高中物理选修3-4 1-2
(完整版)高中物理选修3-4知识点清单(非常详细)
(完整版)高中物理必修3-4知识点清单(非常详细)第一章 机械振动 第二章 机械波一、简谐运动1．概念：质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图象(x －t 图象)是一条正弦曲线的振动．2．平衡位置：物体在振动过程中回复力为零的位置． 3．回复力(1)定义：使物体返回到平衡位置的力． (2)方向：时刻指向平衡位置．(3)来源：振动物体所受的沿振动方向的合力． 4．简谐运动的表达式(1)动力学表达式：F ＝－kx ，其中“－”表示回复力与位移的方向相反．(2)运动学表达式：x ＝A sin (ωt ＋φ)，其中A 代表振幅，ω＝2πf 表示简谐运动的快慢，(ωt ＋φ)代表简谐运动的相位，φ叫做初相．5 定义 意义振幅 振动质点离开平衡位置的最大距离描述振动的强弱和能量周期振动物体完成一次全振动所需时间描述振动的快慢，两者互为倒数：T ＝1f频率振动物体单位时间内完成全振动的次数相位 ωt ＋φ描述质点在各个时刻所处的不同状态二、单摆1．定义：在细线的一端拴一个小球，另一端固定在悬点上，如果细线的伸缩和质量都不计，球的直径比线的长度短得多，这样的装置叫做单摆．2．视为简谐运动的条件：θ＜5°.3．回复力：F ＝G 2＝G sin θ＝mg lx . 4．周期公式：T ＝2πl g. 5．单摆的等时性：单摆的振动周期取决于摆长l 和重力加速度g ，与振幅和振子(小球)质量都没有关系．三、受迫振动及共振 1．受迫振动：系统在驱动力作用下的振动．做受迫振动的物体，它的周期(或频率)等于驱动力周期(或频率)，而与物体的固有周期(或频率)无关．2．共振：做受迫振动的物体，它的固有频率与驱动力的频率越接近，其振幅就越大，当二者相等时，振幅达到最大，这就是共振现象．共振曲线如图所示．考点一 简谐运动的五个特征 1．动力学特征 F ＝－kx ，“－”表示回复力的方向与位移方向相反，k 是比例系数，不一定是弹簧的劲度系数．2．运动学特征简谐运动的加速度与物体偏离平衡位置的位移成正比而方向相反，为变加速运动，远离平衡位置时x 、F 、a 、E p 均增大，v 、E k 均减小，靠近平衡位置时则相反．3．运动的周期性特征相隔T 或nT 的两个时刻振子处于同一位置且振动状态相同． 4．对称性特征(1)相隔T 2或2n ＋12T (n 为正整数)的两个时刻，振子位置关于平衡位置对称，位移、速度、加速度大小相等，方向相反．(2)如图所示，振子经过关于平衡位置O 对称的两点P 、P ′(OP ＝OP ′)时，速度的大小、动能、势能相等，相对于平衡位置的位移大小相等．(3)振子由P 到O 所用时间等于由O 到P ′所用时间，即t PO ＝t OP ′.(4)振子往复过程中通过同一段路程(如OP 段)所用时间相等，即t OP ＝t PO . 5．能量特征振动的能量包括动能E k 和势能E p ，简谐运动过程中，系统动能与势能相互转化，系统的机械能守恒．6.(1)由于简谐运动具有周期性、往复性、对称性，因此涉及简谐运动时，往往出现多解．分析此类问题时，特别应注意，物体在某一位置时，位移是确定的，而速度不确定，时间也存在周期性关系．(2)相隔(2n ＋1)T2的两个时刻振子的位置关于平衡位置对称，位移、速度、加速度等大反向．考点二 简谐运动的图象的应用某质点的振动图象如图所示，通过图象可以确定以下各量： 1．确定振动物体在任意时刻的位移． 2．确定振动的振幅．3．确定振动的周期和频率．振动图象上一个完整的正弦(余弦)图形在时间轴上拉开的“长度”表示周期．4．确定质点在各时刻的振动方向．5．比较各时刻质点加速度的大小和方向．6.(1)简谐运动的图象不是振动质点的轨迹，它表示的是振动物体的位移随时间变化的规律；(2)因回复力总是指向平衡位置，故回复力和加速度在图象上总是指向t 轴；(3)速度方向可以通过下一个时刻位移的变化来判定，下一个时刻位移如果增加，振动质点的速度方向就远离t 轴，下一个时刻的位移如果减小，振动质点的速度方向就指向t 轴．考点三 受迫振动和共振自由振动 受迫振动 共振受力情况仅受回 复力 受驱动 力作用 受驱动力作用振动周期 或频率 由系统本身性质决定，即固有周期T 0或固有频率f 0由驱动力的周期或频率决定，即T ＝T 驱或f ＝f 驱 T 驱＝T 0或f 驱＝f 0振动能量 振动物体的机械能不变 由产生驱动力的物体提供振动物体获得的能量最大常见例子弹簧振子或单摆(θ≤5°) 机械工作时底座发生的振动共振筛、声音的共鸣等(1)共振曲线：如图所示，横坐标为驱动力频率f ，纵坐标为振幅A .它直观地反映了驱动力频率对某振动系统受迫振动振幅的影响，由图可知，f 与f 0越接近，振幅A 越大；当f ＝f 0时，振幅A 最大．(2)受迫振动中系统能量的转化：受迫振动系统机械能不守恒，系统与外界时刻进行能量交换．3.(1)无论发生共振与否，受迫振动的频率都等于驱动力的频率，但只有发生共振现象时振幅才能达到最大.(2)受迫振动系统中的能量转化不再只有系统内部动能和势能的转化，还有驱动力对系统做正功补偿系统因克服阻力而损失的机械能．三、实验：用单摆测定重力加速度1．实验原理由单摆的周期公式T ＝2πl g ，可得出g ＝4π2T2l ，测出单摆的摆长l 和振动周期T ，就可求出当地的重力加速度g .2．实验器材单摆、游标卡尺、毫米刻度尺、停表． 3．