所有物理公式整理(高中)
1)匀变速直线运动
1. 平均速度V 平=s/t(定义式)
2. 有用推论Vt2-Vo2=2as
3. 中间时刻速度Vt/2=V 平=(Vt+Vo)/2
4. 末速度Vt =Vo+at
5. 中间位置速度Vs/2=[(Vo2+Vt2)/2]1/2
6. 位移s =V 平t =Vot+at2/2=Vt/2t
7. 加速度a =(Vt-Vo)/t {以Vo 为正方向,a 与Vo 同向(加速)a>0;反向则a
8. 实验用推论Δs =aT2 {Δs 为连续相邻相等时间(T)内位移之差}
注:
(1)平均速度是矢量;
(2)物体速度大, 加速度不一定大;
(3)a=(Vt-Vo)/t只是量度式,不是决定式;
2) 自由落体运动
1. 初速度Vo =0 2.末速度Vt =gt
3. 下落高度h =gt2/2(从Vo 位置向下计算) 4. 推论Vt2=2gh
(3) 竖直上抛运动
1. 位移s =Vot-gt2/2 2.末速度Vt =Vo-gt (g=9.8m/s2≈10m/s2)
3. 有用推论Vt2-Vo2=-2gs 4.上升最大高度Hm =Vo2/2g(抛出点算起)
5. 往返时间t =2Vo/g (从抛出落回原位置的时间)
1) 平抛运动
1. 水平方向速度:Vx =Vo
2. 竖直方向速度:Vy =gt
3. 水平方向位移:x =Vot
4. 竖直方向位移:y =gt2/2
5. 运动时间t =(2y/g)1/2(通常又表示为(2h/g)1/2)
6. 合速度Vt =(Vx2+Vy2)1/2=[Vo2+(gt)2]1/2 合速度方向与水平夹角β:tgβ=Vy/Vx=gt/V0
7. 合位移:s =(x2+y2)1/2, 位移方向与水平夹角α:tgα=y/x=gt/2Vo
8. 水平方向加速度:ax=0;竖直方向加速度:ay =g
2)匀速圆周运动
1. 线速度V =s/t=2πr/T
2. 角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf
3. 向心加速度a =V2/r=ω2r =(2π/T)2r
4. 向心力F 心=mV2/r=m ω2r =mr(2π/T)2=m ωv=F合
5. 周期与频率:T =1/f
6. 角速度与线速度的关系:V =ωr
7. 角速度与转速的关系ω=2πn(此处频率与转速意义相同)
3) 万有引力
1. 开普勒第三定律:T2/R3=K(=4π2/GM){R:轨道半径,T:周期,K:常量(与行星质量无关,取决于中心天体的质量) }
2. 万有引力定律:F =Gm1m2/r2 (G =6.67×10-11N?m2/kg2,方向在它们的连线上)
3. 天体上的重力和重力加速度:GMm/R2=mg ;g =GM/R2 {R:天体半径(m),M :天体质量(kg )}
4. 卫星绕行速度、角速度、周期:V =(GM/r)1/2;ω=(GM/r3)1/2;T =2π(r3/GM)1/2{M :中心天体质量}
5. 第一(二、三) 宇宙速度V1=(g地r 地)1/2=(GM/r地)1/2=7.9km/s;V2=11.2km/s;V3=16.7km/s
6. 地球同步卫星GMm/(r地+h)2=m4π2(r地+h)/T2{h ≈36000km ,h:距地球表面的高度,r 地:地球的半径}
注:
(1)天体运动所需的向心力由万有引力提供,F 向=F 万;
(2)应用万有引力定律可估算天体的质量密度等;
(3)地球同步卫星只能运行于赤道上空,运行周期和地球自转周期相同;
(4)卫星轨道半径变小时, 势能变小、动能变大、速度变大、周期变小(一同三反);
(5)地球卫星的最大环绕速度和最小发射速度均为7.9km/s。
1)常见的力
1. 重力G =mg (方向竖直向下,g =9.8m/s2≈10m/s2,作用点在重心,适用于地球表面附近)
2. 胡克定律F =kx {方向沿恢复形变方向,k :劲度系数(N/m),x :形变量(m)}
3. 滑动摩擦力F =μFN {与物体相对运动方向相反,μ:摩擦因数,FN :正压力(N)}
4. 静摩擦力0≤f 静≤fm (与物体相对运动趋势方向相反,fm 为最大静摩擦力)
