物理考试知识点整理资格考试教师资格考试_资格考试-教师资格考试.pdf

《物理考试知识点整理资格考试教师资格考试_资格考试-教师资格考试.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理考试知识点整理资格考试教师资格考试_资格考试-教师资格考试.pdf（10页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、简谐振动的运动微分方程 cos()xAt 式中A、为运动表达式待定常数，他们由振动系统初始条件决定。由简谐运动表达式可得到简谐运动的速度 dsin()sin()dmxAtttvv 加速度 222dcos()cos()dmxaAtatt 简谐运动的位置x、速度v和加速度a都是时间t的函数，从而体现了简谐运动周期性。描述简谐振动的特征量（1）振幅A 振幅是物体相对平衡位置最大位移的绝对值，表示物体在平衡位置附近振动的幅度。对于一定的简谐运动系统，A是确定的。A可由初始条件即0t时的位置0 x和初速度0v来确定 22002Axv 也可由任意时刻t的位置x和速度v来确定 222Axv（2）周期T、频率

2、和角频率 周期T是物体作一次完全振动所经历的时间。周期是体现振动周期性的物理量，每经过一个周期，振动状态就重复一次。频率是单位时间内振动系统作完全振动的次数，它与周期的关系是 1T 角频率（又叫圆频率）与频率的关系 22T 周期、频率和角频率都是描述周期性运动的物理量，它们由振动系统的固有性质决定。例如弹簧振子，其简谐运动的周期、频率和角频率分别为 km，2mTk，12km（3）相位和初相位 相位t 是确定简谐运动状态的物理量。对一给定的振动系统，只要知道某时刻的相位，就可以求出该时刻的位置和速度，即知道了此时系统的运动状态。初相位是0t时的相位，由初始条件决定 00arctanxv 同方向同

3、频率的两个简谐振动的合成 两个同方向同频率简谐运动表达式为 111cos()xAt 222cos()xAt 其合振动的表达式为 12cos()xxxAt 合振动仍是简谐振动 合振幅A和合振动的初相分别为 221212212cos()AAAA A 11221122sinsintgcoscosAAAA 合振幅A与两个振动的相位差21 有关，即合振动加强、减弱的条件分别为 当212 (0,1,2,)kk 时，12A AA，合振动最强。当21(21)(0,1,2,)kk 时，12 AAA，合振动最弱。波的干涉（1）波的干涉现象 若有两列波在空间相遇，相遇区域内的某些地方振动始终加强，而另一些地方振动始

4、终减弱，并形成稳定的、有规律的振动强弱分布的现象。运动的速度加速度简谐运动的位置速度和加速度都是时间的函数从而体现了简谐运动周期性描述简谐振动的特征量振幅振幅是物体相对平衡位置最大位移的绝对值表示物体在平衡位置附近振动的幅度对于一定的简谐运动系统是确定一次完全振动所经历的时间周期是体现振动周期性的物理量每经过一个周期振动状态就重复一次频率是单位时间内振动系统作完全振动的次数它与周期的关系是角频率又叫圆频率与频率的关系周期频率和角频率都是描述周期性运动是确定简谐运动状态的物理量对一给定的振动系统只要知道某时刻的相位就可以求出该时刻的位置和速度即知道了此时系统的运动状态初相位是时的相位由初始条件决

5、定同方向同频率的两个简谐振动的合成两个同方向同频率简谐运（2）相干条件 不是任意两列波相遇都会产生干涉现象的，能够产生干涉现象的波，叫做相干波；它们的波源，叫相干波源。相干波源的条件是：频率相同、振动方向相同、相位差相同或相位差恒定。（3）干涉加强、减弱的条件 设两相干波为 1111cosryAtu 2222cosryAtu 它们的相位差为 21212rr 当相位差满足 2 (0,1,2,)kk时，21AAA，干涉加强；(21)(0,1,2,)kk时，21AAA，干涉减弱。式中21 为两波源初相位差，12rr 为两列波的波程差。驻波 驻波是由振幅、频率、传播速度都相同的两列相干波，在同一直线上