实验步骤(1)做单摆：取约1 m 长的细丝线穿过带中心孔的小钢球，并打一个比小孔大一些的结，然后把线的另一端用铁夹固定在铁架台上，让摆球自然下垂，如图所示．(2)测摆长：用毫米刻度尺量出摆线长L (精确到毫米)，用游标卡尺测出小球直径D ，则单摆的摆长l ＝L ＋D2.(3)测周期：将单摆从平衡位置拉开一个角度(小于5°)，然后释放小球，记下单摆摆动30～50次的总时间，算出平均每摆动一次的时间，即为单摆的振动周期．(4)改变摆长，重做几次实验． 4．数据处理(1)公式法：g ＝4π2lT2.(2)图象法：画l －T 2图象．g ＝4π2k ，k ＝l T 2＝ΔlΔT2.5．注意事项(1)悬线顶端不能晃动，需用夹子夹住，保证悬点固定． (2)单摆必须在同一平面内振动，且摆角小于10°.(3)选择在摆球摆到平衡位置处时开始计时，并数准全振动的次数．(4)小球自然下垂时，用毫米刻度尺量出悬线长L ，用游标卡尺测量小球的直径，然后算出摆球的半径r ，则摆长l ＝L ＋r .(5)选用一米左右的细线．四、机械波 1．形成条件(1)有发生机械振动的波源． (2)有传播介质，如空气、水等． 2．传播特点(1)传播振动形式、传递能量、传递信息． (2)质点不随波迁移． 3．分类机械波⎩⎪⎨⎪⎧横波：振动方向与传播方向垂直.纵波：振动方向与传播方向在同一直线上.五、描述机械波的物理量1．波长λ：在波动中振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离．用“λ”表示． 2．频率f ：在波动中，介质中各质点的振动频率都是相同的，都等于波源的振动频率． 3．波速v 、波长λ和频率f 、周期T 的关系公式：v ＝λT＝λf机械波的速度大小由介质决定，与机械波的频率无关． 六、机械波的图象1．图象：在平面直角坐标系中，用横坐标表示介质中各质点的平衡位置，用纵坐标表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移，连接各位移矢量的末端，得出的曲线即为波的图象，简谐波的图象是正弦(或余弦)曲线．2．物理意义：某一时刻介质中各质点相对平衡位置的位移． 四、波的衍射和干涉1．波的衍射定义：波可以绕过障碍物继续传播的现象．2．发生明显衍射的条件：只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者小于波长时，才会发生明显的衍射现象．3．波的叠加原理：几列波相遇时能保持各自的运动状态，继续传播，在它们重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波引起的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和．4．波的干涉(1)定义：频率相同的两列波叠加时，某些区域的振动加强、某些区域的振动减弱，这种现象叫波的干涉．(2)条件：两列波的频率相同．5．干涉和衍射是波特有的现象，波同时还可以发生反射、折射． 五、多普勒效应由于波源与观察者互相靠近或者互相远离时，接收到的波的频率与波源频率不相等的现象．考点一 波动图象与波速公式的应用1．波的图象反映了在某时刻介质中的质点离开平衡位置的位移情况，图象的横轴表示各质点的平衡位置，纵轴表示该时刻各质点的位移，如图．图象的应用：(1)直接读取振幅A 和波长λ，以及该时刻各质点的位移．(2)确定某时刻各质点加速度的方向，并能比较其大小． (3)结合波的传播方向可确定各质点的振动方向或由各质点的振动方向确定波的传播方向．2．波速与波长、周期、频率的关系为：v ＝λT＝λf . 3.波的传播方向与质点的振动方向的互判方法图象律表示同一质点在各时刻的位移表示某时刻各质点的位移考点三 波的干涉、衍射、多普勒效应 1．波的干涉中振动加强点和减弱点的判断某质点的振动是加强还是减弱，取决于该点到两相干波源的距离之差Δr . (1)当两波源振动步调一致时若Δr ＝n λ(n ＝0,1,2，…)，则振动加强； 若Δr ＝(2n ＋1)λ2(n ＝0,1,2，…)，则振动减弱．(2)当两波源振动步调相反时若Δr ＝(2n ＋1)λ2(n ＝0,1,2，…)，则振动加强；若Δr ＝n λ(n ＝0,1,2，…)，则振动减弱． 2．波的衍射现象是指波能绕过障碍物继续传播的现象，产生明显衍射现象的条件是缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不大或者小于波长．3．多普勒效应的成因分析 (1)接收频率：观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数．当波以速度v 通过观察者时，时间t 内通过的完全波的个数为N ＝vtλ，因而单位时间内通过观察者的完全波的个数，即接收频率．(2)当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率变大，当波源与观察者相互远离时，观察者接收到的频率变小．第三章 电磁波一、电磁波的产生1．麦克斯韦电磁场理论变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场． 2．电磁场变化的电场和变化的磁场总是相互联系成为一个完整的整体，这就是电磁场． 3．电磁波电磁场(电磁能量)由近及远地向周围传播形成电磁波． (1)电磁波是横波，在空间传播不需要介质．(2)真空中电磁波的速度为3.0×108m/s.(3)电磁波能产生干涉、衍射、反射和折射等现象． 