5. 万有引力F =Gm1m2/r2 (G =6.67×10-11N?m2/kg2,方向在它们的连线上)
6. 静电力F =kQ1Q2/r2 (k =9.0×109N?m2/C2,方向在它们的连线上)
7. 电场力F =Eq (E :场强N/C,q :电量C ,正电荷受的电场力与场强方向相同)
8. 安培力F =BILsin θ(θ为B 与L 的夹角,当L ⊥B 时:F=BIL ,B//L时:F=0)
9. 洛仑兹力f =qVBsin θ(θ为B 与V 的夹角,当V ⊥B 时:f =qVB ,V//B时:f=0)
2)力的合成与分解
1. 同一直线上力的合成同向:F=F1+F2,反向:F =F1-F2 (F1>F2)
2. 互成角度力的合成:F =(F12+F22+2F1F2cosα)1/2(余弦定理) F1⊥F2时:F=(F12+F22)1/2
3. 合力大小范围:|F1-F2|≤F ≤|F1+F2|
4. 力的正交分解:Fx =Fcos β,Fy =Fsin β(β为合力与x 轴之间的夹角tg β=Fy/Fx)
四、动力学(运动和力)
1. 牛顿第一运动定律(惯性定律):物体具有惯性,总保持匀速直线运动状态或静止状态, 直到有外力迫使它改变这种状态为止
2. 牛顿第二运动定律:F 合=ma 或a =F 合/ma{由合外力决定, 与合外力方向一致}
3. 牛顿第三运动定律:F =-F ′{负号表示方向相反,F 、F ′各自作用在对方,平衡力与作用力反作用力区别,实际应用:反冲运动}
4. 共点力的平衡F 合=0,推广{正交分解法、三力汇交原理}
5. 超重:FN>G,失重:FN
6. 牛顿运动定律的适用条件:适用于解决低速运动问题,适用于宏观物体,不适用于处理高速问题,不适用于微观粒子
五、振动和波(机械振动与机械振动的传播)
1. 简谐振动F =-kx {F:回复力,k:比例系数,x:位移,负号表示F 的方向与x 始终反向}
2. 单摆周期T =2π(l/g)1/2 {l:摆长(m),g:当地重力加速度值,成立条件:摆角θ>r}
3. 受迫振动频率特点:f =f 驱动力
4. 发生共振条件:f驱动力=f 固,A =max ,共振的防止和应用
6. 波速v =s/t=λf =λ/T{波传播过程中,一个周期向前传播一个波长;波速大小由介质本身所决定}
7. 声波的波速(在空气中)0℃:332m/s;20℃:344m/s;30℃:349m/s;(声波是纵波)
8. 波发生明显衍射(波绕过障碍物或孔继续传播)条件:障碍物或孔的尺寸比波长小,或者相差不大
9. 波的干涉条件:两列波频率相同(相差恒定、振幅相近、振动方向相同)
注:
(1)物体的固有频率与振幅、驱动力频率无关,取决于振动系统本身;
(2)波只是传播了振动,介质本身不随波发生迁移, 是传递能量的一种方式;
(3)干涉与衍射是波特有的;
1. 动量:p =mv {p:动量(kg/s),m:质量(kg),v:速度(m/s),方向与速度方向相同}
3. 冲量:I =Ft {I:冲量(N?s),F:恒力(N),t:力的作用时间(s),方向由F 决定}
4. 动量定理:I =Δp 或Ft =mvt –mvo {Δp:动量变化Δp =mvt –mvo ,是矢量式}
5. 动量守恒定律:p 前总=p 后总或p =p ’′也可以是m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′
6. 弹性碰撞:Δp =0;ΔEk =0 {即系统的动量和动能均守恒}
7. 非弹性碰撞Δp =0;0
8. 完全非弹性碰撞Δp =0;ΔEK =ΔEKm {碰后连在一起成一整体}
9. 物体m1以v1初速度与静止的物体m2发生弹性正碰:
v1′=(m1-m2)v1/(m1+m2) v2′=2m1v1/(m1+m2)
10. 由9得的推论-----等质量弹性正碰时二者交换速度(动能守恒、动量守恒)
11. 子弹m 水平速度vo 射入静止置于水平光滑地面的长木块M ,并嵌入其中一起运动时的机械能损失 E 损=mvo2/2-(M+m)vt2/2=fs 相对 {vt:共同速度,f:阻力,s 相对子弹相对长木块的位移}