6、沿相反方向传播 时叠加而成的一种特殊的干涉现象。（1）驻波表达式 设形成驻波的两列相干波是 1cos 2()txyAT 2cos 2()txyAT 叠加后形成驻波的波函数（驻波方程）为 12222 coscosyyyAxtT 驻波作为一种特殊的振动，其特殊性体现在其振幅和相位的分布上。（2）驻波的特点 1）任一质元的振幅 波线上x处的质元作振幅为2 cos(2/)Ax 的简谐振动。2）波腹和波节的位置 凡是满足2 cos(2/)1Ax 的那些质点，振幅最大，等于2A，这些点称为波幅。所以波幅的位置为 ,2,1,0 2kx 运动的速度加速度简谐运动的位置速度和加速度都是时间的函数从而体现了简谐运

7、动周期性描述简谐振动的特征量振幅振幅是物体相对平衡位置最大位移的绝对值表示物体在平衡位置附近振动的幅度对于一定的简谐运动系统是确定一次完全振动所经历的时间周期是体现振动周期性的物理量每经过一个周期振动状态就重复一次频率是单位时间内振动系统作完全振动的次数它与周期的关系是角频率又叫圆频率与频率的关系周期频率和角频率都是描述周期性运动是确定简谐运动状态的物理量对一给定的振动系统只要知道某时刻的相位就可以求出该时刻的位置和速度即知道了此时系统的运动状态初相位是时的相位由初始条件决定同方向同频率的两个简谐振动的合成两个同方向同频率简谐运凡是满足2 cos(2/)0Ax 的那些质点，振幅最为零，处于静止

8、状态，这些点称为波节。所以波节的位置为 (21)0,1,2,4xk 所以相邻波腹（或波节）之间的距离为/2。多普勒效应 因波源或观测者相对介质运动，而使观测者接收到的波的频率0与波源的频率S不一样，这种现象称为多普勒效应。波源和观测者沿两者连线运动时，多普勒频移的公式为 0suu vv 式中u为波在介质中的传播速度，、分别是波源的频率和观察者接收到的频率，0v和sv分别为观测者和波源相对介质的速度。当观测者向着波源运动时，0v前取正号，反之取负；波源向着观测者运动时，sv前取负号，反之取正。平面电磁波（1）平面电磁波的波动表达式 0cosxEEtu 0cosxHHtu E与H在量值上的关系 H

9、E 电磁波的传播速度 1u（2）电磁波的能量 电磁波所携带的电磁能量称为辐射能。单位时间内通过垂直于传播方向的单位面积的辐射能，称为能流密度或辐射强度。即 SEH S也称为坡印廷矢量。光程和光程差（1）光程是把光在介质中传播的路程折合为光在真空中的相应路程，在数值上等于介质运动的速度加速度简谐运动的位置速度和加速度都是时间的函数从而体现了简谐运动周期性描述简谐振动的特征量振幅振幅是物体相对平衡位置最大位移的绝对值表示物体在平衡位置附近振动的幅度对于一定的简谐运动系统是确定一次完全振动所经历的时间周期是体现振动周期性的物理量每经过一个周期振动状态就重复一次频率是单位时间内振动系统作完全振动的次数

10、它与周期的关系是角频率又叫圆频率与频率的关系周期频率和角频率都是描述周期性运动是确定简谐运动状态的物理量对一给定的振动系统只要知道某时刻的相位就可以求出该时刻的位置和速度即知道了此时系统的运动状态初相位是时的相位由初始条件决定同方向同频率的两个简谐振动的合成两个同方向同频率简谐运折射率乘以光在介质中传播的路程，即光程=nr。（2）相位差与光程差的关系 2 （3）半波损失 光从光疏介质向光密介质入射时，反射光的相位有的突变，相当于光程增加或减少/2，故称作半波损失。杨氏双缝干涉实验（1）条纹特征 干涉条纹是等宽等间距明暗相间的平行直条纹。（2）光程差 21dxrrd （空气中）(0,1,2,)d