二、电磁波的发射与接收 1．电磁波的发射(1)发射条件：足够高的频率和开放电路． (2)调制分类：调幅和调频． 2．电磁波的接收(1)调谐：使接收电路产生电谐振的过程．(2)解调：使声音或图像信号从高频电流中还原出来的过程．第四章 光的折射 全反射一、光的折射与折射率 1．折射定律(1)内容：如图所示，折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比．(2)表达式：sin θ1sin θ2＝n .(3)在光的折射现象中，光路是可逆的． 2．折射率(1)折射率是一个反映介质的光学特性的物理量．(2)定义式：n ＝sin θ1sin θ2.(3)计算公式：n ＝c v，因为v <c ，所以任何介质的折射率都大于1.(4)当光从真空(或空气)射入某种介质时，入射角大于折射角；当光由介质射入真空(或空气)时，入射角小于折射角．二、全反射1．条件：(1)光从光密介质射入光疏介质． (2)入射角≥临界角．2．临界角：折射角等于90°时的入射角，用C 表示，sin C ＝1n.三、光的色散、棱镜 1．光的色散 (1)色散现象白光通过三棱镜会形成由红到紫七种色光组成的彩色光谱，如图．(2)成因由于n 红＜n 紫，所以以相同的入射角射到棱镜界面时，红光和紫光的折射角不同，就是说紫光偏折得更明显些，当它们射到另一个界面时，紫光的偏折角最大，红光偏折角最小．三、 全反射现象1．在光的反射和全反射现象中，均遵循光的反射定律；光路均是可逆的．2．当光射到两种介质的界面上时，往往同时发生光的折射和反射现象，但在全反射现象中，只发生反射，不发生折射．当折射角等于90°时，实际上就已经没有折射光了．3．全反射现象可以从能量的角度去理解：当光由光密介质射向光疏介质时，在入射角逐渐增大的过程中，反射光的能量逐渐增强，折射光的能量逐渐减弱，当入射角等于临界角时，折射光的能量已经减弱为零，这时就发生了全反射．4.分析全反射问题的基本思路(1)画出恰好发生全反射的临界光线，作好光路图． (2)应用几何知识分析边、角关系，找出临界角． (3)判断发生全反射的范围． 考点三 光路的计算与判断1．光线射到介质的界面上时，要注意对产生的现象进行分析：(1)若光线从光疏介质射入光密介质，不会发生全反射，而同时发生反射和折射现象，不同色光偏折不同．(2)若光线从光密介质射向光疏介质，是否发生全反射，要根据计算判断，要注意不同色光临界角不同．2．作图时要找出具有代表性的光线，如符合边界条件或全反射临界条件的光线． 3．解答时注意利用光路可逆性、对称性和几何知识． 4．各种色光的比较颜色 红橙黄绿青蓝紫 频率ν 低―→高 同一介质中的折射率 小―→大 同一介质中速度 大―→小波长 大―→小 临界角 大―→小 通过棱镜的偏折角 小―→大四、实验：测定玻璃的折射率 1．实验原理用插针法找出与入射光线AO 对应的出射光线O ′B ，确定出O ′点，画出折射光线OO ′，然后测量出角θ1和θ2，代入公式n ＝sin θ1sin θ2计算玻璃的折射率．2．实验过程(1)铺白纸、画线． ①如图所示，将白纸用图钉按在平木板上，先在白纸上画出一条直线aa ′作为界面，过aa ′上的一点O 画出界面的法线MN ，并画一条线段AO 作为入射光线．②把玻璃砖平放在白纸上，使它的长边跟aa ′对齐，画出玻璃砖的另一条长边bb ′.(2)插针与测量．①在线段AO 上竖直地插上两枚大头针P 1、P 2，透过玻璃砖观察大头针P 1、P 2的像，调整视线的方向，直到P 1的像被P 2挡住，再在观察的这一侧依次插两枚大头针P 3、P 4，使P 3挡住P 1、P 2的像，P 4挡住P 1、P 2的像及P 3，记下P 3、P 4的位置．②移去玻璃砖，连接P 3、P 4并延长交bb ′于O ′，连接OO ′即为折射光线，入射角θ1＝∠AOM ，折射角θ2＝∠O ′ON .③用量角器测出入射角和折射角，查出它们的正弦值，将数据填入表格中． ④改变入射角θ1，重复实验步骤，列表记录相关测量数据． 3．数据处理(1)计算法：用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sin θ1和sin θ2.算出不同入射角时的sin θ1sin θ2，并取平均值．(2)作sin θ1－sin θ2图象：改变不同的入射角θ1，测出不同的折射角θ2，作sin θ1－sin θ2图象，由n ＝sin θ1sin θ2可知图象应为直线，如图所示，其斜率为折射率．(3)“单位圆”法确定sin θ1、sin θ2，计算折射率n ：以入射点O 为圆心，以一定的长度R 为半径画圆，交入射光线OA 于E 点，交折射光线OO ′于E ′点，过E 作NN ′的垂线EH ，过E ′作NN ′的垂线E ′H ′.如图所示，sin θ1＝EH OE ，sin θ2＝E ′H ′OE ′，OE ＝OE ′＝R ，则n ＝sin θ1sin θ2＝EHE ′H ′.只要用刻度尺量出EH 、E ′H ′的长度就可以求出n .4．注意事项(1)玻璃砖应选用厚度、宽度较大的． (2)大头针要插得竖直，且间隔要大些．(3)入射角不宜过大或过小，一般在15°～75°之间．(4)玻璃砖的折射面要画准，不能用玻璃砖界面代替直尺画界线． (5)实验过程中，玻璃砖和白纸的相对位置不能改变.第五章 光的干涉 衍射 偏振一、光的干涉1．定义：在两列光波的叠加区域，某些区域的光被加强，出现亮纹，某些区域的光被减弱，出现暗纹，且加强和减弱互相间隔的现象叫做光的干涉现象．