2022年高考物理知识归纳之七 .pdf
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1、学习必备欢迎下载高考物理知识归纳(七)- 光、核物理、振动和波1、光学:美国迈克耳逊用旋转棱镜法较准确的测出了光速,反射定律 (物像关于镜面对称);由偏折程度直接判断各色光的n折射定律介空介sinC90sinsinsinnovCi光的折射: 光从一种介质进入另一种介质并改变了传播方向的现象。1光的折射定律:折射光线在入射光线和法线决定的平面内,且分居在法线的两侧,入射角的正弦与折射角的正弦成正比。2在折射现象中光路可逆。3介质的折射率:n=21sinsin=vc(对应光从真空进入介质)(1)任何介质的折射率均大于1。(2)n 由介质本身的特性及光的频率决定。同种介质对不同频率的光,由于v 不同
2、, n 就不同,对白光,v红最大,n红最小,所以出现色散现象,当光从一种介质进入另一种介质时f 不变, v 变。光的颜色色散含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫做色散。干涉、衍射、折射时都会发生色散。色散现象表明: (1)白光是复色光; (2)当各种色光通过同一介质时,紫光的折射率最大,红光的折射率最小;(3)在同一介质中,红光的传播速度最大,紫光的传播速度最小。折射率与波长之间的关系:波长越短,折射率越大。光的偏振激光三.光的偏振(1)只有横波才有偏振现象。光的偏振也证明了光是一种波, 而且是横波。 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。(2)光
3、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。激光的主要特点及应用(1)激光是人工产生的相干光,可应用于光纤通信。(2)平行度非常好。应用于激光测距雷达,可精确测距(s=c t/2)、测速等。(3)亮度高能量大,应用于切割各种物质、打孔和焊接金属。医学上用激光作“ 光刀 ” 来做外科手术。光学中的一个现象一串结论精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 11 页学习必备欢迎下载色散现象n v(波动性)衍射C临干涉间距( 粒子性 )E光子光电效应红黄紫小大大小大 (明显 ) 小 ( 不明显) 容易难小
4、大大小小( 不明显)大( 明显 )小大难易结论: (1)折射率n、 ;(2)全反射的临界角C;(3)同一介质中的传播速率v;(4)在平行玻璃块的侧移x (5)光的频率 ,频率大 ,粒子性明显 .;(6)光子的能量E=h则光子的能量越大。越容易产生光电效应现象(7) 在 真 空 中 光 的 波 长 ,波 长 大 波 动 性 显 著 ; (8) 在 相 同 的 情 况 下 , 双 缝 干 涉 条 纹 间 距x 越 来 越 窄(9)在相同的情况下,衍射现象越来越不明显全反射现象 :让一束光沿半圆形玻璃砖的半径射到直边上,可以看到一部分光线从玻璃直边上折射到空气中,一部分光线反射回玻璃砖内 .逐渐增大
5、光的入射角,将会看到折射光线远离法线,且越来越弱 .反射光越来越强,当入射角增大到某一角度C临时,折射角达到900,即是折射光线完全消失,只剩下反射回玻璃中的光线.这种现象叫全反射现象.折射角变为900时的入射角叫临界角发生全反射的条件: (1)光从光密介质射向光疏介质(2)入射角大于临界角临界角:光从光密介质射入光疏介质时,折射角为90时的入射角。临界角C=arcsinn1应用 : 光纤通信 ( 玻璃 sio2) 内窥镜海市蜃楼沙膜蜃景炎热夏天柏油路面上的蜃景水中或玻璃中的气泡看起来很亮. 理解:同种材料对不同色光折射率不同;同一色光在不同介质中折射率不同。几个结论: 1 紧靠点光源向对面墙
