩條亮(暗)條紋的間距Δx為：

　　上式說明，兩縫間距離越小、縫到屏的距離越大，光波的波長越大，條紋的寬度就越大。當(dāng)實驗裝置一定，紅光的條紋間距最大，紫光的條紋間距最小。這表明不同色光的波長不同，紅光最長，紫光最短。

　　幾個問題：

　?、僭陔p縫干涉實驗中，如果用紅色濾光片遮住一個狹縫S1，再用綠濾光片遮住另一個狹縫S2，當(dāng)用白光入射時，屏上是否會產(chǎn)生雙縫干涉圖樣?

　　這時在屏上將會出現(xiàn)紅光單縫衍射光矢量和綠光單縫衍射光矢量振動的疊加。由于紅光和綠光的頻率不同，因此它們在屏上疊加時不能產(chǎn)生干涉，此時屏上將出現(xiàn)混合色二單縫衍射圖樣。

　?、谠陔p縫干涉實驗中，如果遮閉其中一條縫，則在屏上出現(xiàn)的條紋有何變化?原來亮的地方會不會變暗?

　　如果遮住雙縫其中的一條縫，在屏上將由雙縫干涉條紋演變?yōu)閱慰p衍射條紋，與干涉條紋相比，這時單縫衍射條紋亮度要減弱，而且明紋的寬度要增大，但由于干涉是受衍射調(diào)制的，所以原來亮的地方不會變暗。

　?、垭p縫干涉的亮條紋或暗條紋是兩列光波在光屏處疊加后加強或抵消而產(chǎn)生的，這是否違反了能量守恒定律?

　　暗條紋處的光能量幾乎是零，表明兩列光波疊加，彼此相互抵消，這是按照光的傳播規(guī)律，暗條紋處是沒有光能量傳到該處的原因，不是光能量損耗了或轉(zhuǎn)變成了其它形式的能量。同樣，亮條紋處的光能量比較強，光能量增加，也不是光的干涉可以產(chǎn)生能量，而是按照波的傳播規(guī)律到達(dá)該處的光能量比較集中。雙縫干涉實驗不違反能量守恒定律。

　　(3)薄膜干涉及其應(yīng)用

　　(1)原理

　?、俑缮娣z查精密部件的表面

　　取一個透明的標(biāo)準(zhǔn)樣板，放在待檢查的部件表面并在一端墊一薄片，使樣板的平面與被檢查的平面間形成一個楔形空氣膜，用單色光從上面照射，入射光從空氣層的上下表面反射出兩列光形成相干光，從反射光中就會看到干涉條紋，如圖2-3甲所示。

　　如果被檢表面是平的，那么空氣層厚度相同的各點就位于一條直線上，產(chǎn)生的干涉條紋就是平行的(如圖2-3乙);

　　如果觀察到的干涉條紋如圖2-3丙所示，A、B處的凹凸情況可以這樣分析：由丙圖知，P、Q兩點位于同一條亮紋上，故甲圖中與P、Q對應(yīng)的位置空氣層厚度相同。由于Q位于P的右方(即遠(yuǎn)離楔尖)，如果被檢表面是平的，Q處厚度應(yīng)該比P處大，所以，只有當(dāng)A處凹陷時才能使P與Q處深度相同。同理可以判斷與M對應(yīng)的B處為凸起。

　　②增透膜

　　是在透鏡、棱鏡等光學(xué)元件表面涂的一層氟化鎂薄膜。當(dāng)薄膜的兩個表面上反射光的路程差等于半個波長時，反射回來的光抵消。從而增強了透射光的強度。顯然增透膜的厚度應(yīng)該等于光在該介質(zhì)中波長的1/4。

　　由能量守恒可知，入射光總強度=反射光總強度+透射光總強度。光的強度由光的振幅決定。

　　當(dāng)滿足增透膜厚度時，兩束反射光恰好實現(xiàn)波峰與波谷相疊加，實現(xiàn)干涉相消，使其合振幅接近于零，即反射光的總強度接近于零，從總效果上看，相當(dāng)于光幾乎不發(fā)生反射而透過薄膜，因而大大減少了光的反射損失，增強了透射光的強度。

　　增透膜只對人眼或感光膠片上最敏感的綠光起增透作用。當(dāng)白光照到(垂直)增透膜上，綠光產(chǎn)生相消干涉，反射光中綠光的強度幾乎是零。這時其他波長的光(如紅光和紫光)并沒有被完全抵消。因此，增透膜呈綠光的互補色——淡紫色。

　　光的衍射

　?、努F(xiàn)象：

　?、賳慰p衍射

　　a.單色光入射單縫時，出現(xiàn)明暗相同不等距條紋，中間亮條紋較寬，較亮兩邊亮條紋較窄、較暗;

　　b.白光入射單縫時，出現(xiàn)彩色條紋。

　?、趫A孔衍射：光入射微小的圓孔時，出現(xiàn)明暗相間不等距的圓形條紋

　?、鄄此闪涟?光入射圓屏?xí)r，在園屏后的影區(qū)內(nèi)有一亮斑

　?、乒獍l(fā)生衍射的條件:障礙物或孔的尺寸與光波波長相差不多，甚至此光波波長還小時，出現(xiàn)明顯的衍射現(xiàn)象

　　光的偏振

　　自然光：從普通光源直接發(fā)生的天然光是無數(shù)偏振光的無規(guī)則集合，所以直接觀察時不能發(fā)現(xiàn)光強偏于一定方向。這種沿著各個方向振動的光波的強度都相同的光叫自然光;