2．条件：两列光的频率相等，且具有恒定的相位差，才能产生稳定的干涉现象． 3．双缝干涉：由同一光源发出的光经双缝后形成两束振动情况总是频率相等的相干光波，屏上某点到双缝的路程差是波长的整数倍处出现亮条纹；路程差是半波长的奇数倍处出现暗条纹．相邻的明条纹(或暗条纹)之间距离Δx 与波长λ、双缝间距d 及屏到双缝距离l 的关系为Δx ＝l dλ.4．薄膜干涉：利用薄膜(如肥皂液薄膜)前后表面反射的光相遇而形成的．图样中同一条亮(或暗)条纹上所对应薄膜厚度相同．二、光的衍射 1．光的衍射现象光在遇到障碍物时，偏离直线传播方向而照射到阴影区域的现象叫做光的衍射． 2．光发生明显衍射现象的条件当孔或障碍物的尺寸比光波波长小，或者跟光波波长相差不多时，光才能发生明显的衍射现象．3．衍射图样(1)单缝衍射：中央为亮条纹，向两侧有明暗相间的条纹，但间距和亮度不同．白光衍射时，中央仍为白光，最靠近中央的是紫光，最远离中央的是红光．(2)圆孔衍射：明暗相间的不等距圆环．(3)泊松亮斑：光照射到一个半径很小的圆板后，在圆板的阴影中心出现的亮斑，这是光能发生衍射的有力证据之一．三、光的偏振1．偏振光：在跟光传播方向垂直的平面内，光在某一方向振动较强而在另一些方向振动较弱的光即为偏振光．光的偏振现象证明光是横波(填“横波”或“纵波”)．2．自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，包括在垂直于传播方向上沿各个方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫做自然光．3．偏振光的产生 自然光通过起偏器：通过两个共轴的偏振片观察自然光，第一个偏振片的作用是把自然光变成偏振光，叫做起偏器．第二个偏振片的作用是检验光是否是偏振光，叫做检偏器．考点一 光的干涉 1．双缝干涉(1)光能够发生干涉的条件：两光的频率相同，振动步调相同． (2)双缝干涉形成的条纹是等间距的，两相邻亮条纹或相邻暗条纹间距离与波长成正比，即Δx ＝l dλ.(3)用白光照射双缝时，形成的干涉条纹的特点：中央为白条纹，两侧为彩色条纹． 2．薄膜干涉(1)如图所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形．(2)光照射到薄膜上时，在膜的前表面AA ′和后表面BB ′分别反射出来，形成两列频率相同的光波，并且叠加，两列光波同相叠加，出现明纹；反相叠加，出现暗纹．(3)条纹特点：①单色光：明暗相间的水平条纹； ②白光：彩色水平条纹． 3.明暗条纹的判断方法屏上某点到双缝距离之差为Δr ，若Δr ＝k λ(k ＝0,1,2，…)，则为明条纹；若Δr ＝(2k ＋1)λ2(k ＝0,1,2，…)，则为暗条纹． 考点二 光的衍射现象的理解 1两种现象比较项目单缝衍射 双缝干涉不同 点 条纹宽度 条纹宽度不等，中央最宽 条纹宽度相等条纹间距 各相邻条纹间距不等 各相邻条纹等间距 亮度情况中央条纹最亮，两边变暗 条纹清晰，亮度基本相等相同点干涉、衍射都是波特有的现象，属于波的叠加；干涉、衍射都有明暗相间的条纹2.光的干涉和衍射都属于光的叠加，从本质上看，干涉条纹和衍射条纹的形成有相似的原理，都可认为是从单缝通过两列或多列频率相同的光波，在屏上叠加形成的．考点三 光的偏振现象的理解 1．偏振光的产生方式(1)自然光通过起偏器：通过两个共轴的偏振片观察自然光，第一个偏振片的作用是把自然光变成偏振光，叫起偏器．第二个偏振片的作用是检验光是否为偏振光，叫检偏器．(2)自然光射到两种介质的交界面上，如果光入射的方向合适，使反射光和折射光之间的夹角恰好是90°时，反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直．2．偏振光的理论意义及应用(1)理论意义：光的偏振现象说明了光波是横波. (2)应用：照相机镜头、立体电影、消除车灯眩光等． 考点四 实验：用双缝干涉测量光的波长 1．实验原理单色光通过单缝后，经双缝产生稳定的干涉图样，图样中相邻两条亮(暗)纹间距Δx 与双缝间距d 、双缝到屏的距离l 、单色光的波长λ之间满足λ＝d Δx /l .2．实验步骤 (1)观察干涉条纹①将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上．如图所示．②接好光源，打开开关，使灯丝正常发光．③调节各器件的高度，使光源发出的光能沿轴线到达光屏．④安装双缝和单缝，中心大致位于遮光筒的轴线上，使双缝与单缝的缝平行，二者间距约5 cm ～10 cm ，这时，可观察白光的干涉条纹．⑤在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹． (2)测定单色光的波长①安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹．②使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央，记下手轮上的读数a 1，将该条纹记为第1条亮纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中央，记下此时手轮上的读数a 2，将该条纹记为第n 条亮纹．③用刻度尺测量双缝到光屏的距离l (d 是已知的)． ④改变双缝间的距离d ，双缝到屏的距离l ，重复测量． 3．数据处理(1)条纹间距Δx ＝|a 2－a 1n －1|.(2)波长λ＝d lΔx .(3)计算多组数据，求λ的平均值． 4．注意事项(1)安装时，注意调节光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上，并使单缝、双缝平行且间距适当．(2)光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近．(3)调节的基本依据是：照在光屏上的光很弱，主要原因是灯丝与单缝、双缝，测量头与遮光筒不共轴所致，干涉条纹不清晰一般原因是单缝与双缝不平行所致，故应正确调节．。
