光学与力学之间的类比(终板)
高三物理与光学知识点总结
高三物理与光学知识点总结物理学是一门研究物质和能量之间相互关系的科学。
而光学作为物理学的重要分支，主要研究光和光的行为特性。
在高三物理学习的过程中，我们积累了大量的物理与光学知识，下面对这些知识进行总结。
一、光的传播和折射1. 光的传播方式：光可以通过真空、空气、水和透明介质传播。
2. 光的折射现象：当光从一种介质进入另一种介质中时，会出现折射现象，并遵循斯涅尔定律。
二、光的反射和成像1. 光的反射定律：入射角等于反射角，即角度i等于角度r。
2. 镜面反射和漫反射：在光照射到物体表面时，光可以发生镜面反射或漫反射。
3. 平面镜成像：平面镜可以形成虚像，虚像与实物相似，位于镜面后方。
4. 球面镜成像：凸透镜可以形成真实倒立的实像，位于透镜的对侧；凹透镜则形成虚像，位于透镜的同侧。
三、光的波动性质1. 光的波长和频率：光既是一种电磁波，也是一种电磁粒子。
波长越短，频率越高。
2. 光的干涉现象：当两束光波相遇时，会发生干涉现象，分为构成干涉和破坏干涉。
3. 光的衍射现象：当光通过一个光阑或者通过物体的缝隙时，会发生衍射现象。
4. 光的偏振现象：光的偏振是波动方向固定的光。
四、光的颜色和色散1. 光的颜色：白光可以分解为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色。
2. 光的色散：当白光通过一个三棱镜时，会发生色散现象，不同颜色光波的折射角不同。
五、光的能量和光电效应1. 光的能量：光是由许多粒子组成，每个光子携带一定的能量。
2. 光电效应：当光照射到某些金属表面时，可以使金属发生电子的解离现象。
六、光学仪器与光的利用1. 显微镜：利用透镜或者物镜对微小物体进行观察。
2. 望远镜：透镜或者反射镜用于观察远处物体。
3. 光纤通信：利用光的全反射和波导性质进行信息传输。
以上是高三物理与光学知识点的简要总结。
通过对这些知识点的掌握，我们可以更好地理解光的行为、应用光学知识解决实际问题，并继续深入学习和探索光学领域的更多知识。
光学原理的力学类比
为： 完整 、 势 的力 学 系统 ， 相 同 时 间 、 同始 点 有 在 相
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维普资讯
第 ２ ２卷
第 ２期
宝鸡文 理学院学报 （ 自然 科 学 版 ）
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ ａ ｊ Ｃ ｌ ｇ ｆ ｔ ｎ ｃｅ ｃ （ ｔ ｒ ｌ ｉｎ ｅ ｏ ｒ ａ ｏ ｏｉ ｏｌ ｅ ｏ ｓａ ｄ Ｓ ｉｎ ｅ Ｎａ ｕ ａ Ｓ ｅ ｃ ） Ｂ ｅ Ａｒ ｃ
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运 动 定 律 等 价 的 力 学 原 理 ， 被广 泛 用 于推 导 其 常 它原 理 、 定律 和 方 程 ， 物理 学 及其 相 关学 科 领域 在 有 着重 要 应 用 。２ Ｅ ３
光学和力学知识点
一、光的反射定律：1、光线、光线、线在同一内；2 、光线、光线分居在两侧；3、等于（既共面，分居，相等）光的反射分为反射和反射。
二、光的折射定律：1、光线、光线、线在同一内；2 、光线、光线分居在两侧；3、当光从空气斜射入其它介质时折射角入射角，当光从其它介质斜射入空气中时，折射角入射角。
三、平面镜成像的特点是：1、像和物体的相同（即）；2、像到平面镜的距离（像距）和（物距）（即）；3、像和物体的与镜面（即垂直）；4、平面镜所成的像是像。
四、凸透镜成像的规律：1、ｕ＞时，＜ｖ＜，成、、应用：2、ｕ= 时，ｖ= ，成、、。
应用：3、＜ｕ＜时，ｖ＞，成、、。
应用：4、ｕ= 时，（填“能”或“不能”）成像，应用：5、ｕ＜时，成、、。
应用：注意：当物体在焦距之外时，有物像像变，物像像变。
1、力的作用效果：、2、力的三要素：、、3、牛顿第一定律：一切物体在没有受到力的作用时，总保持或。
4、惯性：一切物体保持运动状态的性质，叫做惯性。
（即静止或匀速直线运动状态）5、二力平衡的条件：、、6、固体压强计算公式公式：写出变形公式：、。