　　太陽、電燈等普通光源發(fā)出的光，包含著在垂直于傳播方向的平面內(nèi)沿一切方向振動的光，而且沿著各個方向振動的光波強度都相同，這種光都是自然光。

　　自然光通過第一個偏振片P1(叫起偏器)后，相當(dāng)于被一個“狹縫”卡了一下，只有振動方向跟“狹縫”方向平行的光波才能通過。

　　自然光通過偏振片Pl后雖然變成了偏振光，但由于自然光中沿各個方向振動的光波強度都相同，所以不論晶片轉(zhuǎn)到什么方向，都會有相同強度的光透射過來。再通過第二個偏振片P2(叫檢偏器)去觀察就不同了;不論旋轉(zhuǎn)哪個偏振片，兩偏振片透振方向平行時，透射光最強，兩偏振片的透振方向垂直時，透射光最弱。

　　光的偏振現(xiàn)象在技術(shù)中有很多應(yīng)用.例如拍攝水下的景物或展覽櫥窗中的陳列品的照片時，由于水面或玻璃會反射出很強的反射光，使得水面下的景物和櫥窗中的陳列品看不清楚，攝出的照片也不清楚。

　　如果在照相機(jī)鏡頭上加一個偏振片，使偏振片的透振方向與反射光的偏振方向垂直，就可以把這些反射光濾掉，而攝得清晰的照片;此外，還有立體電影、消除車燈眩光等等。

　　五、激光的特性及應(yīng)用

　　激光，是“受激輻射光放大”的簡稱，它是用人工的方法產(chǎn)生的一種特殊的光.激光是20世紀(jì)的一項重要發(fā)明，由于它有著普通光無法比擬的一些特性，已經(jīng)在廣泛的領(lǐng)域得到應(yīng)用.產(chǎn)生激光的裝置稱為激光器，它主要由三部分組成，即工作物質(zhì)、抽運系統(tǒng)和光學(xué)諧振腔。

　　激光的特性：

　?、倨叫卸确浅：?激光束的光線平行度極好，從地面上發(fā)射的一束極細(xì)的激光束，到達(dá)月球表面時，也只發(fā)散成直徑lm多的光斑，因此激光在地面上傳播時，可以看成是不發(fā)散的。

　?、诟叨鹊南喔尚?激光器發(fā)射的激光，都集中在一個極窄的頻率范圍內(nèi)，由于光的顏色是由頻率決定的，因此激光器是最理想的單色光源.由于激光束的高度平行性及極強的單色性，因此激光是最好的相干光，用激光器作光源觀察光的干涉和衍射現(xiàn)象，都能取得較好的效果。

　?、哿炼雀?所謂亮度，是指垂直于光線平面內(nèi)單位面積上的發(fā)光功率，自然光源亮度最高的是太陽，而目前的高功率激光器，亮度可達(dá)太陽的1萬倍。

　　第十四章 電磁波

　　電磁波及其應(yīng)用、電磁波譜

　　(一)麥克斯韋電磁場理論

　　1、電磁場理論的核心之一：變化的磁場產(chǎn)生電場

　　在變化的磁場中所產(chǎn)生的電場的電場線是閉合的(渦旋電場)

　　理解：

　?、倬鶆蜃兓拇艌霎a(chǎn)生穩(wěn)定電場;

　　②非均勻變化的磁場產(chǎn)生變化電場。

　　2、電磁場理論的核心之二：變化的電場產(chǎn)生磁場

　　麥克斯韋假設(shè):變化的電場就像導(dǎo)線中的電流一樣,會在空間產(chǎn)生磁場,即變化的電場產(chǎn)生磁場

　　理解：

　　①均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定磁場;

　?、诜蔷鶆蜃兓碾妶霎a(chǎn)生變化磁場。

　　(二)電磁波

　　1、電磁場：如果在空間某區(qū)域中有周期性變化的電場,那么這個變化的電場就在它周圍空間產(chǎn)生周期性變化的磁場;這個變化的磁場又在它周圍空間產(chǎn)生新的周期性變化的電場,變化的電場和變化的磁場是相互聯(lián)系著的,形成不可分割的統(tǒng)一體,這就是電磁場。

　　這個過程可以用下圖表達(dá)：

　　2、電磁波：電磁場由發(fā)生區(qū)域向遠(yuǎn)處的傳播就是電磁波。

　　3、電磁波的特點：

　　(1)電磁波是橫波,電場強度E 和磁感應(yīng)強度 B按正弦規(guī)律變化,二者相互垂直,均與波的傳播方向垂。

　　(2)電磁波可以在真空中傳播,速度和光速相同。

　　(3)電磁波具有波的特性。

　　(三)赫茲的電火花

　　赫茲觀察到了電磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等現(xiàn)象，他還測量出電磁波和光有相同的速度.這樣赫茲證實了麥克斯韋關(guān)于光的電磁理論，赫茲在人類歷史上首先捕捉到了電磁波。