11、xkkd 干涉加强 （明纹）21 (0,1,2,)2dxkkd 干涉减弱 （暗纹）（3）明暗条纹位置 明纹中心位置为 (0,1,2,)dxkkd 暗纹中心位置为 (21)(0,1,2,)2dxkkd 相邻两明纹（或两暗纹）的间距 1kkdxxxd 薄膜干涉 两束反射光的光程差 22221(1,2)2sin21(0,1,2,)2kkd nnikk 附加光程差 1231231231230 2nnnnnnnnnnnn 或或（1）等倾干涉 当薄膜厚度均匀时，入射角i相同的地方，对应同一级次的干涉条纹，这种干涉称为等倾干涉。条纹特征 等倾干涉条纹是明暗相间的同心环状圆条纹，且内疏外密，越靠近中心，条纹干

12、涉级越高。（2）等厚条纹 当薄膜处于同一介质中，且光线垂直入射到薄膜时，0i，此时 明纹中心 暗纹中心 明纹中心 暗纹中心 运动的速度加速度简谐运动的位置速度和加速度都是时间的函数从而体现了简谐运动周期性描述简谐振动的特征量振幅振幅是物体相对平衡位置最大位移的绝对值表示物体在平衡位置附近振动的幅度对于一定的简谐运动系统是确定一次完全振动所经历的时间周期是体现振动周期性的物理量每经过一个周期振动状态就重复一次频率是单位时间内振动系统作完全振动的次数它与周期的关系是角频率又叫圆频率与频率的关系周期频率和角频率都是描述周期性运动是确定简谐运动状态的物理量对一给定的振动系统只要知道某时刻的相位就可以求

13、出该时刻的位置和速度即知道了此时系统的运动状态初相位是时的相位由初始条件决定同方向同频率的两个简谐振动的合成两个同方向同频率简谐运 (1,2)2 2(21)(0,1,2)2kkndkk 显然薄膜厚度相同的地方光程差相同，故对应于同一条纹，所以这种干涉称为等厚干涉。劈尖干涉和牛顿环都是等厚干涉。1）劈尖干涉 条纹特征 劈尖干涉条纹是明暗相间等间距的平行直条纹。棱边（0e）处为零级暗条纹，随薄膜厚度的增加，条纹干涉级增高。相邻两明（暗）条纹对应的厚度差 22hn 相邻两明（暗）条纹间距 22sinbn （为劈尖的劈角）。2）牛顿环 条纹特征 牛顿环是明暗相间的同心圆环，且内疏外密，越靠近中心，条纹

14、干涉级越低。明环半径 2212kRrn 1,2,3,k 暗环半径 2kRrn 0,1,2,k 单缝(的夫琅禾费)衍射 （1）衍射暗、明纹条件（光波垂直入射单缝）及条纹位置 (1,2)sin(21)(1,2)2kkakk 条纹位置 tansinxff 暗纹位置 fxka 明纹位置 212fxka（）条纹间距 1kkfxxxa 中央明纹的角宽度及线宽度 0122a 022fxxa （2）条纹特征 单缝衍射条纹是明暗相间的直条纹，中央明纹最宽最亮，其它明纹亮度 迅速减弱。中央明纹宽度是其它明纹宽度的 2 倍。暗纹中心 明纹中心 运动的速度加速度简谐运动的位置速度和加速度都是时间的函数从而体现了简谐运

15、动周期性描述简谐振动的特征量振幅振幅是物体相对平衡位置最大位移的绝对值表示物体在平衡位置附近振动的幅度对于一定的简谐运动系统是确定一次完全振动所经历的时间周期是体现振动周期性的物理量每经过一个周期振动状态就重复一次频率是单位时间内振动系统作完全振动的次数它与周期的关系是角频率又叫圆频率与频率的关系周期频率和角频率都是描述周期性运动是确定简谐运动状态的物理量对一给定的振动系统只要知道某时刻的相位就可以求出该时刻的位置和速度即知道了此时系统的运动状态初相位是时的相位由初始条件决定同方向同频率的两个简谐振动的合成两个同方向同频率简谐运光栅衍射 光栅是由大量等宽等间距的平行狭缝构成的光学元件。光栅衍射