1. 功:W =Fscos α(定义式){W:功(J),F:恒力(N),s:位移(m),α:F、s 间的夹角}
2. 重力做功:Wab =mghab {m:物体的质量,g =9.8m/s2≈10m/s2,hab :a 与b 高度差(hab=ha-hb)}
3. 电场力做功:Wab =qUab {q:电量(C ),Uab:a与b 之间电势差(V)即Uab =φa -φb }
4. 电功:W =UIt (普适式){U :电压(V ),I:电流(A),t:通电时间(s)}
5. 功率:P =W/t(定义式) {P:功率[瓦(W)],W:t时间内所做的功(J),t:做功所用时间(s)}
6. 汽车牵引力的功率:P =Fv ;P 平=Fv 平 {P:瞬时功率,P 平:平均功率}
7. 汽车以恒定功率启动、以恒定加速度启动、汽车最大行驶速度(vmax=P 额/f)
8. 电功率:P =UI(普适式) {U :电路电压(V),I :电路电流(A)}
9. 焦耳定律:Q =I2Rt {Q:电热(J),I:电流强度(A),R:电阻值(Ω) ,t:通电时间(s)}
10. 纯电阻电路中I =U/R;P =UI =U2/R=I2R ;Q =W =UIt =U2t/R=I2Rt
11. 动能:Ek =mv2/2 {Ek:动能(J),m :物体质量(kg),v:物体瞬时速度(m/s)}
12. 重力势能:EP =mgh {EP :重力势能(J),g:重力加速度,h:竖直高度(m)(从零势能面起) }
13. 电势能:EA =q φA {EA:带电体在A 点的电势能(J),q:电量(C),φA:A点的电势(V)(从零势能面起) }
14. 动能定理(对物体做正功, 物体的动能增加) :W 合=mvt2/2-mvo2/2或W 合=ΔEK {W 合:外力对物体做的总功,ΔEK:动能变化ΔEK =(mvt2/2-mvo2/2)}
15. 机械能守恒定律:ΔE =0或EK1+EP1=EK2+EP2也可以是mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh2
16. 重力做功与重力势能的变化(重力做功等于物体重力势能增量的负值)WG =-ΔEP
注:
(1)功率大小表示做功快慢, 做功多少表示能量转化多少;
(2)O0≤α
(3)重力(弹力、电场力、分子力)做正功,则重力(弹性、电、分子)势能减少
(4)重力做功和电场力做功均与路径无关(见2、3两式);(5)机械能守恒成立条件:除重力(弹力)外其它力不做功,只是动能和势能之间的转化;(6)能的其它单位换算:1kWh(度) =3.6×106J ,1eV =1.60×10-19J ;*(7)弹簧弹性势能E =kx2/2,与劲度系数和形变量有关。
八、分子动理论、能量守恒定律
1. 阿伏加德罗常数NA =6.02×1023/mol;分子直径数量级10-10米
2. 油膜法测分子直径d =V/s {V:单分子油膜的体积(m3),S:油膜表面积(m)2}
3. 分子动理论内容:物质是由大量分子组成的;大量分子做无规则的热运动;分子间存在相互作用力。
4. 分子间的引力和斥力
(1)r
(2)r=r0,f 引=f 斥,F 分子力=0,E 分子势能=Emin(最小值)
(3)r>r0,f 引>f斥,F 分子力表现为引力
(4)r>10r0,f 引=f 斥≈0,F 分子力≈0,E 分子势能≈0
5. 热力学第一定律W+Q=ΔU {(做功和热传递,这两种改变物体内能的方式,在效果上是等效的) ,
W:外界对物体做的正功(J),Q:物体吸收的热量(J),ΔU:增加的内能(J),涉及到第一类永动机不可造出
7. 热力学第三定律:热力学零度不可达到{宇宙温度下限:-273.15摄氏度(热力学零度)}注:
(1)布朗粒子不是分子, 布朗颗粒越小,布朗运动越明显, 温度越高越剧烈;
(2)温度是分子平均动能的标志;
(3)分子间的引力和斥力同时存在, 随分子间距离的增大而减小, 但斥力减小得比引力快;
(4)分子力做正功,分子势能减小, 在r0处F 引=F 斥且分子势能最小;