　　電磁波(譜)及其應(yīng)用：

　　⑴麥克斯韋計算出電磁波傳播速度與光速相同，說明光具有電磁本質(zhì)，提出光就是一種電磁波。

　?、齐姶挪ㄗV：

　　電磁波譜

　　無線電波

　　紅外線

　　可見光

　　紫外線

　　X射線

　　γ射線

　　產(chǎn)生機(jī)理

　　在振蕩電路中，自由電子作周期性運動產(chǎn)生

　　原子的外層電子受到激發(fā)產(chǎn)生的

　　原子的內(nèi)層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的

　　原子核受到激發(fā)后產(chǎn)生的

　?、请姶挪ǖ膽?yīng)用：

　　1、電視：電視信號是電視臺先把影像信號轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢园l(fā)射的電信號 ，發(fā)射出去后被接收的電信號通過還原，被還原為光的圖象重現(xiàn)熒光屏。電子束把一幅圖象按照各點的明暗情況，逐點變?yōu)閺娙醪煌男盘栯娏?，通過天線把帶有圖象信號的電磁波發(fā)射出去。

　　2、雷達(dá)工作原理：利用發(fā)射與接收之間的時間差，計算出物體的距離。

　　3、手機(jī)：在待機(jī)狀態(tài)下，手機(jī)不斷的發(fā)射電磁波，與周圍環(huán)境交換信息。手機(jī)在建立連接的過程中發(fā)射的電磁波特別強。

　　電磁波與機(jī)械波的比較：

　　共同點：都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象;它們波動的頻率都取決于波源的頻率;在不同介質(zhì)中傳播，頻率都不變。

　　不同點：機(jī)械波的傳播一定需要介質(zhì)，其波速與介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，與波的頻率無關(guān)。而電磁波本身就是一種物質(zhì)，它可以在真空中傳播，也可以在介質(zhì)中傳播.電磁波在真空中傳播的速度均為，在介質(zhì)中傳播時，波速和波長不僅與介質(zhì)性質(zhì)有關(guān)，還與頻率有關(guān)。

　　不同電磁波產(chǎn)生的機(jī)理：

　　無線電波是振蕩電路中自由電子作周期性的運動產(chǎn)生的;

　　紅外線、可見光、紫外線是原子外層電子受激發(fā)產(chǎn)生的;

　　倫琴射線是原子內(nèi)層電子受激發(fā)產(chǎn)生的;

　　γ射線是原子核受激發(fā)產(chǎn)生的。

　　頻率(波長)不同的電磁波表現(xiàn)出作用不同：

　　紅外線主要作用是熱作用，可以利用紅外線來加熱物體和進(jìn)行紅外線遙感;

　　紫外線主要作用是化學(xué)作用，可用來殺菌和消毒;

　　倫琴射線有較強的穿透本領(lǐng)，利用其穿透本領(lǐng)與物質(zhì)的密度有關(guān)，進(jìn)行對人體的透視和檢查部件的缺陷;

　　γ射線的穿透本領(lǐng)更大，在工業(yè)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，如探傷，測厚或用γ刀進(jìn)行手術(shù)。

　　第十五章 相對論簡介

　　一、狹義相對論的基本假設(shè);狹義相對論時空觀與經(jīng)典時空觀的區(qū)別

　　愛因斯坦狹義相對性原理的兩個基本假設(shè)：

　　⑴狹義相對性原理：在不同的慣性參考系中，一切物理定律都是相同的。

　?、乒馑俨蛔冊恚涸诓煌膽T性參考系中，真空中的光速都是相同的。即光速與光源、觀測者間的相對運動沒有關(guān)系。

　　相對論的時空觀：

　　經(jīng)典物理學(xué)的時空觀(牛頓物理學(xué)的絕對時空觀)：時間和空間是脫離物質(zhì)而存在的，是絕對的，空間與時間之間沒有任何聯(lián)系。

　　相對論的時空觀(愛因斯坦相對論的相對時空觀)：空間和時間都與物質(zhì)的運動狀態(tài)有關(guān)。

　　相對論的時空觀更具有普遍性，但是經(jīng)典物理學(xué)作為相對論的特例，在宏觀低速運動時仍將發(fā)揮作用。

　　二、同時的相對性、長度的相對性、質(zhì)能關(guān)系

　　時間和空間的相對性(時長尺短)

　　1.同時的相對性：指兩個事件，在一個慣性系中觀察是同時的，但在另外一個慣性系中觀察卻不再是同時的。

　　2.長度的相對性：指相對于觀察者運動的物體，在其運動方向的長度，總是小于物體靜止時的長度。而在垂直于運動方向上，其長度保持不變。

　　長度收縮公式：

　　3.時間間隔的相對性：指某兩個事件在不同的慣性系中觀察，它們發(fā)生的時間間隔是不同的。

　　公式表示：