PAGE第15-頁共15頁物理選修3-3知識點一、分子動理論1、物質是由大量分子組成的（1）單分子油膜法測量分子直徑（2）任何物質含有的微粒數相同（3）對微觀量的估算=1\*GB3①分子的兩種模型：球形和立方體（固體液體通常看成球形，空氣分子占據空間看成立方體）=2\*GB3②利用阿伏伽德羅常數聯系宏觀量與微觀量a.分子質量：b.分子體積：c分子數量：2、分子永不停息的做無規則的熱運動（布朗運動擴散現象）（1）擴散現象：不同物質能夠彼此進入對方的現象，說明了物質分子在不停地運動，同時還說明分子間有間隙，溫度越高擴散越快（2）布朗運動：它是懸浮在液體中的固體微粒的無規則運動，是在顯微鏡下觀察到的。=1\*GB3①布朗運動的三個主要特點：永不停息地無規則運動；顆粒越小，布朗運動越明顯；溫度越高，布朗運動越明顯。=2\*GB3②產生布朗運動的原因：它是由于液體分子無規則運動對固體微小顆粒各個方向撞擊的不均勻性造成。=3\*GB3③布朗運動間接地反映了液體分子的無規則運動，布朗運動、擴散現象都有力地說明物體內大量的分子都在永不停息地做無規則運動。（3）熱運動：分子的無規則運動與溫度有關，簡稱熱運動，溫度越高，運動越劇烈3、分子間的相互作用力分子之間的引力和斥力都隨分子間距離增大而減小。但是分子間斥力隨分子間距離加大而減小得更快些，如圖1中兩條虛線所示。分子間同時存在引力和斥力，兩種力的合力又叫做分子力。在圖1圖象中實線曲線表示引力和斥力的合力(即分子力)隨距離變化的情況。當兩個分子間距在圖象橫坐標距離時，分子間的引力與斥力平衡，分子間作用力為零，的數量級為m，相當于位置叫做平衡位置。當分子距離的數量級大于m時，分子間的作用力變得十分微弱，可以忽略不計了4、溫度宏觀上的溫度表示物體的冷熱程度，微觀上的溫度是物體大量分子熱運動平均動能的標志。熱力學溫度與攝氏溫度的關系：5、內能=1\*GB3①分子勢能分子間存在著相互作用力，因此分子間具有由它們的相對位置決定的勢能，這就是分子勢能。分子勢能的大小與分子間距離有關，分子勢能的大小變化可通過宏觀量體積來反映。（時分子勢能最小）當時，分子力為引力，當r增大時，分子力做負功，分子勢能增加當時，分子力為斥力，當r減少時，分子力做負功，分子是能增加=2\*GB3②物體的內能物體中所有分子熱運動的動能和分子勢能的總和，叫做物體的內能。一切物體都是由不停地做無規則熱運動并且相互作用著的分子組成，因此任何物體都是有內能的。（理想氣體的內能只取決于溫度）=3\*GB3③改變內能的方式做功與熱傳遞在使物體內能改變二、氣體6、氣體實驗定律=1\*GB3①玻意耳定律（C為常量）→等溫變化微觀解釋：一定質量的理想氣體，溫度保持不變時，分子的平均動能是一定的，在這種情況下，體積減少時，分子的密集程度增大，氣體的壓強就增大。適用條件：壓強不太大，溫度不太低圖象表達：=2\*GB3②查理定律：（C為常量）→等容變化微觀解釋：一定質量的氣體，體積保持不變時，分子的密集程度保持不變，在這種情況下，溫度升高時，分子的平均動能增大，氣體的壓強就增大。適用條件：溫度不太低，壓強不太大圖象表達：=3\*GB3③蓋呂薩克定律：（C為常量）→等壓變化微觀解釋：一定質量的氣體，溫度升高時，分子的平均動能增大，只有氣體的體積同時增大，使分子的密集程度減少，才能保持壓強不變適用條件：壓強不太大，溫度不太低圖象表達：7、理想氣體宏觀上：嚴格遵守三個實驗定律的氣體，在常溫常壓下實驗氣體可以看成理想氣體微觀上：分子間的作用力可以忽略不計，故一定質量的理想氣體的內能只與溫度有關，與體積無關理想氣體的方程：8、氣體壓強的微觀解釋大量分子頻繁的撞擊器壁的結果影響氣體壓強的因素：=1\*GB3①氣體的平均分子動能（溫度）=2\*GB3②分子密集程度即單位體積內的分子數（體積）三、物態和物態變化9、晶體：外觀上有規則的幾何外形，有確定的熔點，一些物理性質表現為各向異性符號+外界對系統做功系統從外界吸熱系統內能增加-系統對外界做功系統向外界放熱系統內能減少非晶體：外觀沒有規則的幾何外形，無確定的熔點，一些物理性質表現為各向同性=1\*GB3①判斷物質是晶體還是非晶體的主要依據是有無固定的熔點=2\*GB3②晶體與非晶體并不是絕對的，有些晶體在一定的條件下可以轉化為非晶體（石英→玻璃）10、單晶體多晶體如果一個物體就是一個完整的晶體，如食鹽顆粒，這樣的晶體就是單晶體（單晶硅、單晶鍺）如果整個物體是由許多雜亂無章的小晶體排列而成，這樣的物體叫做多晶體，多晶體沒有規則的幾何外形，但同單晶體一樣，仍有確定的熔點。