2022年2022年机械波与光学权威知识点总结 .pdf

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1、选修 3-4 知识点总结（ MYX ）第一章简谐振动1.振动分为：自由振动（简谐振动），受迫振动，阻尼振动。2.平衡位置：回复力为零的位置（合力不一定为零），可以静止的位置。3. 回复力、加速度方向永远指向平衡位置；位移的起始点是平衡位置。越靠近平衡位置：回复力、加速度、位移越小，速度越大。平衡位置对称的位置：回复力大小相同、方向相反；加速度大小相同、方向相反；位移大小相同、方向相反；速度大小相同方向不一定。4.弹簧振子周期：2mTk单摆周期公式：2lTg2 ,1Ts lm的单摆叫做秒摆。5.时间：T T/2 T/4 质点走过的路程：4A 2A 不一定，若是从波峰、波谷、平衡位置开始，为A 6

2、.简谐运动的特征：位移时间图像符合正弦函数形式；F=-kx ；机械能守恒。7.摆钟原理：=stTN显同一星球，sT不变；不同星球，N 不变。8.受迫振动：物体在驱动力作用下的振动是受迫振动，受迫振动的频率等于驱动力的频率；当驱动力的频率等于物体的固有频率时，受迫振动振幅最大的现象叫共振。第二章机械波一、横波 ：质点的振动方向与波的传播方向垂直，例如：光波（电磁波）。纵波：质点的振动方向与波的传播方向平行，例如：声波（机械波）。机械波：介质决定波速，振源决定周期和频率，波速和周期决定波长。有机械波存在的条件：振源、介质二、波动与振动的关系1.振动图像：类似理解：一个人的一段录像，位置与时间的关系

3、。可以直接读出周期、振幅、振动方向。波动图像：类似理解：一群人的一张集体照片，下一个时刻某个人去哪里是不能直接看出来的。可以直接读出振幅、波长。2.V=/T (v=x/t) 3.机械波沿水平方向匀速传播，质点在自己平衡位置附近上下做简谐运动，二者速度没有必然联系。4.波的传播方向与质点的振动方向遵从“头头尾尾相对法” ， 即在波峰或波谷画一个箭头表示波的传播方向，两侧画竖直方向的箭头表示质点的振动方向，一个坡上质点振动方向相同，关于波峰或波谷对称的两个坡上，质点振动方向相反。5.经过一个周期的时间，波向前走一个波长的长度，质点走过的路程是4A。6.时间：T T/2 T/4 质点走过路程：4A

4、2A 不一定，若是从波峰、波谷、平衡位置开始，为A 7.每个质点的起振方向与波源的起振方向相同。8.类型题：多解问题；数学函数；波动图像与振动图像转化三、衍射名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 4 页 - - - - - - - - - 定义：波绕过障碍物继续传播的现象叫做衍射。衍射现象总是存在的，只有明显与不明显之分。发射明显衍射显现的条件：波长大于孔或障碍物的尺寸，或波长与孔或障碍物的尺寸差不多。四、干涉定义：两列波在相遇过程中某些区域总是加强，某些总是减

5、弱。条件：两列波频率相同，振动情况相同，相差恒定。加强点：12(2 )2ssskk（k=0、1、2、3）减弱点：12(21)2sssk（k=0、1、2、3）五、多普勒效应：当波源与接收者靠近时，接收者接收到的频率大于波源发出的频率。第三章 光1.反射：反射定律： 反射光线与入射光线、法线在同一平面上; 反射光线和入射光线分居在法线的两侧; 反射角等于入射角。入射光线与反射光线在同一介质中，折射率、速度、频率、周期、振幅、波长全都相同。2.折射： （ 1）光从一种介质斜射入另外一种介质，传播方向发生偏折。sin1=sinsincnCv空气介质空气介质（2）光的频率决定颜色（3）不同色光入射同一介