高中物理选修3-4 2-1
选考部分 选修3-4 第二章 光 电磁波 相对论简介
栏目导引
解析：
A中出现明暗相间的条纹，是衍射现象，B中出现圆形亮
斑．只有障碍物或孔的尺寸比光波波长小或跟波长相差不多时，才能发
生明显的衍射现象．图A是光的衍射图样，由于光波波长很短，约在10－
7
m数量级上，所以图A对应的圆孔的孔径比图B所对应的圆孔的孔径
栏目导引
四、光的干涉
1．双缝干涉：由同一光源发出的光经双缝后形成两束振动情况总
是 相同 的相干光波．屏上某点到双缝的路程差是 波长整数倍 处
出现亮条纹；路程差是半波长的
奇数倍 处出现暗条纹．相邻的明条
纹(或暗条纹)之间距离Δx与波长λ、双缝间距d及屏到双缝距离L的关系 L Δx＝ λ 为 . d 2．薄膜干涉：利用薄膜(如肥皂液薄膜) 前后两面 反射的光相 ．
B．na＜vb D．va＜vb
工具
选考部分 选修3-4 第二章 光 电磁波 相对论简介
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解析： 由图可知，入射角相等，而折射角ra＜rb，由n＝ c 知，na＞nb，A正确，B错．又n＝v，所以va＜nb，C错，D对．
答案： AD
sin i 可 sin r
工具
选考部分 选修3-4 第二章 光 电磁波 相对论简介
答案： B
工具
选考部分 选修3-4 第二章 光 电磁波 相对论简介
栏目导引
4.如右图所示，两光屏间放有两个偏振片，它们四者平行共轴，现
让太阳光沿轴线通过光屏M上的小孔照射到固定不动的偏振片P上，再
使偏振片Q绕轴匀速转动一周，则关于光屏N上光的亮度变化情况，下 列说法中正确的是( )
A．光屏N上光的亮度保持不变 B．光屏N上光的亮度会时亮时暗
高中物理：13.3《双缝干涉实验》课件(新人教版选修3-4)
16.05.2023
生产计划部
第一页，共14页。
一、实验原理
如图所示的双缝实验中，屏离开挡板越远，条纹 间的距离越大，另一方面，实验所用光波的波长越 大，条纹间的距离也越大，这是为什么？
r1
S1 θ
d
r2
S2 l
r2-r1=dsinθ
P1
遮光筒 屏
L2
图（甲）
第五页，共14页。
注意事项：
1、安装仪器的顺序：光源、滤光片、单 缝、双缝、遮光筒、光屏
2、双缝与单缝相互平行，且竖直放置
3、光源、虑光片、单缝、双缝的中心均 在遮光筒的中心轴线上
4、若出现在光屏上的光很弱，由于不 共轴所致
5、若干涉条纹不清晰，与单缝和双缝是
否平行有很大关系
5
第1条 时读数
45
40
35
15
200
5
10
15
20
30
第4条 时读数 图（丙）
第九页，共14页。
游标尺的读数 ：
第十页，共14页。
第十一页，共14页。
测量结果求波长： 测出n个亮条纹间的举例a。就可以求
出相邻两个亮条纹的距离
x a
n 1
再由 x l
d
得 ad
(n 1)l
第十二页，共14页。
第六页，共14页。
ΔX
ΔX
ΔX
ΔX
ΔX
ΔX
第七页，共14页。
第 第中 第 第
二 一间 一 二
条 条亮 条 条
亮 亮纹 亮 亮
纹纹
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人教版高中物理必修一、必修二、选修3-1、选修3-2、选修3-3、选修3-4、选修3-5课后习题参考答案汇编
人教版高中物理课后习题参考答案汇编答案包括：必修1必修2选修3-1电磁学，3-2电磁学,3-3热学，3-4机械振动与光，3-5 动量与近代物理人教版高中物理必修Ⅰ课后习题答案1第一章：运动的描述第1节：质点参考系和坐标系1、“一江春水向东流”是水相对地面（岸）的运动，“地球的公转”是说地球相对太阳的运动，“钟表时、分、秒针都在运动”是说时、分、秒针相对钟表表面的运动，“太阳东升西落”是太阳相对地面的运动。
2、诗中描写船的运动，前两句诗写景，诗人在船上，卧看云动是以船为参考系。
云与我俱东是说以两岸为参考系，云与船均向东运动，可认为云相对船不动。
3、x A=-0.44 m，x B=0.36 m第2节：时间和位移1．A．8点42分指时刻，8分钟指一段时间。
B．“早”指时刻，“等了很久”指一段时间。
C．“前3秒钟”、“最后3秒钟”、“第3秒钟”指一段时间，“3秒末”指时刻。
2．公里指的是路程，汽车的行驶路线一般不是直线。
3．（1）路程是100 m，位移大小是100 m。
（2）路程是800 m，对起跑点和终点相同的运动员，位移大小为0；其他运动员起跑点各不相同而终点相同，他们的位移大小、方向也不同。
4．解答第3节：运动快慢的描述——速度1．（1）1光年=365×24×3600×3.0×108 m=9.5×1015 m。
（2）需要时间为16154.010 4.2 9.510⨯=⨯年2．（1）前1 s平均速度v1=9 m/s 前2 s平均速度v2=8 m/s前3 s平均速度v3=7 m/s前4 s平均速度v4=6 m/s全程的平均速度v 5=5 m/sv 1最接近汽车关闭油门时的瞬时速度，v 1小于关闭油门时的瞬时速度。