16、是单缝衍射和多缝干涉的总效果。（1）光栅方程 当平行光垂直入射时：产生主明纹的条件 sinabk 0,1,2,k 产生暗纹的条件 sinabkN 1,2,()kkkN 式中()ab为光栅常量，为衍射角，N为光栅缝数。（2）缺级现象 当 aba 与之比为整数比时，存在缺级现象。所缺级次 abkka 1,2,3,k 马吕斯定律 光强为1I的线偏振光，透过检偏器后的光强为 21cosII 为起偏器与检偏器的偏振化方向间的夹角.布儒斯特定律 自然光入射到介质分界面时，在一般情况下反射光和折射光都是部分偏振光，当入射角Bi满足 21tanBnin 时，反射光是振动方向垂直入射面的线偏振光折射光是部分偏振

17、光,折射光线与反射光线垂直。气体动理论基本概念及规律 1.理想气体状态方程 mpVRTM 及 pn k T 2.理想气体压强公式 22211212()33323kpnmnmnvvv 运动的速度加速度简谐运动的位置速度和加速度都是时间的函数从而体现了简谐运动周期性描述简谐振动的特征量振幅振幅是物体相对平衡位置最大位移的绝对值表示物体在平衡位置附近振动的幅度对于一定的简谐运动系统是确定一次完全振动所经历的时间周期是体现振动周期性的物理量每经过一个周期振动状态就重复一次频率是单位时间内振动系统作完全振动的次数它与周期的关系是角频率又叫圆频率与频率的关系周期频率和角频率都是描述周期性运动是确定简谐运动

18、状态的物理量对一给定的振动系统只要知道某时刻的相位就可以求出该时刻的位置和速度即知道了此时系统的运动状态初相位是时的相位由初始条件决定同方向同频率的两个简谐振动的合成两个同方向同频率简谐运3.理想气体的温度公式及温度的统计意义 3 2kkT 气体的温度是气体分子平均平动动能的量度。4能量按自由度均分定理 平衡状态下气体分子每个自由度的平均动能都等于kT21，如果气体分子有i个自由度，则每个分子的总平均动能就是kTi 2。5理想气体的内能及内能变化 RTiMmE2 TRiMmE2 6麦克斯韦速率分布律 理想气体在平衡状态下，分子速率在vvvd区间内的分子数Nd占总分子数N 的比率，服从麦克斯韦速

19、率分布律vvfNNd)(d 式中)(vf为速率分布函数 23 222()42mkTmfekTvvv)(vf满足归一条件 1d)(0vvf 7气体分子热运动的三种速率（1）最概然速率 22pkTRTmMv（2）平均速率 88kTRTmMv（3）方均根速率 233kTRTmMv 热力学第一定律 系统从外界吸收的热量，一部分使系统的内能增加，另一部分用于系统对外做功。即 WEEQ12 对于微小过程 WEQddd 循环过程（1）热机效率 1212111)(QQQQQQW（2）制冷系数 运动的速度加速度简谐运动的位置速度和加速度都是时间的函数从而体现了简谐运动周期性描述简谐振动的特征量振幅振幅是物体相对

20、平衡位置最大位移的绝对值表示物体在平衡位置附近振动的幅度对于一定的简谐运动系统是确定一次完全振动所经历的时间周期是体现振动周期性的物理量每经过一个周期振动状态就重复一次频率是单位时间内振动系统作完全振动的次数它与周期的关系是角频率又叫圆频率与频率的关系周期频率和角频率都是描述周期性运动是确定简谐运动状态的物理量对一给定的振动系统只要知道某时刻的相位就可以求出该时刻的位置和速度即知道了此时系统的运动状态初相位是时的相位由初始条件决定同方向同频率的两个简谐振动的合成两个同方向同频率简谐运)(2122QQQWQe 式中，W、Q1、Q2取正值。（3）卡诺循环 卡诺循环是由两条等温线和两条绝热线构成的循

21、环，是一个理想的循环。对于卡诺循环，热机效率 121TTC 对于卡诺循环，制冷系数)(212TTTeC 光电效应和光的波粒二象性（1）光电效应的实验规律 当以一定频率和强度的单色光照射金属表面时，单位时间内，从金属表面逸出的光电子数与入射光强成正比。光电子从金属表面逸出时具有一定的动能。最大初动能等于电子的电荷量和遏止电势差的乘积，与入射光强无关。光电子从金属表面逸出时的最大初动能与入射光的频率成线性关系。当入射光的频率小于0时，不管照射光的强度多大，也不会发生光电效应。光照射到金属表面与光电子从金属表面逸出之间的时间间隔不超过 10-9s，可以认为两者几乎是同时发生的，即光电效应具有瞬时性。