6、平抛的物体,在对面墙上的影子的运动是匀速运动。2、两相互正交的平面镜构成反射器,任何方向射入某一镜面的光线经两次反射后一定与原入射方向平行反向。3、光线由真空射入折射率为n 的介质时,如果入射角 满足 tan =n,则反射光线和折射光线一定垂直。4、由水面上看水下光源时,视深ndd/;若由水面下看水上物体时,视高ndd。5、光线以入射角i 斜射入一块两面平行的折射率为n、厚度为 h 的玻璃砖后, 出射光线仍与入射光线平行,但存在侧移量)sincos1(dsinx22inii双缝干涉 : 条件 f 相同,相位差恒定( 即是两光的振动步调完全一致) 当其反相时又如何? 1.产生相干光源的方法(必须
7、保证r 相同) 。S1S精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 11 页学习必备欢迎下载利用激光;将一束光分为两束。用单色光作光源,产生的干涉条纹是等间距;用白光作光源,产生彩色干涉条纹,中央为白色条纹;亮条纹位置 : Sn;暗条纹位置 : 21)(2nS( n0,1,2,3,、 、 、 ) ;条纹间距:1)-L(ndaLxd1-nadLX( S : 路程差 ( 光程差 ) ;d 两条狭缝间的距离;L:挡板与屏间的距离) 测出 n 条亮条纹间的距离a 薄膜干涉 : 由薄膜的前后两个表面反射后产生的两列相干光波叠加形成的干涉现象:
8、入射光为单色光,可形成明暗相间的干涉条纹入射光是白光,可形成彩色干涉条纹。利用薄膜前后表面反射光作为相干光波,实例:肥皂膜、空气膜、油膜、牛顿环、光器件增透膜( 厚度是绿光在薄膜中波长的1/4, 即增透膜厚度d/4) “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。) 光的衍射光离开直线路径绕到障碍物阴影里的现象为称光的衍射现象
9、。*产生明显衍射条件:障碍物或孔的尺寸小于光波波长或和光波波长差不多。*现象: ()泊松亮斑()单缝衍射单色光通过单缝时,形成中间宽且亮的条纹,两侧是明暗相间的条纹,且条纹宽度比中间窄;白光通过单缝时,形成中间宽的白色条纹,两侧是窄且暗的彩色条纹。条件单缝圆孔柏松亮斑 (来历 ) 任何物体都能使光发生衍射致使轮廓模糊三种圆环区别:单孔衍射( 泊松亮斑 ) 中间明而亮 ,周围对称排列亮度减弱,条纹宽变窄的条纹空气膜干涉环间隔间距等亮度的干涉条纹牛顿环内疏外密的干涉条纹干涉、衍射、多普勒效应太阳光谱红移宇宙在膨胀 )、偏振都是波的特有现象,证明光具有波动性;衍射表明了光的直线传播只有一种近似规律;
10、说明任何物理规律都受一定的条件限制的. 光的电磁说精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 11 页学习必备欢迎下载麦克斯韦根据电磁波与光在真空中的传播速度相同,提出光在本质上是一种电磁波这就是光的电磁说,赫兹用实验证明了光的电磁说的正确性。电磁波谱。波长从大到小排列顺序为:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线、 射线。各种电磁波中,除可见光以外,相邻两个波段间都有重叠。3.红外线、紫外线、X 射线的性质及应用。种类产生主要性质应用举例红外线一切物体都能发出热效应遥感、遥控、加热紫外线一切高温物体能发出化学效应荧光、杀菌、合
11、成VD2X 射线阴极射线射到固体表面穿透能力强人体透视、金属探伤实验证明:物体辐射出的电磁波中辐射最强的波长m和物体温度T 之间满足关系 m T = b(b 为常数)。可见高温物体辐射出的电磁波频率较高。在宇宙学中,可根据接收恒星发出的光的频率,分析其表面温度。光谱与光谱分析光谱发射光谱:物 体 发 光 直接 产 生 的 光谱连续光谱:连续分布,一切波长的光都有,由炽热的固体,液体和高压气体产生。Ex.电灯丝, 炽热的钢水, 物质燃烧发出的光。明线光谱:有一些不连续波长的亮线组成的光谱,由稀薄气体或金属的蒸汽发光产生。Ex.光谱管、 霓虹灯、 在煤气灯火焰中燃钠、钾的盐类物质发出的光。电磁波种
