俗话说,磨刀不误砍柴工。作为教师就需要提前准备好适合自己的教案。教案可以让讲的知识能够轻松被学生吸收,帮助教师提前熟悉所教学的内容。你知道怎么写具体的教案内容吗?为此,小编从网络上为大家精心整理了《高考物理知识点:光学和相对论》,希望能为您提供更多的参考。
20xx年高考物理知识点:光学和相对论
五、光学
40、1621年,荷兰数学家斯涅耳找到了入射角与折射角之间的规律——折射定律。
41、1801年,英国物理学家托马斯·杨成功地观察到了光的干涉现象。
42、1818年,法国科学家菲涅尔和泊松计算并实验观察到光的圆板衍射—泊松亮斑。
43、1864年,英国物理学家麦克斯韦预言了电磁波的存在,指出光是一种电磁波;1887年,赫兹证实了电磁波的存在,光是一种电磁波
44、1905年,爱因斯坦提出了狭义相对论,有两条基本原理:①相对性原理——不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的;②光速不变原理——不同的惯性参考系中,光在真空中的速度一定是c不变。
45、爱因斯坦还提出了相对论中的一个重要结论——质能方程式。
46.公元前468-前376,我国的墨翟及其弟子在《墨经》中记载了光的直线传播、影的形成、光的反射、平面镜和球面镜成像等现象,为世界上最早的光学著作。
47.1849年法国物理学家斐索首先在地面上测出了光速,以后又有许多科学家采用了更精密的方法测定光速,如美国物理学家迈克尔逊的旋转棱镜法。(注意其测量方法)
48.关于光的本质:17世纪明确地形成了两种学说:一种是牛顿主张的微粒说,认为光是光源发出的一种物质微粒;另一种是荷兰物理学家惠更斯提出的波动说,认为光是在空间传播的某种波。这两种学说都不能解释当时观察到的全部光现象。
六、相对论
49、物理学晴朗天空上的两朵乌云:①迈克逊-莫雷实验——相对论(高速运动世界),②热辐射实验——量子论(微观世界);
50、19世纪和20世纪之交,物理学的三大发现:X射线的发现,电子的发现,放射性的发现。
51、1905年,爱因斯坦提出了狭义相对论,有两条基本原理:①相对性原理——不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的;②光速不变原理——不同的惯性参考系中,光在真空中的速度一定是c不变。
52、1900年,德国物理学家普朗克解释物体热辐射规律提出能量子假说:物质发射或吸收能量时,能量不是连续的,而是一份一份的,每一份就是一个最小的能量单位,即能量子;
53、激光——被誉为20世纪的“世纪之光”;
54、1900年,德国物理学家普朗克为解释物体热辐射规律提出:电磁波的发射和吸收不是连续的,而是一份一份的,把物理学带进了量子世界;受其启发1905年爱因斯坦提出光子说,成功地解释了光电效应规律,因此获得诺贝尔物理奖。
55、1922年,美国物理学家康普顿在研究石墨中的电子对X射线的散射时——康普顿效应,证实了光的粒子性。(说明动量守恒定律和能量守恒定律同时适用于微观粒子)
56、1913年,丹麦物理学家玻尔提出了自己的原子结构假说,成功地解释和预言了氢原子的辐射电磁波谱,为量子力学的发展奠定了基础。
57、1924年,法国物理学家德布罗意大胆预言了实物粒子在一定条件下会表现出波动性;
58、1927年美、英两国物理学家得到了电子束在金属晶体上的衍射图案。电子显微镜与光学显微镜相比,衍射现象影响小很多,大大地提高分辨能力,质子显微镜的分辨本能更高。
20xx高考物理知识点总结:光学