(5)气体膨胀, 外界对气体做负功W0;吸收热量,Q>0
(6)物体的内能是指物体所有的分子动能和分子势能的总和,对于理想气体分子间作用力为零,分子势能为零;
(7)r0为分子处于平衡状态时,分子间的距离;
十、电场
1. 两种电荷、电荷守恒定律、元电荷:(e=1.60×10-19C );带电体电荷量等于元电荷的整数倍
2. 库仑定律:F =kQ1Q2/r2(在真空中){F:点电荷间的作用力(N),k:静电力常量k =9.0×109N?m2/C2,Q1、Q2:两点电荷的电量(C),r:两点电荷间的距离(m),方向在它们的连线上,作用力与反作用力,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引}
3. 电场强度:E =F/q(定义式、计算式) {E:电场强度(N/C),是矢量(电场的叠加原理),q :检验电荷的电量(C)}
4. 真空点(源)电荷形成的电场E =kQ/r2 {r :源电荷到该位置的距离(m ),Q :源电荷的电量}
5. 匀强电场的场强E =UAB/d {UAB:AB两点间的电压(V),d:AB两点在场强方向的距离(m)}
6. 电场力:F =qE {F:电场力(N),q:受到电场力的电荷的电量(C),E:电场强度(N/C)}
7. 电势与电势差:UAB =φA-φB ,UAB =WAB/q=-ΔEAB/q
8. 电场力做功:WAB =qUAB =Eqd {WAB:带电体由A 到B 时电场力所做的功(J),q:带电量(C),UAB:电场中A 、B 两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)}
9. 电势能:EA =q φA {EA:带电体在A 点的电势能(J),q:电量(C),φA:A点的电势(V)}
10. 电势能的变化ΔEAB =EB-EA {带电体在电场中从A 位置到B 位置时电势能的差值}
11. 电场力做功与电势能变化ΔEAB =-WAB =-qUAB (电势能的增量等于电场力做功的负值)
12. 电容C =Q/U(定义式, 计算式) {C:电容(F),Q:电量(C),U:电压(两极板电势差)(V)}
13. 平行板电容器的电容C =εS/4πkd (S:两极板正对面积,d:两极板间的垂直距离,ω:介电常数)
14. 带电粒子在电场中的加速(Vo=0) :W =ΔEK 或qU =mVt2/2,Vt =(2qU/m)1/2
15. 带电粒子沿垂直电场方向以速度Vo 进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下) 类平垂直电场方向:匀速直线运动L =Vot(在带等量异种电荷的平行极板中:E =U/d) 抛运动平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d =at2/2,a =F/m=qE/m
注:
(1)两个完全相同的带电金属小球接触时, 电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分, 原带同种电荷的总量平分;
(2)电场线从正电荷出发终止于负电荷, 电场线不相交, 切线方向为场强方向, 电场线密处场强大, 顺着电场线电势越来越低, 电场线与等势线垂直;
(3)常见电场的电场线分布要求熟记〔见图[第二册P98];
(4)电场强度(矢量)与电势(标量)均由电场本身决定, 而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关;
(5)处于静电平衡导体是个等势体, 表面是个等势面, 导体外表面附近的电场线垂直于导体表面,导体内部合场强为零, 导体内部没有净电荷, 净电荷只分布于导体外表面;
(6)电容单位换算:1F =106μF =1012PF ;
(7)电子伏(eV)是能量的单位,1eV =1.60×10-19J ;
十一、恒定电流
1. 电流强度:I =q/t{I:电流强度(A),q:在时间t 内通过导体横载面的电量(C),t:时间(s)}
