高中物理公式總結(jié)
高中物理公式總結(jié)石家莊市第二中學(xué)李銀
一、物理量:是用來(lái)定量描述物理現(xiàn)象的,
它可以分為很多類。凡是可以互相比較的
量,如距離、高度、波長(zhǎng)等,都是同類的量。在同類的量中,選出某一特定的量做單位,這類量中任何其他的量,都可以用這個(gè)單位與一個(gè)數(shù)的乘積表示出來(lái),這個(gè)
數(shù)就稱為該量的數(shù)值。量、單位和數(shù)值的
關(guān)系可寫(xiě)成:A={A}〔A〕={(正負(fù))(有效數(shù)字)×10(數(shù)量級(jí))
}〔單位〕式中A為某一物理量的符號(hào),〔A〕為某一單位的符號(hào),{A}則是以單位〔A〕表示的量A的數(shù)值。
二、量方程和數(shù)值方程:科學(xué)技術(shù)中使用的方程有兩類:一類是量方程,即以量的符號(hào)代表量值組成的方程。例如,v=s/t就是勻速運(yùn)動(dòng)中速度的量方程。另一類是數(shù)值方程。例如
{v}km/h=3.6{l}m/{t}s就是以千米每小時(shí)、米和秒分別作為速度、長(zhǎng)度和時(shí)間單位時(shí),做勻速運(yùn)動(dòng)物體的速度的數(shù)值方程。方程中出現(xiàn)的數(shù)字“3.6”是選用上述特定單位的結(jié)果。如果選用另外的單位,這一數(shù)字也就隨之改變。由上述例子可以知道,數(shù)值方程與選用的單位有關(guān),而量方程的優(yōu)點(diǎn)是與選用的單位無(wú)關(guān)。因此,在物理學(xué)中,通常都采用量方程公式。
量方程中,有時(shí)也包含數(shù)字因數(shù),這些數(shù)字因數(shù)與方程中量的定義有關(guān)。例如,質(zhì)量為m、速度為v的質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能為Ek=(1/2)mv2方程中的數(shù)字(1/2)是由動(dòng)能的定義決定的。三、公式的分類總結(jié)
比值定義式:構(gòu)成比值的分子、分母是
相關(guān)的表象,比值代表新的本質(zhì),和分子、分母間無(wú)必然因果關(guān)系.名稱公式名稱公式密度壓強(qiáng)速度加速度波速功率場(chǎng)強(qiáng)電勢(shì)差電容電阻電流電動(dòng)勢(shì)磁感強(qiáng)度放大率乘積定義式:構(gòu)成積的因子和因子間是并列關(guān)系,乘積和各因子間都有關(guān)力矩動(dòng)量動(dòng)能勢(shì)能功沖量比例類定律:通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的歸納得到
的,反映事物內(nèi)在聯(lián)系的規(guī)律名稱公式及說(shuō)明胡克定律摩擦定律牛二定律玻意爾定律氣態(tài)方程查理定律蓋呂薩克電阻定律歐姆定律閉合電路焦耳定律電磁感應(yīng)折射定律萬(wàn)有引力庫(kù)侖定律周期公式
名稱公式及說(shuō)明勻速圓周天體圓周小角單擺振蕩電路洛侖茲圓周守恒定律:
形式動(dòng)量條件守恒模型動(dòng)能定理機(jī)械能守恒能熱功內(nèi)能量含電勢(shì)能守電源耗能恒電磁感應(yīng)定電能輸送律振蕩電路增透膜光電效應(yīng)電子躍遷質(zhì)能方程直線運(yùn)動(dòng)公式及重要推論
平均速度勻速運(yùn)動(dòng)速度位移勻變速運(yùn)動(dòng)平均速度加速度初速度為連續(xù)等時(shí)間的位移比零的推論或末速度為零的時(shí)連續(xù)等時(shí)間的速度比間反演連續(xù)等位移的時(shí)間比平拋運(yùn)動(dòng)
水平方向豎直方向合運(yùn)動(dòng)速度位移加速度軌跡方程
圓周運(yùn)動(dòng)
速度角速度狀態(tài)公式向心加速度勻速度速過(guò)程角速度公式周期天體運(yùn)動(dòng)
加速度速度角速度周期密度常數(shù)帶電粒子在電磁場(chǎng)中