几何光学以光的直线传播为基础,主要研究光在两个均匀介质分界面处的行为规律及其应用。从知识要点可分为四方面:一是概念;二是规律;三为光学器件及其光路控制作用和成像;四是光学仪器及应用。(一)光的反射1.反射定律2.平面镜:对光路控制作用;平面镜成像规律、光路图及观像视场。(二)光的折射1.折射定律2.全反射、临界角。全反射棱镜(等腰直角棱镜)对光路控制作用。3.色散。棱镜及其对光的偏折作用、现象及机理应用注意:1.解决平面镜成像问题时,要根据其成像的特点(物、像关于镜面对称),作出光路图再求解。平面镜转过α角,反射光线转过2α2.解决折射问题的关键是画好光路图,应用折射定律和几何关系求解。3.研究像的观察范围时,要根据成像位置并应用折射或反射定律画出镜子或遮挡物边缘的光线的传播方向来确定观察范围。4.无论光的直线传播,光的反射还是光的折射现象,光在传播过程中都遵循一个重要规律:即光路可逆。(三)光导纤维全反射的一个重要应用就是用于光导纤维(简称光纤)。光纤有内、外两层材料,其中内层是光密介质,外层是光疏介质。光在光纤中传播时,每次射到内、外两层材料的界面,都要求入射角大于临界角,从而发生全反射。这样使从一个端面入射的光,经过多次全反射能够没有损失地全部从另一个端面射出。(四)光的干涉光的干涉的条件是有两个振动情况总是相同的波源,即相干波源。(相干波源的频率必须相同)。形成相干波源的方法有两种:(1)利用激光(因为激光发出的是单色性极好的光)。(2)设法将同一束光分为两束(这样两束光都来源于同一个光源,因此频率必然相等)。(五)干涉区域内产生的亮、暗纹1.亮纹:屏上某点到双缝的光程差等于波长的整数倍(相邻亮纹(暗纹)间的距离)。用此公式可以测定单色光的波长。用白光作双缝干涉实验时,由于白光内各种色光的波长不同,干涉条纹间距不同,所以屏的中央是白色亮纹,两边出现彩色条纹,各级彩色条纹都是红靠外,紫靠内。(六)衍射注意关于衍射的表述一定要准确。(区分能否发生衍射和能否发生明显衍射)1.各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射。2.发生明显衍射的条件是:障碍物(或孔)的尺寸可以跟波长相比,甚至比波长还小。(七)光的电磁说1.麦克斯韦根据电磁波与光在真空中的传播速度相同,提出光在本质上是一种电磁波?D?D这就是光的电磁说,赫兹用实验证明了光的电磁说的正确性。2.电磁波谱。波长从大到小排列顺序为:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。各种电磁波中,除可见光以外,相邻两个波段间都有重叠。各种电磁波的产生机理分别是:无线电波是振荡电路中自由电子的周期性运动产生的;红外线、可见光、紫外线是原子的外层电子受到激发后产生的;伦琴射线是原子的内层电子受到激发后产生的;γ射线是原子核受到激发后产生的(伴随α、β衰变而产生)。3.各种电磁波的产生、特性及应用。(八)光的偏振光的偏振也证明了光是一种波,而且是横波。各种电磁波中电场E的方向、磁场(九)光电效应1.在光的照射下物体发射电子的现象叫光电效应。(下图装置中,用弧光灯照射锌版,有电子从锌版表面飞出,使原来不带电的验电器带正电。)光效应中发射出来的电子叫光电子。ν0,只有ν0才能发生光电效应;②光电子的最大初动能与入射光的强度无关,只随入光的频率增大而增大;③当入射光的频率大于极限频率时,光电流的强度与入射光的强度成正比;④瞬时性(光电子的产生不超过10-9s)。3.爱因斯坦的光子说。光是不连续的,是一份一份的,每一份叫做一个光子,光子的能量成正比:E=hν4.爱因斯坦光电效应方程:h-W(W是逸出功,即从金属表面直接飞出的光电子克服正电荷引力所做的功。)(十)康普顿效应在研究电子对X射线的散射时发现:有些散射波的波长比入射波的波长略大。康普顿认为这是因为光子不仅有能量,也具有动量。实验结果证明这个设想是正确的。因此康普顿效应也证明了光具有粒子性。(十一)光的波粒二象性干涉、衍射和偏振以无可辩驳的事实表明光是一种波;光电效应和康普顿效应又用无可辩驳的事实表明光是一种粒子;因此现代物理学认为:光具有波粒二象性。高考物理考点光学的总结(二)(十二)正确理解波粒二象性波粒二象性中所说的波是一种概率波,对大量光子才有意义。