11、表面張力當表面層的分子比液體內部稀疏時，分子間距比內部大，表面層的分子表現為引力。如露珠12、飽和汽；濕度（1）飽和汽：與液體處于動態平衡的蒸汽．（2）未飽和汽：沒有達到飽和狀態的蒸汽．（3）飽和汽壓①定義：飽和汽所具有的壓強。②特點：液體的飽和汽壓與溫度有關,溫度越高，飽和汽壓越大，且飽和汽壓與飽和汽的體積無關。（4）濕度①定義：空氣的干濕程度。②描述濕度的物理量a．絕對濕度：空氣中所含水蒸氣的壓強。b．相對濕度：空氣的絕對濕度與同一溫度下水的飽和汽壓之比。c．相對濕度公式：13、液晶分子排列有序，各向異性，可自由移動，位置無序，具有流動性各向異性：分子的排列從某個方向上看液晶分子排列是整齊的，從另一方向看去則是雜亂無章的14、改變系統內能的兩種方式：做功和熱傳遞=1\*GB3①熱傳遞有三種不同的方式：熱傳導、熱對流和熱輻射=2\*GB3②這兩種方式改變系統的內能是等效的=3\*GB3③區別：做功是系統內能和其他形式能之間發生轉化；熱傳遞是不同物體（或物體的不同部分）之間內能的轉移15、熱力學第一定律=1\*GB3①表達式=2\*GB3②16、能量守恒定律能量既不會憑空產生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉化為另一種形式，或者從一個物體轉移到另一物體，在轉化和轉移的過程中其總量不變第一類永動機不可制成是因為其違背了熱力學第一定律第二類永動機不可制成是因為其違背了熱力學第二定律（一切自然過程總是沿著分子熱運動的無序性增大的方向進行）熵是分子熱運動無序程度的定量量度，在絕熱過程或孤立系統中，熵是增加的。17、能量耗散系統的內能流散到周圍的環境中，沒有辦法把這些內能收集起來加以利用。選修3-5知識點沖量物體所受外力和外力作用時間的乘積；矢量；過程量；I=Ft；單位是N·s。動量物體的質量與速度的乘積；矢量；狀態量；p=mv；單位是kg·m/s；1kg·m/s=1N·s。動量守恒定律一個系統不受外力或者所受外力之和為零，這個系統的總動量保持不變。動量守恒定律成立的條件系統不受外力或者所受外力的矢量和為零；內力遠大于外力；如果在某一方向上合外力為零，那么在該方向上系統的動量守恒。動量定理合外力的沖量等于動量的變化；I=mv－mv碰撞物體間相互作用持續時間很短，而物體間相互作用力很大；系統動量守恒。彈性碰撞如果碰撞過程中系統的動能損失很小，可以略去不計，這種碰撞叫做彈性碰撞。非彈性碰撞碰撞過程中需要計算損失的動能的碰撞；如果兩物體碰撞后黏合在一起，這種碰撞損失的動能最多，叫做完全非彈性碰撞。第二章波粒二象性熱輻射一切物體都在輻射電磁波，這種輻射與物體的溫度有關，所以叫做熱輻射。黑體如果某種物體能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波而不發生反射，這種物質就是絕對黑體，簡稱黑體。黑體輻射黑體輻射的電磁波的強度按波長分布，只與黑體的溫度有關。黑體輻射規律一方面隨著溫度升高各種波長的輻射強度都有增加，另一方面，輻射強度的極大值向波長較短的方向移動。能量子普朗克認為振動著的帶電粒子的能量只能是某一最小能量的整數倍，這個不可再分的最小能量值叫做能量子；并且=h，是電磁波的頻率，h為普朗克常量，h=6.6310J·s；光子的能量為h。光電效應照射到金屬表面的光使金屬中的電子從表面逸出的現象；逸出的電子稱為光電子；電子脫離某種金屬所做功的最小值叫逸出功；光電子的最大初動能E=h－W；每種金屬都有發生光電效應的極限頻率和相應的紅線波長；光電子的最大初動能隨入射光頻率的增大而增大。康普頓效應在研究電子對X射線的散射時發現有些散射波的波長比入射波的波長略大，康普頓認為這是因為光子不僅有能量，還有動量；說明了光具有粒子性。光的波粒二象性光的波動性和粒子性是光在不同條件下的具體表現，具有統一性；光子數量少時，粒子性強，數量多時，波動性強；頻率高粒子性強，波長大波動性強。