（2）1 m/s ，03．（1）24.9 m/s ，（2）36.6 m/s ，（3）0 第4节：实验：用打点计时器测速度1．电磁打点记时器引起的误差较大。
人教版高中物理选修3-4第十四章第2节
第2节电磁振荡1．电磁振荡的放电过程：由于线圈的自感作用，放电电流由零逐渐增大，同时电容器极板上的电荷________________，在这个过程中电容器里的电场逐渐减弱，线圈的磁场逐渐增强，电场能逐渐转化为____________，振荡电流逐渐增大，放电完毕，电流达到最大，电场能全部转化为磁场能．2．电磁振荡的充电过程：电容器放电完毕后，由于线圈的自感作用，电流保持________________________逐渐减小，电容器将进行________________，线圈的磁场逐渐减弱，电容器里的电场逐渐增强，磁场能逐渐转化为电场能，振荡电流逐渐减小，充电完毕，电流减小为零，磁场能全部转化为电场能．3．在电磁振荡过程中，电容器极板上的电荷量，电路中的电流，与振荡电流相联系的电场和磁场都在__________________，电场能和磁场能周期性的________．4．LC电路的周期、频率公式：T＝2πLC，f＝______，其中：周期T、频率f、自感系数L、电容C的单位分别是秒(s、赫兹(Hz)、亨利(H)、法拉(F)．5．关于LC振荡电路中电容器两极板上的电荷量，下列说法正确的是()A．电荷量最大时，线圈中振荡电流也最大B．电荷量为零时，线圈中振荡电流最大C．电荷量增大的过程中，电路中的磁场能转化为电场能D．电荷量减少的过程中，电路中的磁场能转化为电场能6．有一LC振荡电路，能产生一定波长的电磁波，若要产生波长比原来短些的电磁波，可采用的措施为()A．增加线圈匝数B．在线圈中插入铁芯C．减小电容器极板正对面积D．减小电容器极板间距离7．电磁振荡与机械振动相比()A．变化规律不同，本质不同B．变化规律相同，本质相同C．变化规律不同，本质相同D．变化规律相同，本质不同概念规律练知识点一振荡电路的各物理量的变化1．关于LC振荡电路中的振荡电流，下列说法中正确的是()A．振荡电流最大时，电容器两极板间的电场强度最大B．振荡电流为零时，线圈中自感电动势为零C．振荡电流增大的过程中，线圈中的磁场能转化为电场能D．振荡电流减小的过程中，线圈中的磁场能转化为电场能图12．如图1所示为LC振荡电路中电容器的极板带电荷量随时间变化曲线，下列判断中正确的是()。
物理选修3-4知识点总结
物理选修3-4知识点总结1.热力学热力学是研究热现象和功的变化关系的科学，主要包括物态方程、热力学过程、熵等内容。
2.相变相变是指物质状态从固体、液体、气体等一个物态到另外一个物态的过程，主要包括蒸发、凝结、熔化、凝固等过程。
3.热力学第一定律热力学第一定律是指能量守恒的定律，即能量可以从一种形式转化为另一种形式，但是总能量不会发生变化。
4.熵熵是一个描述系统无序程度的物理量，有可能在一个系统中的微观状态非常多，但是却有一种趋势朝向无序化的统计现象。
5.理想气体热力学理想气体包括玻义兹分子运动论、热力学方程、麦克斯韦分布函数、气体热力学过程等内容。
热力学第二定律是指热力学过程总是不可逆的，总是向着一个趋势不断发展，也就是不可能通过热力学过程来完全地将所有的热量转化为功。
7.热功定理热功定理是指热量和功之间总是恒定的而非取决于具体热力学过程的物理定律。
8.镜像对称镜像对称是指物理空间对称性，关于一些物理量的转化机制，可以在物理空间进行平移、旋转、缩放等变换。
9.超尺度现象超尺度现象包括量子物理学、相对论、广义相对论等内容，主要是对物理世界基本规律的深入研究，反映宏观世界与微观世界的关系。
10.进化论进化论是指生物种族的进化规律，主要分为生物胚胎学、遗传学、分子生物学等领域的分子机制、基础设施、分布规律等。
电动力学是研究电与磁的变化关系的科学，主要包括静电学、电磁感应、电导率、电磁波、电路等内容。
12.电场电场是一个描述空间的物理量，是用来描述以一个粒子所受力的场，主要是被电荷周围的引力场所产生的能量。
13.电荷电荷是电场密度的量子，是荷质比的物理量，是各种粒子中所包含的一种基本多粒子荷质比参数。
14.电磁波电磁波是指电场和磁场的空间交替变化，具有可逆性中流动的一种物理波。
总之，物理选修3-4包含的知识点非常多，这些知识点在高中物理学习中是很重要的。
为了更好地理解这些知识点，学生需要加强日常的自主学习，积极了解各种物理学的新进展和发现，掌握物理实验技巧，提升物理科学素养，从而更好地理解和运用这些知识点来解决实际问题。
(完整版)高中物理选修3-4知识点总结
波长：在波的传播方向上，相对平衡位置的位移总是相等的两个相邻质点间的距离，
一个周期时间内波传播的距离是一个波长。
在横波中，两个相邻的波峰（或波谷）间的距离，等于波长。
自由振动
受迫振动
共振
受力情况
仅受回复力
周期性驱动力作用
周期性驱动力作用
振动周期频率
由系统本身性质决定，即固有周期或固有频率
由驱动力的周期或频率决定
驱动力周期（频率）等于固有周期（频率）
振动能量
振动物体的机械能不变
由产生驱动力的物体提供
振动物体物体获得的能量最大
常见例子
弹簧振子单摆
机器运转时底座发生的振动
纵波:质点振动方向与波的传播方向在同一直线
气体、液体、固体都能传播纵波，但气体和液体不能传播横波，声波在空气中是纵波.