6、质：波长速度折射率同一色光入射不同介质：折射率速度波长（4）视深： h=h/n ，h-实际深度， n-折射率（5）应用：人看水中景物变浅，水中鱼看岸上景物变高，杯中筷子“折断”3.全反射 ： （1）光密介质：折射率大，速度小；光疏介质：折射率小，速度大。光密介质与光疏介质是相对而言的。（2）产生条件：光从光密介质射入光疏介质入射角 i C (C 临界角，sin1/Cn) CC红紫，即：紫光先发生全反射。（3）应用：海市蜃楼；光纤（nn内外） ；玻璃或冰中的气泡看起来很明亮。4干涉 ： （1）产生条件：两束光频率相同，振幅相差不大，相位差恒定。（2）现象：某些点总是加强（即亮条纹），某些点总是减

7、弱（即暗条纹）。加强点是质点在平衡位置附近的振动幅度很大，并不是停留在位移最大位置不动。（3）条件：亮条纹：12(2 )2ssskk（k=0、1、2、3）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 4 页 - - - - - - - - - 暗条纹：12(21)2sssk（k=0、1、2、3）s 为光程差，干涉是两个光源，中心是亮条纹，条纹等间距。（4）干涉条纹间距：lxdl 双缝屏到光屏之间的距离；单色光的波长；d 双缝间距x-=相邻亮条纹或相邻暗条纹的中心距，条纹

8、均匀等间距。（5）应用：彩色肥皂泡，雨天地面彩色油膜，光学器件增透膜（厚度：d=/4） ，光学器件平整度的检验（从左向右看，凹下去的位置，条纹提前出现），全息照相。5.衍射： （ 1）条件：孔或障碍物尺寸（2）一切衍射现象总在发生，只有明显与不明显之分，光沿直线传播是衍射的一种近似。（3）三种衍射：小孔衍射，狭缝衍射，圆屏衍射（泊松亮斑）。衍射现象是一个光源，中心是亮斑。（4）应用：点光源照射下的物体影子边缘模糊（太阳光下的高压电线没有影子，是半影现象）6.偏振 ： （1）自然光：天然光源和一般人造光源直接发出的光都是自然光，它包括了垂直于光波传播方向的所有可能的振动方向。偏振光：光的振动方向

9、只限于某一固定方向。（2）横波所特有的现象。（3）所有反射光均是偏振光。当反射光线与折射光线垂直时，两束光的偏振方向垂直。应用：摄像机镜头前安装偏振片，可以看清水中景物，看清橱窗内景物，滤掉斜射的阳光拍清水面以下景物； 3D 电影的制作； 3D 电影观影眼镜是偏振片；汽车挡风玻璃和车前灯灯罩是偏振片。第四章电磁波1. 预言电磁波的存在：麦克斯韦；验证：赫兹。2. 麦克斯韦关于电磁波的六点预言：恒定的电场不产生磁场恒定的磁场不产生磁场均匀变化的电场产生恒定的磁场；均匀变化的磁场产生恒定的电场；震荡的电场产生同频率的磁场震荡的磁场产生同频率的电场3. 电磁波是横波，波速83 10/cm s4. 电

10、磁振荡周期：LCT26、电磁波发射功率：4Pf第五章相对论1、惯性系：牛顿定律成立的参考系叫做惯性系。相对于一个惯性系做匀速直线运动的另外一个参考系，也叫做惯性系。非惯性系：牛顿定律不成立的参考系叫做非惯性系。2、狭义相对论的两个假设：一切惯性系，物理规律都是相同的；一切惯性系中，光速均不变。（光速为极限速度，超光速不存在）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 4 页 - - - - - - - - - 3、狭义相对论的结论：动尺变短；动钟变慢；当运动物体,vc m同时的具备相对性。爱因斯坦质能关系式：2=mEc4、广义相对论结论：光线在引力场中偏转；引力红移；水星近日点的进动；宇宙大爆炸：宇宙起源于一个奇点，在该奇点，温度为无穷大，密度为无穷大，空间急剧膨胀。5. 电磁波谱：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 4 页 - - - - - - - - -