物質波也叫德布羅意波；任何一個運動的物體都有一種波與之對應，其波長=；宏觀物體也存在波動性，波長很小。概率波光子在空間出現的可能性大小可以用波動規律來描述；概率大的地方到達的光子就多，反之則少；光波實質上是一種概率波。不確定關系也稱作海森伯測不準原理；以x表示粒子位置的不確定量，以p表示粒子在x方向上動量的不確定量，那么xp。第三章原子物理電子的發現1897年，英國物理學家湯姆生發現了電子，并提出了原子的棗糕式模型。粒子散射實驗1909—1911年，英國物理學家盧瑟福用粒子轟擊金箔，發現絕大多數粒子穿過金箔后基本上按原來的方向前進，少數粒子發生了大角度偏轉；提出了核式結構模型。玻爾原子理論的三條假說原子能量的量子化假說，即原子只能處于一系列不連續的能量狀態中，一種能量值對應一種狀態，這些狀態叫做定態；原子能級的躍遷假說，即原子從一種定態躍遷到另一種定態時，原子輻射或者吸收一定頻率的光子，光子的能量差由這兩種定態的能量差決定，h=E－E；原子中電子運動軌道量子化假說，即原子的不同能量狀態對應于電子的不同運行軌道，電子可能的運動軌道是不連續的。能級在玻爾模型中，原子的可能狀態是不連續的，因此各狀態對應的能量也是不連續的，這些能量值叫做能級；各狀態的標號1、2、3……叫做量子數，通常用n表示；能量最低的狀態叫做基態，其他狀態叫做激發態；基態和激發態的能量分別用E、E、E……表示。氫原子能級E=－13.6eV，E=－3.4eV，E=－1.51eV；滿足E=E（n=1，2，3，…）。原子躍遷只發出或吸收特定頻率的光；可能直接躍遷或間接躍遷，兩種情況輻射或吸收的光子的頻率不同；一群處于n=k能級的氫原子向基態或較低激發態躍遷時，可能產生的光譜線條數N=。電離若想把處于某一定態上的原子的電子電離出去，就需要給原子一定的能量；如氫原子基態電子電離的電離能是13.6eV，只要等于或大于13.6eV的光子都能使基態的氫原子吸收而發生電離，入射光的能量越大，原子電離后產生的自由電子的動能越大。原子核的衰變天然放射現象說明原子核具有復雜的結構，原子核放出粒子或粒子，放出后就變成新的原子核，這種變化稱為原子核的衰變；原子核衰變前后的電荷數和質量數都守恒。衰變XY+He；UTh+He。衰變XY+e；ThPa+e。衰變伴隨著衰變和衰變同時發生；放出光子流；不改變原子核的質量數和電荷數；實質是當放射性物質發生衰變和衰變時，產生的某些新核由于具有過多的能量而處于高能級，在向低能級躍遷的過程中放出射線。半衰期放射性元素的原子核有半數發生衰變所用的時間；大量原子核衰變遵循的規律；用符號表示；大小由放射性元素的原子核內部的本身因素決定，跟原子所處的物理狀態和化學狀態無關。核反應規律遵循質量數守恒而不是質量守恒，核反應中一般會有質量虧損，從而釋放出核能，而原子核分解成質子和中子時要吸收一定的能量；這兩種過程都遵循愛因斯坦質能方程。原子核的人工轉變1919年盧瑟福發現質子：N+HeO+H1932年查德威克發現了中子：Be+HeC+n1934年約里奧·居里夫婦發現正電子：Al+HeP+n，PSi+e重核裂變重核俘獲一個中子后分裂成幾個中等質量核的反應過程；核反應堆原理。鏈式反應重核裂變時放出幾個中子，再引起其它重核裂變而使裂變反應不斷自動進行下去；原子彈原理；為使裂變的鏈式反應容易發生，最好用鈾235。輕核聚變把輕核結合成質量較大的核釋放出核能的反應；又稱熱核反應；與重核裂變相比釋放的核能更多；宇宙中普遍存在；氫彈爆炸原理；除氫彈外，人類無法控制熱核反應。高中物理選修3-4全部知識點歸納主題內容要求說明機械振動與機械波1.簡諧運動Ⅰ①簡諧運動只限于單擺和彈簧振子；②簡諧運動公式只限于回復力公式；③簡諧運動圖像只限于位移-時間圖像。2.簡諧運動的公式和圖像Ⅱ3.單擺、周期公式Ⅰ4.受迫振動和共振Ⅰ5.機械波Ⅰ6.橫波和縱波Ⅰ7.橫波的圖像Ⅱ8.波速、波長和頻率（周期）的關系Ⅱ9.波的干涉和衍射現象Ⅰ10.多普勒效應Ⅰ電磁振蕩與電磁波11.變化的磁場產生電場、變化的電場產生磁場、電磁波及其傳播Ⅰ12.電磁波的產生、發射和接收Ⅰ13.電磁波譜Ⅰ光14.光的折射定律Ⅱ①相對折射率不做考試要求；②光的干涉限于雙縫干涉、薄膜干涉。15.折射率Ⅰ16.全反射、光導纖維Ⅰ17.