7、液体压强计算公式公式：写出变形公式：、。
8、在液体和气体中，流速越的位置压强越小。
9、阿基米德10、四种计算浮力的公式：（1）、压力差法：（2）、称重法：（3）、阿基米德原理法：（4）、条件法：当物体漂浮或悬浮时11、做功计算公式：12、功率计算公式：、13、杠杆平衡条件：14、滑轮组的机械效率公式：。
2019年公务员考试行测练习：类比推理(339)
2019年公务员考试行测练习：类比推理（339）1.雕塑：绘画A.政体：民主B.政治：信仰C.力学：光学D.样本：范例2.农业：工业A.劳动：工资B.复印机：电脑C.高级：职称D.土地：果实3.高粱之于白酒正如（）之于（）A.蚊帐被子B.黄豆酱油C.砖头水泥D.青草牛奶4.（）对于卵相当于鸟对于（）A.鱼——蛋B.胚胎——羽毛C.爬行动物——哺乳动物D.种子——幼仔5.白天：黑夜A.男人：女人B.高山：大海C.白色：黑色D.老人：小孩1.答案: C解析:第一步：判断题干两词间的逻辑关系题干两词是并列关系，雕塑和绘画是两种不同的艺术形式，与之关系相同的是C项，力学和光学是两个不同的物理学分支。
第二步：逐一判断其他选项A项两词是对应关系，政体可能是民主的；B项政治和信仰不存在明显的逻辑关系；D项样本和范例是近义词，两词构成全同关系。
故正确答案为C。
2.答案: B解析:第一步：判断题干两词间的逻辑关系题干两词为并列关系。
第二步：判断选项词语间的逻辑关系A中两词为因果关系，B中两词为并列关系，C中两词为属性关系，D中两词为对应关系。
因此正确答案为B。
3.答案: B解析:第一步：判断题干词语间的逻辑关系题干两词为对应关系，是事物与其制作原料的对应。
第二步：判断选项词语间的逻辑关系A中两词为并列关系，二者均为家居用品；B中两词是事物与其制作原料的对应；C中两词为并列关系，二者均为建筑材料；D中两词没有逻辑关系。
故正确答案为B。
4.答案: A解析:第一步：将选项逐一代入，判断各选项前后部分的逻辑关系A中鱼产卵，鸡产蛋，均为生物与卵的对应；B中后一组为组成关系，前一组不是组成关系；C中鸟和哺乳动物不构成逻辑关系；D中后一组为相同物种中不同时间下的对应，而前一组不是。
第二步：判断选项词语间的逻辑关系由以上分析可知正确答案为A。
5.答案: A解析:第一步：判断题干词语间逻辑关系题干两词是并列关系，且是并列中的矛盾关系第二步：判断选项词语间逻辑关系与题干相同逻辑关系的即为A，其他选项均是反对关系，故正确答案为A。
论物理学中的类比方法
论物理学中的类比方法段新（网名duanxinxyz）肖建摘要：本文阐述了类比法的概念、分类和特点，分析了类比方法在物理学中的作用与应用，强调了运用类比法应注意的几个问题。
关键词：物理学，类比方法，特点，作用，运用1类比法的概念、分类与特点1.1类比法概念类比法是从特殊到特殊的逻辑推理方法，是根据两个对象内部属性关系的某些方面相同或相似，从而推知它们在其他方面可能相同或相似的推理方法。
类比方法广泛应用于各门学科、各个领域和各种研究学习之中。
1.2类比法的分类从方法论的角度，可把类比法分为如下五类：1.2.1简单共存类比法它以简单共存关系作为推理中介。
例如，有位地震研究者，在某次地震观测到天空出现奇特的云彩，并记录了这次地震的时间、方位和震级。
后来，他又看到了这种云彩，推断又将再次发生地震，并预言了地震的大致时间、方位和震级，果然被言中。
此种推理方法即属于简单共存类比法。
1.2.2因果类比法它是根据相类比的两个对象各自属性之间可能有相同的因果关系而进行的类比推理。
例如，声音能够直线传播、反射、折射、干涉和衍射，因为它具有波动性。
在相同的关系中，光也能直线传播、反射、折射、干涉和衍射，从而推知光也可能具有波动性。
十九世纪英国物理学家托马斯·杨运用因果类比法，确立了光的波动说在光学中的主导地位。
1.2.3对称类比法它是根据两个对象属性之间的对称关系所作的类比推理。
例如，英国物理学家狄拉克从描述自由电子运动方程中，得出正负对称的能量解。
已知正能量对应于负电子，狄拉克根据类比推理预言负能量对应的可能是正电子。
后来在实验中果然发现了正电子。
1.2.4协变类比法它是根据两个对象可能都具有的属性之间的某种协变关系（定量函数关系）进行的类比推理。