波粒二象性中所说的粒子,是指其不连续性,是一份能量。1.个别光子的作用效果往往表现为粒子性;大量光子的作用效果往往表现为波动性。2.高的光子容易表现出粒子性;低的光子容易表现出波动性。3.光在传播过程中往往表现出波动性;在与物质发生作用时往往表现为粒子性。4.由光子的能量表示式也可以看出,光的波动性和粒子性并不矛盾:表示粒子性的粒子能量和动量的计算式中都含有表示波的特征的物理量?D?D频率和波长λ。(十三)由光的波粒二象性的思想推广到微观粒子和任何运动着的物体上去,得出物质波(德布罗意波)的概念:任何一个运动着的物体都有一种波与它对应。(十四)天然放射现象原子序数大于83的所有天然存在的元素的原子核都不稳定,能自发地变为别种元素的原子核,同时放出射线。(十五)玻尔原子模型能级1.定态假设:原子处于一系列不连续的能量状态中,在这些能量状态中的原子是稳定的。2.能级跃迁:原子从一状态跃迁到另一状态,要辐射(或吸收)一定频率的光子。3.轨道能量量子化。(十七)物质波:德布罗意波:粒子散射实验:结果是绝大多数的粒子没有偏转穿过,少数的粒子发生大角度的偏转,极少数粒子偏转角超过,个别甚至被弹回,由此可得结论:原子的中心有一个很小的核,原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里,带负电的电子在核外空间绕核旋转。(十九)原子的放射现象1.天然放射现象:某些元素自发放射某些射线的现象称为天然放射现象,这些元素称为放射性元素。天然放射现象的发现,使人类认识到原子核内部具有复杂的结构。物理的知识点梳理1、大的物体不一定不能够看成质点,小的物体不一定可以看成质点。2、参考系不一定会是不动的,只是假定成不动的物体。3、在时间轴上n秒时所指的就是n秒末。第n秒所指的是一段时间,是第n个1秒。第n秒末和第n+1秒初就是同一时刻。4、物体在做直线运动时,位移的大小不一定是等于路程的。5、打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点,如遇到打出的是短横线,应调整一下振针距复写纸的高度,使之增大一点。6、使用计时器打点时,应先接通电源,待打点计时器稳定后,再释放纸带。7、物体的速度大,其加速度不一定大。物体的速度为零时,其加速度不一定为零。物体的速度变化大,其加速度不一定大。8、物体的加速度减小时,速度可能增大;加速度增大时,速度可能减小。9、物体的速度大小不变时,加速度不一定为零。10、物体的加速度方向不一定与速度方向相同,也不一定在同一直线上。11、位移图象不是物体的运动轨迹。12、图上两图线相交的点,不是相遇点,只是在这一时刻相等。13、位移图象不是物体的运动轨迹。解题前先搞清两坐标轴各代表什么物理量,不要把位移图象与速度图象混淆。14、找准追及问题的临界条件,如位移关系、速度相等等。15、用速度图象解题时要注意图线相交的点是速度相等的点而不是相遇处。16、杆的弹力方向不一定沿杆。17、摩擦力的作用效果既可充当阻力,也可充当动力。18、滑动摩擦力只以和N有关,与接触面的大小和物体的运动状态无关。19、静摩擦力具有大小和方向的可变性,在分析有关静摩擦力的问题时容易出错。20、使用弹簧测力计拉细绳套时,要使弹簧测力计的弹簧与细绳套在同一直线上,弹簧与木板面平行,避免弹簧与弹簧测力计外壳、弹簧测力计限位卡之间有摩擦。21、合力不一定大于分力,分力不一定小于合力。22、三个力的合力最大值是三个力的数值之和,最小值不一定是三个力的数值之差,要先判断能否为零。23、两个力合成一个力的结果是惟一的,一个力分解为两个力的情况不惟一,可以有多种分解方式。24、物体在粗糙斜面上向前运动,并不一定受到向前的力,认为物体向前运动会存在一种向前的冲力的说法是错误的。25、所有认为惯性与运动状态有关的想法都是错误的,因为惯性只与物体质量有关。惯性是物体的一种基本属性,不是一种力,物体所受的外力不能克服惯性。26、牛顿第二定律在力学中的应用广泛,也有局限性,对于微观的高速运动的物体不适用,只适用于低速运动的宏观物体。27、用牛顿第二定律解决动力学的两类基本问题,关键在于正确地求出加速度,计算合外力时要进行正确的受力分析,不要漏力或添力。28、超重并不是重力增加了,失重也不是失去了重力,超重、失重只是视重的变化,物体的实重没有改变。29、判断超重、失重时不是看速度方向如何,而是看加速度方向向上还是向下。30、两个相关联的物体,其中一个处于超(失)重状态,整体对支持面的压力也会比重力大(小)。