光的干涉、衍射和偏振現象Ⅰ相對論18.狹義相對論的基本假設Ⅰ19.質速關系、質能關系Ⅰ20.相對論質能關系式Ⅰ一、簡諧運動、簡諧運動的表達式和圖象1、機械振動：物體（或物體的一部分）在某一中心位置兩側來回做往復運動，叫做機械振動。機械振動產生的條件是：①回復力不為零；②阻力很小。使振動物體回到平衡位置的力叫做回復力，回復力屬于效果力，在具體問題中要注意分析什么力提供了回復力。2、簡諧振動：在機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行定義或理解：①物體在跟位移大小成正比，并且總是指向平衡位置的回復力作用下的振動，叫做簡諧振動。 ②物體的振動參量，隨時間按正弦或余弦規律變化的振動，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，為適應振動特點還要引入一些新的物理量。⑴位移x：由平衡位置指向振動質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。⑵振幅A：做機械振動的物體離開平衡位置的最大距離叫做振幅，振幅是標量，表示振動的強弱。振幅越大表示振動的機械能越大，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。⑶周期T：振動物體完成一次余振動所經歷的時間叫做周期。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。⑷頻率f：振動物體單位時間內完成全振動的次數。⑸角頻率ω：角頻率也叫角速度，即圓周運動物體單位時間轉過的弧度數。引入這個參量來描述振動的原因是人們在研究質點做勻速圓周運動的射影的運動規律時，發現質點射影做的是簡諧振動。因此處理復雜的簡諧振動問題時，可以將其轉化為勻速圓周運動的射影進行處理，這種方法高考大綱不要求掌握。周期、頻率、角頻率的關系是：，T.⑹相位：表示振動步調的物理量。4、研究簡諧振動規律的幾個思路： ⑴用動力學方法研究，受力特征：回復力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生掌握。 ⑶用圖象法研究：熟練掌握用位移時間圖象來研究簡諧振動有關特征是本章學習的重點之一。 ⑷從能量角度進行研究：簡諧振動過程，系統動能和勢能相互轉化，總機械能守恒，振動能量和振幅有關。5、簡諧運動的表達式振幅A，周期T，相位，初相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：①頻率f：②角速度：③x-t圖線上一點的切線的斜率等于v3．從振動圖象中的x分析有關物理量(v，a，F)l單擺簡諧運動的特點是周期性。在回復力的作用下，物體的運動在空間上有往復性，即在平衡位置附近做往復的變加速(或變減速)運動；在時間上有周期性，即每經過一定時間，運動就要重復一次。我們能否利用振動圖象來判斷質點x，F，vl單擺二、單擺的周期與擺長的關系（實驗、探究） 單擺周期公式： 上述公式是高考要考查的重點內容之一。對周期公式的理解和應用注意以下幾個問題：①簡諧振動物體的周期和頻率是由振動系統本身的條件決定的。②單擺周期公式中的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，還由單擺系統的運動狀態決定。所以g也叫等效重力加速度。由可知，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。單擺系統運動狀態不同g值也不相同。例如單擺在向上加速發射的航天飛機內，設加速度為a，此時擺球處于超重狀態，沿圓弧切線的回復力變大，擺球質量不變，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內的單擺、擺球完全失重，回復力為零，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，回復力應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，擺線張力與擺球質量的比值。