12、类无线电波红外线可见光紫外线伦琴射线射线频率( Hz)10431012 10123.91014 3.9 10147.5 10147.5101451016 310163102031019以上真 空 中 波 长(m)3101410431047.71077.7 1074107410761091081012 1011以下观察方法无线电技术利用热效应激发荧光利用贯穿本领照相底片感光(化学效应)核技术产生方式LC 电路中自由 电 子 的 的振荡原子的外层电子受到激发原子的内层电子受到激发原子核受到激发用途通讯,广播,导航加热烘干、遥测 遥 感 , 医疗,导向等照明,照相,加热日光灯,黑光灯手术室杀菌消毒,
13、 治疗皮肤病等检查探测, 透视,治疗等探测,治疗等精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 11 页学习必备欢迎下载吸收光谱:连续光谱中某些波长的光被物质吸收后出现一些不连续的暗线所组成,由高温物体发出的白光通过温度较低的气体后产生,如太阳光谱,就是太阳内部发出的强光经过温度比较低的太阳大气层时产生的吸收光谱。*由于每种元素都有自己的特征谱线,明线光谱或吸收光谱都含有这些特征谱线,故可根据明线光谱或吸收光谱分析,鉴别物质或确定它的化学组成。(2) 光五种学说:原始微粒说 ( 牛顿 ), 波动学说 ( 惠更斯 ), 电磁学说 (麦克
14、斯韦 ), 光子说 (爱因斯坦 ), 波粒两相性学说(德布罗意波 ) 概率波各种电磁波产生的机理,特性和应用 ,光的偏振现象说明光波是横波,也证明光的波动性. 激光的产生特点应用( 单色性 ,方向性好 ,亮度高 ,相干性好 ) 光电效应实验装置,现象 ,所得出的规律 (四) 爱因斯坦提出光子学说的背景爱因斯坦光电效应方程:mVm2/2 hf W0一个光子的能量Ehf ( 决定了能否发生光电效应)(3) 光电效应规律:实验装置、现象、总结出四个规律任何一种金属都有一个极限频率,入射光的频率必须大于这个极限频率,才能产生光电效应;低于这个极限频率的光不能产生光电效应。光电子的最大初动能与入射光的强
15、度无关,只随入射光频率的增大而增大。入射光照到金属上时,光子的发射几乎是瞬时的,一般不超过10-9s 当入射光的频率大于极限频率时,光电流强度与入射光强度成正比。(4) 康普顿效应( 石墨中的电子对x 射线的散射现象 )这两个实验都证明光具粒子性光波粒二象性 : ?情况体现波动性( 大量光子 ,转播时 ,大), ?粒子性光波是概率波(物质波 ) 任何运动物体都有与之对应 ( 这种波称为德布罗意波) (5) 爱因斯坦的光子说光是一份一份地不连续传播的,每一份叫做一个光子,光子的能量与它的频率成正比: E=h, K光谱朗克常数 =6.63 10-34JS (h =Ek+W=Ek+ h 0) 0:极
16、限频率注意:光的强度是指光束的能量; 若单位时间内射到金属表面单位面积上的频率为 , 光子数为 n,则光强为nh。光的波粒二象性 *大量的光子运动规律表现出波动性,个别光子运动表现出粒子性; *光的波长越长,波动性越明显,越容易观察到光的干涉和衍射,光频率越高,粒子性越明显,贯穿本领越强; *光速 v,频率 ,波长 的关系 v= 光子能量 E=h =hc/ 0=hv/ *光从真空射入介质中,频率不变,故光的颜色和光子能量不变,但波长和光速发生变化。2、原子、原子核知识归类整个知识体系,可归结为:两模型(原子的核式结构模型、波尔原子模型);六子 (电子、质子、中子、正电子、粒子、光子);四变 (
17、衰变、人工转变、裂变、聚变);两方程 (核反应方程、质能方程)。4 条守恒定律 (电荷数守恒、质量数守恒、能量守恒、动量守恒)贯串全章。1.汤姆生模型 (枣糕模型 ) 汤姆生发现电子,使人们认识到原子有复杂结构。从而打开原子的大门.精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 11 页学习必备欢迎下载氢原子的能级图n E/eV0 1 -13.6 2 -3.4 3 -1.51 4 -0.85 E1 E2 E3 2.卢瑟福的核式结构模型(行星式模型)卢瑟福粒子散射实验装置,现象 ,从而总结出核式结构学说粒子散射实验是用粒子轰击金箔, 实验
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