20xx高考物理知识点总结:激光
激光知识点
激光是20世纪以来,继原子能、计算机、半导体之后,人类的又一重大发明,下面是激光知识点,希望对考生报考有帮助。
定向发光
普通光源是向四面八方发光。要让发射的光朝一个方向传播,需要给光源装上一定的聚光装置,如汽车的车前灯和探照灯都是安装有聚光作用的反光镜,使辐射光汇集起来向一个方向射出。激光器发射的激光,天生就是朝一个方向射出,光束的发散度极小,大约只有0.001弧度,接近平行。1962年,人类第一次使用激光照射月球,地球离月球的距离约38万公里,但激光在月球表面的光斑不到两公里。若以聚光效果很好,看似平行的探照灯光柱射向月球,按照其光斑直径将覆盖整个月球。天文学家相信,外星人或许正使用闪烁的激光作为一种宇宙灯塔来尝试与地球进行联系。
亮度极高
在激光发明前,人工光源中高压脉冲氙灯的亮度最高,与太阳的亮度不相上下,而红宝石激光器的激光亮度,能超过氙灯的几百亿倍。因为激光的亮度极高,所以能够照亮远距离的物体。红宝石激光器发射的光束在月球上产生的照度约为0.02勒克斯(光照度的单位),颜色鲜红,激光光斑肉眼可见。若用功率最强的探照灯照射月球,产生的照度只有约一万亿分之一勒克斯,人眼根本无法察觉。激光亮度极高的主要原因是定向发光。大量光子集中在一个极小的空间范围内射出,能量密度自然极高。
激光的亮度与阳光之间的比值是百万级的,而且它是人类创造的。
激光的颜色
激光的颜色取决于激光的波长,而波长取决于发出激光的活性物质,即被刺激后能产生激光的那种材料。刺激红宝石就能产生深玫瑰色的激光束,它应用于医学领域,比如用于皮肤病的治疗和外科手术。公认最贵重的气体之一的氩气能够产生蓝绿色的激光束,它有诸多用途,如激光印刷术,在显微眼科手术中也是不可缺少的。半导体产生的激光能发出红外光,因此我们的眼睛看不见,但它的能量恰好能解读激光唱片,并能用于光纤通讯。但有的激光器可调节输出激光的波长。
激光分离技术
激光分离技术主要指激光切割技术和激光打孔技术。激光分离技术是将能量聚焦到微小的空间,可获得105~1015W/cm2极高的辐照功率密度,利用这一高密度的能量进行非接触、高速度、高精度的加工方法。在如此高的光功率密度照射下,几乎可以对任何材料实现激光切割和打孔。激光切割技术是一种摆脱传统的机械切割、热处理切割之类的全新切割法,具有更高的切割精度、更低的粗糙度、更灵活的切割方法和更高的生产效率等特点。激光打孔方法作为在固体材料上加工孔方法之一,已成为一项拥有特定应用的加工技术,主要运用在航空、航天与微电子行业中。
颜色极纯
光的颜色由光的波长(或频率)决定。一定的波长对应一定的颜色。太阳辐射出的可见光段的波长分布范围约在0.76微米至0.4微米之间,对应的颜色从红色到紫色共7种颜色,所以太阳光谈不上单色性。发射单种颜色光的光源称为单色光源,它发射的光波波长单一。比如氪灯、氦灯、氖灯、氢灯等都是单色光源,只发射某一种颜色的光。单色光源的光波波长虽然单一,但仍有一定的分布范围。如氖灯只发射红光,单色性很好,被誉为单色性之冠,波长分布的范围仍有0.00001纳米,因此氖灯发出的红光,若仔细辨认仍包含有几十种红色。由此可见,光辐射的波长分布区间越窄,单色性越好。
激光器输出的光,波长分布范围非常窄,因此颜色极纯。以输出红光的氦氖激光器为例,其光的波长分布范围可以窄到μm级别,是氪灯发射的红光波长分布范围的万分之二。由此可见,激光器的单色性远远超过任何一种单色光源。