共振曲線，當驅動力的頻率等于系統的固有頻率時，振動的振幅最大三、受迫振動和共振共振曲線，當驅動力的頻率等于系統的固有頻率時，振動的振幅最大 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。當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，這種現象叫共振。共振是受迫振動的一種特殊情況。四、機械波橫波和縱波橫波的圖象1、機械波：機械振動在介質中的傳播過程叫機械波，機械波產生的條件有兩個：一是要有做機械振動的物體作為波源，二是要有能夠傳播機械振動的介質。2、橫波和縱波：質點的振動方向與波的傳播方向垂直的叫橫波。質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、機械波的特點：⑴每一質點都以它的平衡位置為中心做簡振振動；后一質點的振動總是落后于帶動它的前一質點的振動。⑵波只是傳播運動形式（振動）和振動能量，介質并不隨波遷移。4、橫波的圖象：用橫坐標x表示在波的傳播方向上各質點的平衡位置，縱坐標y表示某一時刻各質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。波形曲線表示介質中的“各個質點”在“某一時刻”的位移，振動圖象則表示介質中“某個質點”在“各個時刻”的位移。五、描述機械波的物理量——波長、波速和頻率（周期）的關系 ⑴波長λ：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點間的距離叫波長。振動在一個周期內在介質中傳播的距離等于波長。 ⑵頻率f：波的頻率由波源決定，在任何介質中頻率保持不變。 ⑶波速v：單位時間內振動向外傳播的距離。波速的大小由介質決定。波速與波長和頻率的關系：，v=λf.波的衍射六、波的干涉和衍射波的衍射 衍射：波繞過障礙物或小孔繼續傳播的現象。產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，使某些區域的振動加強，使某些區域振動減弱，并且振動加強和振動減弱區域相互間隔的現象。產生穩定干涉現象的條件是：兩列波的頻率相同，相差恒定。 穩定的干涉現象中，振動加強區和減弱區的空間位置是不變的，加強區的振幅等于兩列波振幅之和，減弱區振幅等于兩列波振幅之差。判斷加強與減弱區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倍時振動增強，是半波長奇數倍時振動減弱。干涉和衍射是波所特有的現象。波的干涉七、多普勒效應波的干涉1.多普勒效應：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象叫做多普勒效應。是奧地利物理學家多普勒在1842年發現的。2.多普勒效應的成因：聲源完成一次全振動，向外發出一個波長的波，頻率表示單位時間內完成的全振動的次數，因此波源的頻率等于單位時間內波源發出的完全波的個數，而觀察者聽到的聲音的音調，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決定的。3.多普勒效應是波動過程共有的特征，不僅機械波，電磁波和光波也會發生多普勒效應。4.多普勒效應的應用:①現代醫學上使用的胎心檢測器、血流測定儀等有許多都是根據這種原理制成。②根據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。③紅移現象：在20世紀初，科學家們發現許多星系的譜線有“紅移現象”，所謂“紅移現象”，就是整個光譜結構向光譜紅色的一端偏移，這種現象可以用多普勒效應加以解釋：由于星系遠離我們運動，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。科學家從紅移的大小還可以算出這種遠離運動的速度。這種現象，是證明宇宙在膨脹的一個有力證據。