高中物理選修3-4復(fù)習(xí)資料總結(jié)
高中物理選修3-4復(fù)習(xí)資料總結(jié)
選修3-4是高中物理的重點(diǎn)內(nèi)容，學(xué)生需要做好相關(guān)復(fù)習(xí)工作，下面是學(xué)習(xí)啦小編給大家?guī)?lái)的高中物理選修3-4復(fù)習(xí)資料，希望對(duì)你有幫助。
高中物理選修3-4復(fù)習(xí)資料(一)
1、機(jī)械振動(dòng)：
物體(或物體的一部分)在某一中心位置兩側(cè)來(lái)回做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，叫做機(jī)械振動(dòng)。機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生的條件是：
?、倩貜?fù)力不為零;
②阻力很小。使振動(dòng)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(wèn)題中要注意分析什么力提供了回復(fù)力。
2、簡(jiǎn)諧振動(dòng)：
在機(jī)械振動(dòng)中最簡(jiǎn)單的一種理想化的振動(dòng)。對(duì)簡(jiǎn)諧振動(dòng)可以從兩個(gè)方面進(jìn)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(fù)力作用下的振動(dòng)，叫做簡(jiǎn)諧振動(dòng)。
②物體的振動(dòng)參量，隨時(shí)間按正弦或余弦規(guī)律變化的振動(dòng)，叫做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，
3、描述振動(dòng)的物理量
研究振動(dòng)除了要用到位移、速度、加速度、動(dòng)能、勢(shì)能等物理量以外，為適應(yīng)振動(dòng)特點(diǎn)還要引入一些新的物理量。
⑴位移x：由平衡位置指向振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)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(jī)械振動(dòng)的物體離開(kāi)平衡位置的 最大距離叫做振幅，振幅是標(biāo)量，表示振動(dòng)的強(qiáng)弱。振幅越大表示振動(dòng)的機(jī)械能越大，做簡(jiǎn)揩振動(dòng)物體的振幅大小不影響簡(jiǎn)揩振動(dòng)的周期和頻率。
?、侵芷赥：振動(dòng)物體完成一次余振動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間叫做周期。所謂全振動(dòng)是指物體從某一位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，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(dòng)。
?、阮l率f：振動(dòng)物體單位時(shí)間內(nèi)完成全振動(dòng)的次數(shù)。
?、山穷l率ω：角頻率也叫角速度，即圓周運(yùn)動(dòng)物體單位時(shí)間轉(zhuǎn)過(guò)的弧度數(shù)。引入這個(gè)參量來(lái)描述振動(dòng)的原因是人們?cè)谘芯抠|(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的射影的運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，發(fā)現(xiàn)質(zhì)點(diǎn)射影做的是簡(jiǎn)諧振動(dòng)。因此處理復(fù)雜的簡(jiǎn)諧振動(dòng)問(wèn)題時(shí)，可以將其轉(zhuǎn)化為勻速圓周運(yùn)動(dòng)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?dòng)步調(diào)的物理量。
4、研究簡(jiǎn)諧振動(dòng)規(guī)律的幾個(gè)思路：
?、庞脛?dòng)力學(xué)方法研究，受力特征：回復(fù)力F =- kx;加速度，簡(jiǎn)諧振動(dòng)是一種變加速運(yùn)動(dòng)。在平衡位置時(shí)速度最大，加速度為零;在最大位移處，速度為零，加速度最大。
?、朴眠\(yùn)動(dòng)學(xué)方法研究：簡(jiǎn)諧振動(dòng)的速度、加速度、位移都隨時(shí)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(shí)間圖象來(lái)研究簡(jiǎn)諧振動(dòng)有關(guān)特征是本章學(xué)習(xí)的重點(diǎn)之一。
?、葟哪芰拷嵌冗M(jìn)行研究：簡(jiǎn)諧振動(dòng)過(guò)程，系統(tǒng)動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，總機(jī)械能守恒，振動(dòng)能量和振幅有關(guān)。
5、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式：
6、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象描述振動(dòng)的物理量
(1)直接描述量：
①振幅A;②周期T;③任意時(shí)刻的位移t.
(2)間接描述量：
(3)從振動(dòng)圖象中的x分析有關(guān)物理量(v，a，F(xiàn))
簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)是周期性。在回復(fù)力的作用下，物體的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng);
在時(shí)間上有周期性，即每經(jīng)過(guò)一定時(shí)間，運(yùn)動(dòng)就要重復(fù)一次。我們能否利用振動(dòng)圖象來(lái)判斷質(zhì)點(diǎn)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(dòng)圖象的物理意義，才能進(jìn)一步判斷質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況。
小結(jié)：①簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象是正弦或余弦曲線，與運(yùn)動(dòng)軌跡不同。②簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象反應(yīng)了物體位移隨時(shí)間變化的關(guān)系。③根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象可以知道物體的振幅、周期、任一時(shí)刻的位移。
高中物理選修3-4復(fù)習(xí)資料(二)
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(dòng)方向一致的相干光源，才能產(chǎn)生光的干涉。由兩個(gè)普通獨(dú)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(shuō)明，兩縫間距離越小、縫到屏的距離越大，光波的波長(zhǎng)越大，條紋的寬度就越大。當(dāng)實(shí)驗(yàn)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(zhǎng)不同，紅光最長(zhǎng)，紫光最短。
幾個(gè)問(wèn)題：
①在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，如果用紅色濾光片遮住一個(gè)狹縫S1，再用綠濾光片遮住另一個(gè)狹縫S2，當(dāng)用白光入射時(shí)，屏上是否會(huì)產(chǎn)生雙縫干涉圖樣?