地震波，既有横波，也有纵波。
波的图象：用横坐标x表示在波的传播方向上各质点的平衡位置，纵坐标y表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移。
波的图象反映了介质中各个质点在某一时刻相对平衡位置的位移。
在纵波中，两个相邻的密部（或疏部）间的距离，等于波长。
波速：波速反映波在介质中传播的快慢。V= ； V= f
波的频率是由波源决定的，波速是由介质决定的，波长是由波源和介质共同决定的。
由某时刻的波形图画出另一时刻的波形图：
平移法：先算出经时间Δt波传播的距离Δx=vΔt，再把波形沿波的传播方向平移Δx即可。波动图像具有重复性，当Δx=nλ+ x 时,可采取去整nλ留零x的方法,只需平移x即可。
高中物理人教版选修3-4广义相对论简介
广义相对论简介教学目标知识与技能：〔1〕了解广义相对论基本原理广义相对性原理和等效原理〔2〕广义相对论主要结论物质的引力使光线弯曲和强引力场附近的时间进程会变慢〔3〕介绍广义相对论的实验验证过程与方法：〔1〕了解爱因斯坦思考和推演广义相对论思维过程情感态度和价值观：〔1〕体会在宇宙中人类的渺小和科学的巨大力量教学重点、难点1、广义相对性原理和等效原理2、广义相对论的主要结论：引力使光线弯曲和强引力场附近的时间进程会变慢教学方法阅读、讲解、小结教学手段多媒体课件教学活动一、超越狭义相对论的思考爱因斯坦思考狭义相对论无法解决的两个问题：1、引力问题，万有引力定律不满足洛伦兹变换，无法纳人狭义相对论的理论框架；2、非惯性系问题，狭义相对论只适用于惯性系。
它们是促成广义相对论的前提。
二、广义相对性原理和等效原理引导学生在前述背景介绍下，思考怎样来解决这两个问题。
爱因斯坦考虑要解决第二个问题，必须去掉惯性系在相对论理论中的特殊地位，把相对性原理从“任何惯性系平权〞推广到“包括非惯性系在内的任意参考系(即包括惯性系和非惯性系)平权〞。
三、广义相对论几个结论以及相关实验验证从广义相对论两个基本原理出发，爱因斯坦预见性地提出了验证这一理论的几个著名实验。
①光线经过强引力场中发生弯曲介绍物质的引力使时空弯曲，弯曲的时空又使光线弯曲的事实。
如1919年5月29日，发生日全食期间，科学家成功地观测到了太阳背后恒星发出的光线经过太阳附近发生弯曲的现象，并拍得了太阳背后恒星的照片。
从而确认广义相对论的结论是正确的。
这是广义相对论创立以来最早得到科学界认同的最重大的成果。
到目前为止科学家对400多颗恒星作了测量，射电天文学的发展使人类不用等日全食发生也能在地球上进行精度很高的观测，且与理论值符合。
②引力红移了解引力导致时空弯曲，按照相对性原理，空间效应与时间效应是互相影响的，在发生空间弯曲效应的同时，时间膨胀效应也发生了。
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表示一个波长
工具
选考部分 选修3-4 第一章 机械振动 机械波
二、质点振动方向与波传播方向的互判
图象
方法 (1)微平移法：沿波的传播方向将波的图象 进行一微小平移，然后由两条波形曲线来 判断．例如：波沿x轴正向传播，t时刻波形 曲线如图中实线所示．将其沿v的方向移动 一微小距离Δx，获得如图中虚线所示的图 线．可以判定：t时刻质点A振动方向向下， 质点B振动方向向上，质点C振动方向向 下．
振动图象
波动图象
一振动质点
沿波传播方向所有质点
一质点位移随时间变化规律
某时刻所有质点的空间分 布规律
图象
物理意义 表示同一质点在各时刻的位移 表示某时刻各质点的位移
工具
选考部分 选修3-4 第一章 机械振动 机械波
振动图象
波动图象
图象信息
(1)质点振动周期
(1)波长、振幅
(2)质点振幅
(2)任意一质点此刻的位移
选考部分 选修3-4 第一章 机械振动 机械波
三、波的干涉与波的衍射的比较
内容 衍射 和干涉
定义
现象
可观察到现象 相同
的条件
点
波的衍射
波可以绕过障碍物继 续传播的现象
波能偏离直线 而传到直线传 播以外的空间
缝、孔或障碍 物的尺寸跟波 长相差不多或 者小于波长
波的干涉
频率相同的两列波叠 加，使某些区域的振 动加强，某些区域的 振动减弱，而且加强 和减弱的区域相间分 布的现象
工具
选考部分 选修3-4 第一章 机械振动 机械波
2．波的分类 (1)横波：质点的振动方向与 波的传播方向 相互垂直的波，凸起 部分叫波峰， 凹陷 部分叫波谷． (2)纵波：质点的振动方向与波的传播方向在 一条直线 上，质点 分布密的叫密部 ，质点分布疏的叫疏部 ．
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选考部分 选修3-4 第一章 机械振动 机械波
2．物理意义：某一时刻介质中 各质点 相对平衡位置的位移．
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选考部分 选修3-4 第一章 机械振动 机械波