八、電磁波及其應用、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：變化的磁場產生電場在變化的磁場中所產生的電場的電場線是閉合的(渦旋電場)◎理解：①均勻變化的磁場產生穩定電場②非均勻變化的磁場產生變化電場2、電磁場理論的核心之二：變化的電場產生磁場麥克斯韋假設:變化的電場就像導線中的電流一樣,會在空間產生磁場,即變化的電場產生磁場◎理解：①均勻變化的電場產生穩定磁場；②非均勻變化的電場產生變化磁場二、電磁波1、電磁場：如果在空間某區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生周期性變化的磁場;這個變化的磁場又在它周圍空間產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系著的,形成不可分割的統一體,這就是電磁場這個過程可以用下圖表達。2、電磁波：電磁場由發生區域向遠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和磁感應強度B按正弦規律變化,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，提出光就是一種電磁波。⑵電磁波譜電磁波譜無線電波紅外線可見光紫外線X射線γ射線產生機理在振蕩電路中，自由電子作周期性運動產生原子的外層電子受到激發產生的原子的內層電子受到激發后產生的原子核受到激發后產生的⑶電磁波的應用：1、電視：電視信號是電視臺先把影像信號轉變為可以發射的電信號，發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熒光屏。電子束把一幅圖象按照各點的明暗情況，逐點變為強弱不同的信號電流，通過天線把帶有圖象信號的電磁波發射出去。2、雷達工作原理：利用發射與接收之間的時間差，計算出物體的距離。3、手機：在待機狀態下，手機不斷的發射電磁波，與周圍環境交換信息。手機在建立連接的過程中發射的電磁波特別強。電磁波與機械波的比較：共同點：都能產生干涉和衍射現象；它們波動的頻率都取決于波源的頻率；在不同介質中傳播，頻率都不變．不同點：機械波的傳播一定需要介質，其波速與介質的性質有關，與波的頻率無關．而電磁波本身就是一種物質，它可以在真空中傳播，也可以在介質中傳播．電磁波在真空中傳播的速度均為3.0×108，在介質中傳播時，波速和波長不僅與介質性質有關，還與頻率有關．不同電磁波產生的機理：無線電波是振蕩電路中自由電子作周期性的運動產生的；紅外線、可見光、紫外線是原子外層電子受激發產生的；倫琴射線是原子內層電子受激發產生的；γ射線是原子核受激發產生的。頻率(波長)不同的電磁波表現出作用不同：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行紅外線遙感；紫外線主要作用是化學作用，可用來殺菌和消毒；倫琴射線有較強的穿透本領，利用其穿透本領與物質的密度有關，進行對人體的透視和檢查部件的缺陷；γ射線的穿透本領更大，在工業和醫學等領域有廣泛的應用，如探傷，測厚或用γ刀進行手術。九、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，就有折射率：光從一種介質射入另一種介質時，雖然入射角的正弦跟折射角的正弦之比為一常數n，但是對不同的介質來說，這個常數n是不同的．這個常數n跟介質有關系，是一個反映介質的光學性質的物理量，我們把它叫做介質的折射率．定義式：（是光線在真空中與法線之間的夾角，是光線在介質中與法線之間的夾角。）光從真空射入某種介質時的折射率，叫做該種介質的絕對折射率，也簡稱為某種介質的折射率.十、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，不準觸摸光潔的光學面，只能接觸毛面或棱，嚴禁把玻璃磚當尺畫玻璃磚的界面；實驗過程中，玻璃磚與白紙的相對位置不能改變；大頭針應垂直地插在白紙上，且玻璃磚每一側的兩個大頭針距離應大一些，以減小確定光路方向造成的誤差；入射角應適當大一些，以減少測量角度的誤差。十一、光的全反射光導纖維全反射現象：當光從光密介質進入光疏介質時,折射角大于入射角.當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中，這種現象叫做全反射.