例如，欧姆根据热传导中有协变关系:Q=C m×ΔT，类比推出电流传导的协变关系：I=1/R×V。
欧姆的预言后来被实验证实。
1.2.5综合类比法它是根据对象属性之间多种关系的综合相似性所进行的类比推理。
光学原理的力学类比
光学原理的力学类比摘要：系统地类比了光学原理与力学原理，并从这种类比关系出发对波动力学的建立进行了讨论 关键词：力学原理；光学原理；类比为了解决光在连续变化的非均匀媒质中从一点传播到另一点所遵循的普遍规律，1679年费马（Fermat ）将此规律表述为：光线从一点P 传播到另一点Q 的实际路线上，光程取极值（可以是极小值、极大值、定值），即⎰=∆QP nds 0 (1) 或 0=∆⎰Q P u ds(n=c/u) (2)式（1）、(2) 即为几何光学中著名的费马原理的两种基本形式，式中△为全变分算符，n 为媒质折射率，L 为积分路径，ds 为路径线元，u 为光波速度，c 为真空中的光速．由费马原理能推出几何光学的全部定律。
为把力学包含在一个极值化的原理中，莫培丢（Maupertuis ）于1744年首先提出，拉格朗日（Lagrange ）于1760年严格论证并加以推广的适用于保守系统的力学原理——最小作用原理，表述为：对理想、完整的保守系统，通过相同起终位置的一切运动，其可能实现的运动是在其附近考虑到的相同能量的各种路径中，使拉格朗日作用量取极值的运动，即 ⎰=∆2102t t Tdt (3)式（3）中T 为系统动能，dt 为时间元，t 1、t 2为粒子从P 点到Q 点的时刻．最小作用原理是力学及各种场论的基本原理、曾被雅可比（Jacobi ）称作“分析力学之母”，常常被奉为物理学的最高原理．由费马原理确定的光传播规律和由最小作用原理确立的粒子运动，两者类比如下．1．原理形式的类比对于单粒子保守系统，设粒子质量为m ，速度为υ，势能为U ，注意到能量E 积分 T ＋U=E ，有ds u E m ds mT mvds dt mv Tdt )(2222-====代人式（3）得0)(2221=-∆=∆⎰⎰ds U E m Tdt t t Q P (4)式（4）为最小作用原理的雅可比形式，它是确定真实运动轨线的变分原理．比较式（1）、（4）可知，若使n （r ）∝))((2r U E m -，则单粒子力学问题可以当作一条光线的几何光学问题来求解；反之，几何光学的路线问题，也可以当作质点力学问题来求解．即按最小作用原理运动的粒子轨线和按费马原理决定的光线是完全一致的。
2020年高三物理高考专题复习：类比思想 课件(共35张PPT)
v0
M
m
C. 自由落体运动
D. 圆周运动
mv0 mv1 Mv2
1 2
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1 2
mv12
1 2
Mv22
若m=M，则v1=0
自由落体
若m>M，则v1与v0同向 右平抛
若m < M，则v1与v0反向 左平抛
4、“点电荷电场模型”与“电磁辐射模型 ”的类比 点光源S
半径为R的球面辐射模型，球体表面积S=4πR2
1 2
mv02
1 2
(m
M
)v共2
mQgh
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v2
原长
A
B
3、“碰撞模型” 的类比
光滑水平面
v0
m M
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3、“碰撞模型” 的类比
a计.设算直FA径S为T能10够0 m接的收望到远的镜来能自够该接天收体到的的电来磁自波某功天率体P2的; 电磁波功PS率收∝=为r2PP单1S,
分析：类比球面辐射模型
P收 ∝ r2
望远镜 接收
天体电磁波源S
用类比思想解决问题
b.在宇宙大尺度上,天体的空间分布是均匀的。仅以辐射功率为P的同 类天体为观测对象,设直径为100 m望远镜能够观测到的此类天体数目 是N0,计算FAST能够观测到的此类天体数目N。
1、行星运动模型与原子核式结构模型的类比
类比知识点物理总结高中
类比知识点物理总结高中本文将采用类比的方式，通过比较物理知识点与日常生活中的各种现象，来总结高中物理知识点。
类比可以帮助学生更直观地理解物理知识，从而更好地掌握和应用知识。