三、波特有的现象 1．波的干涉 (1)产生稳定干涉的条件：频率相同的两列同性质的波相遇． (2)现象：两列波相遇时，某些区域振动总是加强，某些区域振动 总是减弱 ，且加强区和减弱区互相间隔． (3)对两个完全相同的波源产生的干涉来说，凡到两波源的路程差 为一个波长 整数倍 时，振动加强；凡到两波源的路程差为半个波长 的 奇数倍 时，振动减弱．
振动强弱相间 的 区 某域区 些总域 区是． 域加某 总强些 是，两 相列同波的频率 减弱
干涉 和衍 射是 波特 有的 现象
工具
选考部分 选修3-4 第一章 机械振动 机械波
1.如下图所示是同一机械波在两种不同介质中传播的波动图象．从 图中可以直接观察到发生变化的物理量是( )
A．波速
B．频率
C．周期
(3)各时刻质点位移
(3)任意一质点在该时刻加速度
(4)各时刻速度、加速度方 方向
向
(4)传播方向、振动方向的互判
形象比喻
记录着一个人一段时间内 记录着许多人某时刻动作表情
活动的录像带
的集体照片
Hale Waihona Puke 图象变化随时间推移图象延续，但 随时间推移，波形沿传播方向
已有形状不变
平移
一完整曲线占 横坐标距离
表示一个周期
频率一定，则无论在什么介质中传播，波的频率都 不变 ．
(3)波速v：单位时间内振动向外传播的距离，即v＝
Δx t
波速与波长
和频率的关系： v＝λf ，波速的大小由 介质 决定．
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二、波的图象
1．图象：在平面直角坐标系中，用横坐标表示介质中各质点的 平衡位置 ；用纵坐标表示某一时刻，各质点偏离平衡位置的 位移，连 接各位移矢量的末端，得出的曲线即为波的图象，简谐波的图象是正弦 (或余弦)曲线．
第二讲 机械波
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选考部分 选修3-4 第一章 机械振动 机械波
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选考部分 选修3-4 第一章 机械振动 机械波
一、机械波 1．机械波的产生 (1)定义：机械振动在 介质 中的传播过程，叫做机械波． (2)产生条件： 波源 和 介质 ． (3)产生过程：沿波的传播方向上各质点的振动都受它前一个质点 的带动而做 受迫 振动，对简谐波而言各质点振动的 振幅 和 周期 都 相同，各质点只在自己的 平衡位置 附近振动．
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选考部分 选修3-4 第一章 机械振动 机械波
2．波的衍射
(1) 产 生 明 显 衍 射 现 象 的 条 件 ： 障 碍 物 或 孔 ( 缝 ) 的 尺 寸 跟 波 长 差不多 ，或者比波长 更小 ．
(2)现象：波绕过障碍物继续传播．
3．多普勒效应
(1)由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者接收到的波的频 率发生变化的现象叫多普勒效应．
D．波长
解析： 同一机械波在不同介质中传播的频率，周期相同，从图上
能观察到波长发生了变化，波速同时也变化了，故只有D项正确．
答案： D
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选考部分 选修3-4 第一章 机械振动 机械波
2．如下图所示，S1、S2为水波槽中的两个波源，它们分别激起两 列水波，图中实线表示波峰，虚线表示波谷．已知两列波的波长分别为 λ1和λ2且λ1＜λ2，该时刻在P点为两列波的波峰与波峰相遇，则以下叙述 正确的是( )
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选考部分 选修3-4 第一章 机械振动 机械波
图象
方法
(2)“上、下坡”法：沿着波的传播方向看， 上坡的点向下振动，下坡的点向上振 动．即“上坡下，下坡上”． 例如：左图中，A点向上振动，B点向下 振动，C点向上振动．
(3)同侧法 质点的振动方向与波的传播方向在波的图 象的同一侧．如图所示.
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3．描述机械波的物理量 (1)波长λ：在波动中，振动相位 位置间的距离．
总是相同 的两个相邻质点平衡
在简谐横波中，两个相邻的 波峰 (或波谷)间的距离等于波长． 在简谐纵波中，两个相邻的 密部 (或疏部)间的距离等于波长． 在一个周期内机械波传播的距离等于 波长 ．
(2)频率f：波的频率由波源决定，在传播过程中，只要波源的振动
(2)注意：波源的频率不变，只是观察者接收到的波的频率发生变 化．
如果二者相互接近，观察者接收到的频率变大；如果二者相互远离，
观察者接收到的频率变小．
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选考部分 选修3-4 第一章 机械振动 机械波
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选考部分 选修3-4 第一章 机械振动 机械波
一、振动图象与波动图象的比较
研究对象 研究内容