能量极大
光子的能量是用E=hv来计算的,其中h为普朗克常量,v为频率。由此可知,频率越高,能量越高。激光频率范围3.846×10^(14)Hz到7.895×10^(14)Hz。
电磁波谱可大致分为:
(1)无线电波——波长从几千米到0.3米左右,一般的电视和无线电广播的波段就是用这种波;
(2)微波——波长从0.3米到10^-3米,这些波多用在雷达或其它通讯系统;
(3)红外线——波长从10^-3米到7.8×10^-7米;
(4)可见光——这是人们所能感光的极狭窄的一个波段。波长从780—380nm。光是原子或分子内的电子运动状态改变时所发出的电磁波。由于它是我们能够直接感受而察觉的电磁波极少的那一部分;
(5)紫外线——波长从3×10^-7米到6×10^-10米。这些波产生的原因和光波类似,常常在放电时发出。由于它的能量和一般化学反应所牵涉的能量大小相当,因此紫外光的化学效应最强;
(6)伦琴射线(X射线)——这部分电磁波谱,
激光
波长从2×10^-9米到6×10^-12米。伦琴射线(X射线)是电原子的内层电子由一个能态跳至另一个能态时或电子在原子核电场内减速时所发出的;
伽马射线——是波长从10^-10~10^-14米的电磁波。这种不可见的电磁波是从原子核内发出来的,放射性物质或原子核反应中常有这种辐射伴随着发出。γ射线的穿透力很强,对生物的破坏力很大。由此看来,激光能量并不算很大,但是它的能量密度很大(因为它的作用范围很小,一般只有一个点),短时间里聚集起大量的能量,用做武器也就可以理解了。
其他特性
激光有很多特性:首先,激光是单色的,或者说是单频的。有一些激光器可以同时产生不同频率的激光,但是这些激光是互相隔离的,使用时也是分开的。其次,激光是相干光。相干光的特征是其所有的光波都是同步的,整束光就好像一个波列。再次,激光是高度集中的,也就是说它要走很长的一段距离才会出现分散或者收敛的现象。
20xx高考物理知识点总结:光的干涉
1.双缝干涉
(1)两列光波在空间相遇时发生叠加,在某些区域总加强,在另外一些区域总减弱,从而出现亮暗相间的条纹的现象叫光的干涉现象.
(2)产生干涉的条件
两个振动情况总是相同的波源叫相干波源,只有相干波源发出的光互相叠加,才能产生干涉现象,在屏上出现稳定的亮暗相间的条纹.
(3)双缝干涉实验规律
①双缝干涉实验中,光屏上某点到相干光源、的路程之差为光程差,记为.
若光程差是波长λ的整倍数,即(n=0,1,2,3…)P点将出现亮条纹;若光程差是半波长的奇数倍
(n=0,1,2,3…),P点将出现暗条纹.
②屏上和双缝、距离相等的点,若用单色光实验该点是亮条纹(中央条纹),若用白光实验该点是白色的亮条纹.
③若用单色光实验,在屏上得到明暗相间的条纹;若用白光实验,中央是白色条纹,两侧是彩色条纹.
④屏上明暗条纹之间的距离总是相等的,其距离大小与双缝之间距离d.双缝到屏的距离及光的波长λ有关,即.在和d不变的情况下,和波长λ成正比,应用该式可测光波的波长λ.
⑤用同一实验装置做干涉实验,红光干涉条纹的间距最大,紫光干涉条纹间距最小,故可知大于小于.
2.薄膜干涉
(1)薄膜干涉的成因:
由薄膜的前、后表面反射的两列光波叠加而成,劈形薄膜干涉可产生平行相间的条纹.
(2)薄膜干涉的应用
①增透膜:透镜和棱镜表面的增透膜的厚度是入射光在薄膜中波长的.
②检查平整程度:待检平面和标准平面之间的楔形空气薄膜,用单色光进行照射,入射光从空气膜的上、下表面反射出两列光波,形成干涉条纹,待检平面若是平的,空气膜厚度相同的各点就位于一条直线上,干涉条纹是平行的;反之,干涉条纹有弯曲现象。
文章来源:http://m.jab88.com/j/68916.html
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