接下来，我们将从力学、热学、光学、电磁学、原子物理等方面，进行物理知识点的类比总结。
一、力学1. 运动的描述运动是我们日常生活中经常遇到的现象。
在力学中，运动的描述是物体在空间中位置、速度、加速度随时间变化的规律。
我们可以将物体的运动类比成我们日常生活中的动作。
比如，一个人在慢跑时，我们可以用位置-时间图来描述他的运动，用速度-时间图来描述他的速度变化规律，用加速度-时间图来描述他的加速度变化规律。
2. 牛顿定律牛顿定律是力学的基本定律，描述了物体受力时的运动规律。
我们可以用这个定律来解释日常生活中的各种现象。
比如，牛顿第一定律可以类比成我们平常骑自行车时的感受，即如果没有外力作用，骑车的人会保持匀速直线运动。
牛顿第二定律可以类比成我们敲击物体时的感受，即物体受力越大，加速度越大。
牛顿第三定律可以类比成我们划船时的感受，即我们用桨划水，水反作用于桨，桨反作用于水，产生的力互相作用。
3. 力的合成与分解力的合成与分解是物理中的重要内容。
我们可以用合力和分力的概念来解释日常生活中的各种现象。
比如，我们可以类比成两个人合力推一个物体，两人的力合成为一个合力；或者类比成一个力分解成两个力，比如将一个横向作用的力分解成平行于斜面和垂直于斜面的两个力。
二、热学1. 热传导热传导是热学中的重要现象，描述了热量在物体间传递的规律。
我们可以用热传导的规律来解释日常生活中的一些现象。
比如，我们可以将热传导比作钻孔机，热能传导的速度可以类比成钻头的转速，导热系数可以类比成钻头的锋利程度，温度梯度可以类比成工件表面的硬度。
2. 热力学第一定律热力学第一定律是能量守恒定律在热学领域的应用。
我们可以用这个定律来解释日常生活中的一些现象。
比如，我们可以类比成用水瓶来装水，水瓶里的水可以类比成系统的内能，水瓶外的水可以类比成系统对外做功，瓶口可以类比成系统与外界相互作用的交换。
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本科生毕业论文(设计)打印专用纸目录摘要： (1)Abstract: (1)1 绪论 (3)2光学与力学间的类比 (3)2.1力学和光学中基本概念物理规律及过渡关系中的对应 (3)2.1.1基本概念的对应关系 (3)2.1.2物理理规律的对应关系 (5)2.1.3过渡关系的对应 (6) (7)2.2原理性的类比 (8)2.2.1原理形式的类比 (9)2.2.2斯涅耳（Snell）定律与势能突变面处的粒子行为 (10)2.2.3光与粒子路线2.2.4波前传播与相空间内的“波前面函数”的传输 (12)2.2.5电子光学情况 (15)2.2.6程函方程与哈密顿——雅可比方程的类比 (16) (17)2.2.7从经典力学导波动力学 (20)结论 (21)参考文献：致谢 (23)本科生毕业论文(设计)打印专用纸光学与力学之间的类比郭杰物理与电子信息学院物理学专业05级指导教师：宋婷婷摘要：力学的发展史可以简单地概括为：力——经典力学——量子力学。
光学的发展史也可以简单的概括为：光——几何光学——波动光学。
同时力学与光学，是两门古老而又极具生命力的科学，两者在许多方面即存在形式上的对应关系，又有着物理学的内在联系。
力学与光学对应关系的研究，对整个物理学的发展有着重要的意义。
光学与力学的基本概念、物理规律及过渡关系中都存在着对应关系。
光学与力学对应关系的研究，对整个物理学的发展有着重要的意义，在二十世纪初，迈克尔孙实验的记过，使爱因斯坦据此提出了相对论，更新了人们的时空观念。
德不罗意把光的波粒二象性推广到所有的物质粒子，得出物质波的概念，为量子力学的创立奠定了坚实的基础。
量子力学的创始人薛定谔就根据几何光学和波动光学的关系进行类比，创立了量子力学的一种形式——波动力学。
这些可以说是近代物理学史上，利用光学与力学的对应关系取得的最杰出的成果。
同样地，如果我们在学习中找出力学与光学的对应关系，将有助于我们学习物理的兴趣，培养我们思考习惯和类比思维的能力。
在光学与力学类比的研究中，前人的研究注重单一方面的研究，并取得可喜的成绩。
而本文将从多个方面采用对比的方式论述光学与力学间的一些对应的关系。