2. 欧姆定律:I =U/R {I:导体电流强度(A),U:导体两端电压(V),R:导体阻值(Ω) }
3. 电阻、电阻定律:R =ρL/S{ρ:电阻率(Ω?m) ,L:导体的长度(m),S:导体横截面积(m2)}
4. 闭合电路欧姆定律:I =E/(r+R)或E =Ir+IR也可以是E =U 内+U外
{I:电路中的总电流(A),E:电源电动势(V),R:外电路电阻(Ω) ,r:电源内阻(Ω) }
5. 电功与电功率:W =UIt ,P =UI {W:电功(J),U:电压(V),I:电流(A),t:时间(s),P:电功率(W)}
6. 焦耳定律:Q =I2Rt {Q:电热(J),I:通过导体的电流(A),R:导体的电阻值(Ω) ,t:通电时间(s)}
7. 纯电阻电路中:由于I =U/R,W=Q ,因此W =Q =UIt =I2Rt =U2t/R
8. 电源总动率、电源输出功率、电源效率:P 总=IE ,P 出=IU ,η=P 出/P总{I:电路总电流(A),E:电源电动势(V),U:路端电压(V),η:电源效率}
9. 电路的串/并联串联电路(P、U 与R 成正比) 并联电路(P、I 与R 成反比)
电阻关系(串同并反) R串=R1+R2+R3+ 1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+
电流关系 I 总=I1=I2=I3 I并=I1+I2+I3+
电压关系 U 总=U1+U2+U3+ U总=U1=U2=U3
功率分配 P 总=P1+P2+P3+ P总=P1+P2+P3+
10. 欧姆表测电阻
(1)电路组成
(2)测量原理
两表笔短接后, 调节Ro 使电表指针满偏,得Ig =E/(r+Rg+Ro)
接入被测电阻Rx 后通过电表的电流为Ix =E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx)
由于Ix 与Rx 对应,因此可指示被测电阻大小
(3)使用方法:机械调零、选择量程、欧姆调零、测量读数{注意挡位(倍率) }、拨off 挡。
(4)注意:测量电阻时,要与原电路断开, 选择量程使指针在中央附近, 每次换挡要重新短接欧姆调零。
11. 伏安法测电阻
电流表内接法:
电压表示数:U =UR+UA
电流表外接法:
电流表示数:I =IR+IV
Rx 的测量值=U/I=(UA+UR)/IR=RA+Rx>R真
Rx 的测量值=U/I=UR/(IR+IV)=RVRx/(RV+R)
选用电路条件Rx>>RA [或Rx>(RARV)1/2]
选用电路条件Rx
12. 滑动变阻器在电路中的限流接法与分压接法
限流接法
电压调节范围小, 电路简单, 功耗小
便于调节电压的选择条件Rp>Rx
电压调节范围大, 电路复杂, 功耗较大
便于调节电压的选择条件Rp
注1) 单位换算:1A =103mA =106μA ;1kV =103V =106mA ;1M Ω=103k Ω=106Ω
(2)各种材料的电阻率都随温度的变化而变化, 金属电阻率随温度升高而增大;
(3)串联总电阻大于任何一个分电阻, 并联总电阻小于任何一个分电阻;
(4)当电源有内阻时, 外电路电阻增大时, 总电流减小, 路端电压增大;
(5)当外电路电阻等于电源电阻时, 电源输出功率最大, 此时的输出功率为E2/(2r);
十二、磁场
1. 磁感应强度是用来表示磁场的强弱和方向的物理量, 是矢量,单位T),1T =1N/A?m
2. 安培力F =BIL ;(注:L ⊥B) {B:磁感应强度(T),F:安培力(F),I:电流强度(A),L:导线长度(m)}
3. 洛仑兹力f =qVB(注V ⊥B); {f:洛仑兹力(N),q:带电粒子电量(C),V:带电粒子速度(m/s)}
4. 在重力忽略不计(不考虑重力) 的情况下, 带电粒子进入磁场的运动情况(掌握两种) :
(1)带电粒子沿平行磁场方向进入磁场:不受洛仑兹力的作用, 做匀速直线运动V =V0