這時(shí)在屏上將會(huì)出現(xiàn)紅光單縫衍射光矢量和綠光單縫衍射光矢量振動(dòng)的疊加。由于紅光和綠光的頻率不同，因此它們?cè)谄辽席B加時(shí)不能產(chǎn)生干涉，此時(shí)屏上將出現(xiàn)混合色二單縫衍射圖樣。
②在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)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(lái)亮的地方會(huì)不會(huì)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(shí)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(lái)亮的地方不會(huì)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(qiáng)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(méi)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(qiáng)，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(shí)驗(yàn)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(gè)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(gè)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(huì)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(diǎn)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(diǎn)位于同一條亮紋上，故甲圖中與P、Q對(duì)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(shí)才能使P與Q處深度相同。同理可以判斷與M對(duì)應(yīng)的B處為凸起。
?、谠鐾改?/p>
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(gè)表面上反射光的路程差等于半個(gè)波長(zhǎng)時(shí)，反射回來(lái)的光抵消。從而增強(qiáng)了透射光的強(qiáng)度。顯然增透膜的厚度應(yīng)該等于光在該介質(zhì)中波長(zhǎng)的1/4。
由能量守恒可知，入射光總強(qiáng)度=反射光總強(qiáng)度+透射光總強(qiáng)度。光的強(qiáng)度由光的振幅決定。
當(dāng)滿足增透膜厚度時(shí)，兩束反射光恰好實(shí)現(xiàn)波峰與波谷相疊加，實(shí)現(xiàn)干涉相消，使其合振幅接近于零，即反射光的總強(qiáng)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(guò)薄膜，因而大大減少了光的反射損失，增強(qiáng)了透射光的強(qiáng)度。
增透膜只對(duì)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(qiáng)度幾乎是零。這時(shí)其他波長(zhǎng)的光(如紅光和紫光)并沒(méi)有被完全抵消。因此，增透膜呈綠光的互補(bǔ)色——淡紫色。
光的衍射
?、努F(xiàn)象：
①單縫衍射
a.單色光入射單縫時(shí)，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(shí)，出現(xiàn)彩色條紋。
?、趫A孔衍射：光入射微小的圓孔時(shí)，出現(xiàn)明暗相間不等距的圓形條紋
③泊松亮斑:光入射圓屏?xí)r，在園屏后的影區(qū)內(nèi)有一亮斑
⑵光發(fā)生衍射的條件:障礙物或孔的尺寸與光波波長(zhǎng)相差不多，甚至此光波波長(zhǎng)還小時(shí)，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(wú)數(shù)偏振光的無(wú)規(guī)則集合，所以直接觀察時(shí)不能發(fā)現(xiàn)光強(qiáng)偏于一定方向。這種沿著各個(gè)方向振動(dòng)的光波的強(qiáng)度都相同的光叫自然光;
太陽(yáng)、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(dòng)的光，而且沿著各個(gè)方向振動(dòng)的光波強(qiáng)度都相同，這種光都是自然光。
自然光通過(guò)第一個(gè)偏振片P1(叫起偏器)后，相當(dāng)于被一個(gè)“狹縫”卡了一下，只有振動(dòng)方向跟“狹縫”方向平行的光波才能通過(guò)。
自然光通過(guò)偏振片Pl后雖然變成了偏振光，但由于自然光中沿各個(gè)方向振動(dòng)的光波強(qiáng)度都相同，所以不論晶片轉(zhuǎn)到什么方向，都會(huì)有相同強(qiáng)度的光透射過(guò)來(lái)。再通過(guò)第二個(gè)偏振片P2(叫檢偏器)去觀察就不同了;不論旋轉(zhuǎn)哪個(gè)偏振片，兩偏振片透振方向平行時(shí)，透射光最強(qiáng)，兩偏振片的透振方向垂直時(shí)，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(shí)，由于水面或玻璃會(huì)反射出很強(qiáng)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(gè)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。
高中物理選修3-4復(fù)習(xí)資料(三)
(一)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論
1、電磁場(chǎng)理論的核心之一：變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)
在變化的磁場(chǎng)中所產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)線是閉合的(渦旋電場(chǎng))
理解：
?、倬鶆蜃兓拇艌?chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定電場(chǎng);
?、诜蔷鶆蜃兓拇艌?chǎng)產(chǎn)生變化電場(chǎng)。
2、電磁場(chǎng)理論的核心之二：變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)
麥克斯韋假設(shè):變化的電場(chǎng)就像導(dǎo)線中的電流一樣,會(huì)在空間產(chǎn)生磁場(chǎng),即變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)
理解：
?、倬鶆蜃兓碾妶?chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定磁場(chǎng);
②非均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化磁場(chǎng)。
(二)電磁波
1、電磁場(chǎng)：如果在空間某區(qū)域中有周期性變化的電場(chǎng),那么這個(gè)變化的電場(chǎng)就在它周圍空間產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng);這個(gè)變化的磁場(chǎng)又在它周圍空間產(chǎn)生新的周期性變化的電場(chǎng),變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)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(chǎng)。
這個(gè)過(guò)程可以用下圖表達(dá)：
2、電磁波：電磁場(chǎng)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(diǎn)：
(1)電磁波是橫波,電場(chǎng)強(qiáng)度E 和磁感應(yīng)強(qiáng)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(cè)量出電磁波和光有相同的速度.這樣赫茲證實(shí)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。
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