关键词：力学；光学；类比本科生毕业论文(设计)打印专用纸The analogy between Optics and mechanicsGuo jieInstitute of Physics and Electronic Information Grade 05 Instructor: SongTingTing Abstract: History of the development of mechanics can be simply summarized as follows: Power - classical mechanics - quantum mechanics. And history of the development of optics can also be simply summarized as follows: Light - Geometrical Optics - Wave Optics. At the same time, mechanics and optics, are two science of great history and vitality, both of which exist in many respects the relationship of form, but also intrinsically linked with physics. Correlation between mechanical and optical research, casts great significance to the development of the entire physics. The basic concepts, physical laws and transitional relations of potics and mechanics are connecting with each other It is meaningful to the entire physics by correlation studying of optical and mechanical at the beginning of the twentieth century, the demerits of Michelson experiment, gave basid to Einstein`s theorcs, updated the concept of people's time and space. De Brogkie extendeg wave-particle duality of light to all the material particles, deriving the concept of matter waves laid a solid foundation which for the creation of quantum mechanics. The founder of Schrodinger quantum mechanics analogy on the basis of geometrical optics and wave optics, created a form of quantum mechanics - wave dynamics. These can be said that in the history of modern physics, in use of the corresponding relationg of optics and mechanics the most outstanding results. Similarly, the corresponding relationships between mechanics and optics if we find in our study of will help us to improve the physical interest ,and nurture our habits and capacity of analogue thinking. Analogy in optics and mechanics studying, The previous