(2)带电粒子沿垂直磁场方向进入磁场:做匀速圆周运动, 规律如下a)F 向=f 洛=mV2/r=m ω2r =mr(2π/T)2=qVB ;r =mV/qB;T =2πm/qB;(b)运动周期与圆周运动的半径和线速度无关, 洛仑兹力对带电粒子不做功(任何情况下) ;(c)解题关键:画轨迹、找圆心、定半径、圆心角(=二倍弦切角)。
注:
(1)安培力和洛仑兹力的方向均可由左手定则判定,只是洛仑兹力要注意带电粒子的正负; 十三、电磁感应
1)E =n ΔΦ/Δt (普适公式){法拉第电磁感应定律,E :感应电动势(V),n :感应线圈匝数,
ΔΦ/Δt:磁通量的变化率}
2)E =BLV 垂(切割磁感线运动) {L:有效长度(m)}
3)Em =nBS ω(交流发电机最大的感应电动势){Em:感应电动势峰值}
4)E =BL2ω/2(导体一端固定以ω旋转切割){ω:角速度(rad/s),V:速度(m/s)}
2. 磁通量Φ=BS {Φ:磁通量(Wb),B:匀强磁场的磁感应强度(T),S:正对面积(m2)}
3. 感应电动势的正负极可利用感应电流方向判定{电源内部的电流方向:由负极流向正极} 十四、交变电流(正弦式交变电流)
1. 电压瞬时值e =Emsin ωt 电流瞬时值i =Imsin ωt ;(ω=2πf)
2. 电动势峰值Em =nBS ω=2BLv 电流峰值(纯电阻电路中)Im =Em/R总
3. 正(余) 弦式交变电流有效值:E =Em/(2)1/2;U =Um/(2)1/2 ;I =Im/(2)1/2
4. 理想变压器原副线圈中的电压与电流及功率关系U1/U2=n1/n2; I1/I2=n2/n2; P 入=P 出
5. 在远距离输电中, 采用高压输送电能可以减少电能在输电线上的损失损′=(P/U)2R;(P 损′:输电线上损失的功率,P:输送电能的总功率,U:输送电压,R:输电线电阻)
6. 公式1、2、3、4中物理量及单位:ω:角频率(rad/s);t:时间(s);n:线圈匝数;B:磁感强度(T);S:线圈的面积(m2);U 输出) 电压(V);I:电流强度(A);P:功率(W)。
注:
(1)交变电流的变化频率与发电机中线圈的转动的频率相同即:ω电=ω线,f 电=f 线;
(2)发电机中, 线圈在中性面位置磁通量最大, 感应电动势为零, 过中性面电流方向就改变;
(3)有效值是根据电流热效应定义的, 没有特别说明的交流数值都指有效值;
(4)理想变压器的匝数比一定时, 输出电压由输入电压决定, 输入电流由输出电流决定,输入功率等于输出功率, 当负载的消耗的功率增大时输入功率也增大,即P 出决定P 入; 十五、电磁振荡和电磁波
1.LC 振荡电路T =2π(LC)1/2;f =1/T {f:频率(Hz),T:周期(s),L:电感量(H),C:电容量(F)}
2. 电磁波在真空中传播的速度c =3.00×108m/s,λ=c/f {λ:电磁波的波长(m),f:电磁波频率}
注:
(1)在LC 振荡过程中, 电容器电量最大时,振荡电流为零;电容器电量为零时,振荡电流最大;
(2)麦克斯韦电磁场理论:变化的电(磁) 场产生磁(电) 场;
十六、光的反射和折射(几何光学)
1. 反射定律α=i {α; 反射角,i:入射角}
2. 绝对折射率(光从真空中到介质)n =c/v=sin /sin {光的色散,可见光中红光折射率小,n:折射率,c:真空中的光速,v:介质中的光速, :入射角, :折射角}
3. 全反射:
1)光从介质中进入真空或空气中时发生全反射的临界角C :sinC =1/n
2) 全反射的条件:光密介质射入光疏介质;入射角等于或大于临界角
注:
(1)平面镜反射成像规律:成等大正立的虚像, 像与物沿平面镜对称;
(2)三棱镜折射成像规律:成虚像, 出射光线向底边偏折, 像的位置向顶角偏移;
十七、光的本性(光既有粒子性, 又有波动性, 称为光的波粒二象性)
1. 两种学说:微粒说(牛顿) 、波动说(惠更斯)
2.双缝干涉:中间为亮条纹;亮条纹位置: =n λ;暗条纹位置: =(2n+1)λ/2(n =0,1,2,3, 、、、);条纹间距{ :路程差(光程差) ;λ:光的波长;λ/2:光的半波长;d 两条狭缝间的距离;l :挡
板与屏间的距离}