臨界角：①定義:光從光密介質射向光疏介質時,折射角等于90°時的入射角，叫做臨界角.②臨界角的計算:sinC=.光導纖維：當光線射到光導纖維的端面上時，光線就折射進入光導纖維內，經內芯與外套的界面發生多次全反射后，從光導纖維的另一端面射出，而不從外套散逸,故光能損耗極小。十二、光的干涉、衍射和偏振光的干涉（1）產生穩定干涉的條件：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，才能產生光的干涉。由兩個普通獨立光源發出的光，不可能具有相同的頻率，更不可能存在固定的相差，因此，不能產生干涉現象。（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。PP2P1激S1光S2P0屏①在雙縫干涉實驗中，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，當用白光入射時，屏上是否會產生雙縫干涉圖樣？這時在屏上將會出現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生干涉，此時屏上將出現混合色二單縫衍射圖樣。②在雙縫干涉實驗中，如果遮閉其中一條縫，則在屏上出現的條紋有何變化？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為單縫衍射條紋，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制的，所以原來亮的地方不會變暗。③雙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生能量，而是按照波的傳播規律到達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）薄膜干涉及其應用(1)原理①干涉法檢查精密部件的表面取一個透明的標準樣板，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對應的位置空氣層厚度相同。由于Q位于P的右方(即遠離楔尖)，如果被檢表面是平的，Q處厚度應該比P處大，所以，只有當A處凹陷時才能使P與Q處深度相同。同理可以判斷與M對應的B處為凸起。②增透膜是在透鏡、棱鏡等光學元件表面涂的一層氟化鎂薄膜。當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該等于光在該介質中波長的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。當滿足增透膜厚度d=時，兩束反射光恰好實現波峰與波谷相疊加，實現干涉相消，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，相當于光幾乎不發生反射而透過薄膜，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。當白光照到(垂直)增透膜上，綠光產生相消干涉，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 ⑴現象：①單縫衍射a)單色光入射單縫時，出現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，出現彩色條紋。②圓孔衍射：光入射微小的圓孔時，出現明暗相間不等距的圓形條紋③泊松亮斑光入射圓屏時，在園屏后的影區內有一亮斑⑵光發生衍射的條件: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，出現明顯的衍射現象 光的偏振自然光：從普通光源直接發生的天然光是無數偏振光的無規則集合，所以直接觀察時不能發現光強偏于一定方向．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、電燈等普通光源發出的光，包含著在垂直于傳播方向的平面內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，相當于被一個“狹縫”卡了一下，只有振動方向跟“狹縫”