research focused on a single study, and achieved. However this article will contrast the way use of optics and mechanics discussing some of the corresponding inter-relationship in various aspeets.Key word：mechanics；optics；analogy本科生毕业论文(设计)打印专用纸1 绪论力学的发展史可以简单地概括为：力——经典力学——量子力学。
从公元前四世纪古罗马时代，亚里士多德和阿基米德分别在动力学和流体静力学方面取得了许多的成果，到十六、十七世纪，经过斯台文、伽利略、笛卡尔等一大批物理学家的不断努力，最后由牛顿概括总结出了牛顿力学体系，即经典力学趋于完善。
二十世纪初爱因斯坦创立了狭义相对论，使人们在时空观念上发生了根本性转变，在这个时期，由德不罗意提出了物质波的理论，据此分别由薛定谔和海森堡创立了波动力学和矩阵力学，即量子力学体系。
光学也是古希腊发展得较早的一门科学，欧几米德研究了光的反射，提出了反射定律。
同理学一样，在古希腊以后很长一段时间里，光学并没有什么重大的进展。
到十六、十七世纪，科学家主要集中研究了光的直线传播、反射和折射现象，直至恵涅尔发现了折射定律，几何光学臻于完善。
在十九世纪初，托马斯·杨的双缝干涉实验，确立了波动光学的基础，而后由麦克斯韦提出了光的电磁理论，从而使人们认识到了光学具有波粒二象性。
因此跟力学的发证类似，光学的发展史也可以简单的概括为：光——几何光学——波动光学。
力学与光学，是两门古老而又极具生命力的科学，两者在许多方面即存在形式上的对应关系，又有着物理学的内在联系。
力学与光学对应关系的研究，对整个物理学的发展有着重要的意义。
对于这两门科学，国内外科研工作人员单一方面的研究，比如光学和力学中基本概念的对应关系，斯涅耳定律与势能突变面处的粒子行为，虽然在各个方面都取得了可喜的成就，为后人的研究铺垫了黄金般的道路，但终究没有人能从多方面的科学立场分析研究。
鉴于现在研究方面狭窄、不全面，本文将从多方面论述光学与力学间的一些对应关系。
如力学和光学中基本概念物理规律及过渡关系中的对应，原理性类比。
在上诉提到的两方面中我又分别从多方面进行研究分析。
最终从全方面对光学与力学进行类比。
2光学与力学间的类比2.1力学和光学中基本概念物理规律及过渡关系中的对应2.1.1基本概念的对应关系光学与力学的基本概念存在着对应关系，其物理量的具体对应如表1.1本科生毕业论文(设计)打印专用纸所示。
从表1.1中可以看出，力学与光学的最基本的对应就是力学中的时间t 与光学中的长度z 对应。
从这个基本的物理量的对应可导出其他物理量的对应。
表1.1 光学与力学中物理基本概念的对应[16]光学 力学 x 、y1q 、2q …n q x 、 y 、z1q 、2q …n q L （x 、y 、x 、y 、z ）L （d q 、d q 、t ） 方向余弦ndr p ds = d d L q q ∂=∂ 波包质点 光线轨迹 群速速度 点光源的光强引力 折射率势能 频率能量 标量波函数ψ几率波函数ψ 光学哈密顿量哈密顿量 传播系数β 角速度ω本科生毕业论文(设计)打印专用纸2.1.2物理理规律的对应关系不仅力学和光学中的物理两存在着对应关系，而且力学和光学中的物理规律也存在着对应关系，如表1.2所示。
从这些物理规律的对应，能够帮助我们理解和掌握物理规律。
表1.2 光学与力学中物理规律的对应[16] 光学力学 布给公式（Bonger ）r ns ⨯=恒量角动量守恒r mv ⨯=恒量 广义动力守恒dr u ds = 动量守恒dr v dt= 费马原理0nds ∂=⎰ 哈密顿最小作用原理0Ldt ∂=⎰拉格朗日方程 拉格朗日方程光学哈密顿正则方程 哈密顿正则方程光学哈——雅方程 哈——雅方程光学薛定谔方程 非相对论薛定谔方程布莱恩——戈登方程 相对论波动方程能量本征值方程 能量本征值方程测不准关系测不准关系本科生毕业论文(设计)打印专用纸2.1.3过渡关系的对应在力学与光学体系的内部，理论的发展层次之间的过渡关系，也具有某种对应关系。