3. 光的颜色由光的频率决定, 光的频率由光源决定, 与介质无关, 光的传播速度与介质有关,光的颜色按频率从低到高的排列顺序是:红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫(助记:紫光的频率大,波长小)
4. 薄膜干涉:增透膜的厚度是绿光在薄膜中波长的1/4,即增透膜厚度d =λ/4〔见第三册P25
5. 光的衍射:光在没有障碍物的均匀介质中是沿直线传播的,在障碍物的尺寸比光的波长大得多的情况下,光的衍射现象不明显可认为沿直线传播,反之,就不能认为光沿直线传播
6. 光的偏振:光的偏振现象说明光是横波
7. 光的电磁说:光的本质是一种电磁波。电磁波谱(按波长从大到小排列):无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线。红外线、紫外、线伦琴射线的发现和特性、产生机理、实际应用
8. 光子说, 一个光子的能量E =h ν{h:普朗克常量=6.63×10-34J.s ,ν:光的频率}
9. 爱因斯坦光电效应方程:mVm2/2=h ν-W {mVm2/2:光电子初动能,h ν:光子能量,W:金属的逸出功}
注:
(1)要会区分光的干涉和衍射产生原理、条件、图样及应用, 如双缝干涉、薄膜干涉、单缝衍射、圆孔衍射、圆屏衍射等;
(2)其它相关内容:光的本性学说发展史/泊松亮斑/发射光谱/吸收光谱/光谱分析/原子特征谱线〔见第三册P50〕/光电效应的规律光子说〔见第三册P41〕/光电管及其应用/光的波粒二象性〔见第三册P45〕/激光〔见第三册P35〕/物质波〔见第三册P51〕。
十八、原子和原子核
1. α粒子散射试验结果a) 大多数的α粒子不发生偏转;(b)少数α粒子发生了较大角度的偏转;(c)极少数α粒子出现大角度的偏转(甚至反弹回来)
2. 原子核的大小:10-15~10-14m ,原子的半径约10-10m(原子的核式结构)
3.光子的发射与吸收:原子发生定态跃迁时, 要辐射(或吸收) 一定频率的光子:hν=E 初-E 末{能级跃迁}
4. 原子核的组成:质子和中子(统称为核子),{A =质量数=质子数+中子数,Z=电荷数=质子数=核外电子数=原子序数〔见第三册P63〕}
5. 天然放射现象:α射线(α粒子是氦原子核)、β射线(高速运动的电子流)、γ射线(波长极短的电磁波)、α衰变与β衰变、半衰期(有半数以上的原子核发生了衰变所用的时间) 。γ射线是伴随α射线和β射线产生的〔见第三册P64〕
6. 爱因斯坦的质能方程:E=mc2{E:能量(J),m:质量(Kg),c:光在真空中的速度}
7. 核能的计算ΔE =Δmc2{当Δm 的单位用kg 时,ΔE 的单位为J ;当Δm 用原子质量单位u 时,算出的ΔE 单位为uc2;1uc2=931.5MeV }〔见第三册P72〕。
注:
(1)常见的核反应方程(重核裂变、轻核聚变等核反应方程) 要求掌握;
(2)熟记常见粒子的质量数和电荷数;
(3)质量数和电荷数守恒, 依据实验事实, 是正确书写核反应方程的关键;
(4)其它相关内容:氢原子的能级结构〔见第三册P49〕/氢原子的电子云〔见第三册P53〕/放射性同位数及其应用、放射性污染和防护〔见第三册P69〕/重核裂变、链式反应、链式反应的条件、核反应堆〔见第三册P73〕/轻核聚变、可控热核反应〔见第三册P77〕/人类对物质结构的认识。(完)
左手定则:
左手定则(安培定则):已知电流方向和磁感线方向,判断通电导体在磁场中受力方向,如电动机。
伸开左手, 让磁感线穿入手心(手心对准N 极,手背对准S 极) ,四指指向电流方向,那么大拇指的方向就是导体受力方向。
其原理是:
当你把磁铁的磁感线和电流的磁感线都画出来的时候,两种磁感线交织在一起,按照向量加法,磁铁和电流的磁感线方向相同的地方,磁感线变得密集;方向相反的地方,磁感线变得稀疏。磁感线有一个特性就是,每一条磁感线互相排斥!磁感线密集的地方“压力大”,磁感线稀疏的地方“压力小”。于是电流两侧的压力不同,把电流压向一边。拇指的方向就是这个压力的方向。
右手定则:
确定导体切割磁感线运动时在导体中产生的感应电流方向的定则。(发电机)