22、（2）光子 爱因斯坦光电效应方程 为了解释光电效应，1905 年爱因斯坦在普朗克能量子假设的基础上提出了光子假设。爱因斯坦认为光在空间传播时，也具有粒子性，想象一束光是一束以光速c运动的粒子流，这些粒子称为光量子或简称光子。对于频率为的光束，每个光子的能量为：h 爱因斯坦光电效应方程：212mhmWv （W为逸出功）红限 0Wh 遏止电压 212ameUmv（3）光的波粒二象性 光子的能量 Pch 光子的动量 hP 光子的动量和能量是描述粒子性的，而频率和波长是描述波动性的，光的双重性质通过以上公式达到完美统一。氢原子光谱 玻尔的氢原子理论 运动的速度加速度简谐运动的位置速度和加速度都是时间的

23、函数从而体现了简谐运动周期性描述简谐振动的特征量振幅振幅是物体相对平衡位置最大位移的绝对值表示物体在平衡位置附近振动的幅度对于一定的简谐运动系统是确定一次完全振动所经历的时间周期是体现振动周期性的物理量每经过一个周期振动状态就重复一次频率是单位时间内振动系统作完全振动的次数它与周期的关系是角频率又叫圆频率与频率的关系周期频率和角频率都是描述周期性运动是确定简谐运动状态的物理量对一给定的振动系统只要知道某时刻的相位就可以求出该时刻的位置和速度即知道了此时系统的运动状态初相位是时的相位由初始条件决定同方向同频率的两个简谐振动的合成两个同方向同频率简谐运（1）氢原子光谱 氢原子发出的各种谱系的谱线波

24、数为 22111,1,2,3,;1,2,3,Rknkkkkn 其中R为里德伯常数，k取 1，2，3，4，5，6 分别对应于莱曼系，巴耳末系，帕邢系，布拉开系，普丰德系和哈弗系。（2）玻尔的氢原子理论 为了克服经典理论所遇到的困难，玻尔于 1913 年提出了一个能够解释氢原子特征光谱的氢原子模型。氢原子的玻耳理论主要概括为以下三条基本假设：定态假设 原子系统的能量是稳定的，具有一系列分立的不连续的特定值1E，2E，3E。这种特定的能量值叫能级，相应的稳定运动状态叫定态。频率条件 当原子从能级为nE的定态跃迁到另一个能量为mE的定态时，就要发射或吸收一频率为的光子。nmEEh 量子化条件 原子中电

25、子以速率v绕核作半径为r的圆周运动，它的角动量只能取某些特定的分立值。2hLn n=1,2,3 式中n为正整数，叫量子数。（3）玻尔理论的几个公式 氢原子中电子的轨道半径 222012nhrnn rme n=1,2,3,式中 n 叫主量子数。n=1时，20120.053nmhrme，1r称为玻尔半径。氢原子的能级公式 41222208nEmeEh nn ,3,2,1n 式中式中 n 叫主量子数。n=1 时，原子处于基态，n1 时原子处于激发态。运动的速度加速度简谐运动的位置速度和加速度都是时间的函数从而体现了简谐运动周期性描述简谐振动的特征量振幅振幅是物体相对平衡位置最大位移的绝对值表示物体在平衡位置附近振动的幅度对于一定的简谐运动系统是确定一次完全振动所经历的时间周期是体现振动周期性的物理量每经过一个周期振动状态就重复一次频率是单位时间内振动系统作完全振动的次数它与周期的关系是角频率又叫圆频率与频率的关系周期频率和角频率都是描述周期性运动是确定简谐运动状态的物理量对一给定的振动系统只要知道某时刻的相位就可以求出该时刻的位置和速度即知道了此时系统的运动状态初相位是时的相位由初始条件决定同方向同频率的两个简谐振动的合成两个同方向同频率简谐运