電場(chǎng)中的加速和偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中勻速圓周速度選擇器電路的串聯(lián)與并聯(lián)
電流串電壓聯(lián)電阻功率電流并電壓聯(lián)電阻功率交流電
瞬時(shí)值有效值最大值變壓器振動(dòng)和波
回復(fù)力振動(dòng)方程波動(dòng)方程干涉玻爾理論和氫原子
能級(jí)躍遷氫-能級(jí)氫-半徑其它
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高中物理公式總結(jié)
張嘉騏主編
高中物理公式0
GAOZHONGWULIGONGSHIZONGJIE
一、力學(xué)
1、胡克定律:f=kx(x為伸長(zhǎng)量或壓縮量,k為勁度系數(shù),只與彈簧的長(zhǎng)度、粗細(xì)和材料有關(guān))
2、重力:G=mg(g隨高度、緯度、地質(zhì)結(jié)構(gòu)而變化,g極>g赤,g低緯>g高緯)3、求F1、F2的合力的公式:F合
F12F222F1F2cos
兩個(gè)分力垂直時(shí):F合F12F22
注意:(1)力的合成和分解都均遵從平行四邊行定則。分解時(shí)喜歡正交分解。
(2)兩個(gè)力的合力范圍:F1-F2FF1+F2
(3)合力大小可以大于分力、也可以小于分力、也可以等于分力。
4、物體平衡條件:F合=0或Fx合=0Fy合=0
推論:三個(gè)共點(diǎn)力作用于物體而平衡,任意一個(gè)力與剩余二個(gè)力的合力一定等值反向。解三個(gè)共點(diǎn)力平衡的方法:合成法,分解法,正交分解法,三角形法,相似三角形法5、摩擦力的公式:
(1)滑動(dòng)摩擦力:f=N(動(dòng)的時(shí)候用,或時(shí)最大的靜摩擦力)
說(shuō)明:①N為接觸面間的彈力(壓力),可以大于G;也可以等于G;也可以小于G。
②為動(dòng)摩擦因數(shù),只與接觸面材料和粗糙程度有關(guān),與接觸面積大小、接觸面相對(duì)運(yùn)動(dòng)快慢以及正壓力N無(wú)關(guān)。
(2)靜摩擦力:由物體的平衡條件或牛頓第二定律求解,與正壓力無(wú)關(guān)。大小范圍:0f靜fm(fm為最大靜摩擦力)
說(shuō)明:①摩擦力可以與運(yùn)動(dòng)方向相同,也可以與運(yùn)動(dòng)方向相反。
②摩擦力可以作正功,也可以作負(fù)功,還可以不作功。
③摩擦力的方向與物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。④靜止的物體可以受滑動(dòng)摩擦力的作用,運(yùn)動(dòng)的物體可以受靜摩擦力的作用。
6、萬(wàn)有引力:
(1)公式:F=G
m1m2
(適用條件:只適用于質(zhì)點(diǎn)間的相互作用)2
G為萬(wàn)有引力恒量:G=6.67×10-11Nm2/kg2
(2)在天文上的應(yīng)用:(M:天體質(zhì)量;R:天體半徑;g:天體表面重力加速度;
r表示衛(wèi)星或行星的軌道半徑,h表示離地面或天體表面的高度))
a、萬(wàn)有引力=向心力F萬(wàn)=F向
Mmv2422mrm2rmamg"即G2mrrT由此可得:
42r3①天體的質(zhì)量:M,注意是被圍繞天體(處于圓心處)的質(zhì)量。
GT2高中物理公式
②行星或衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度:vGMr,軌道半徑越大,線速度越小。
GM,軌道半徑越大,角速度越小。③行星或衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度:r3
42r3,軌道半徑越大,周期越大。④行星或衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期:TGM
2GMT⑤行星或衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑:,周期越大,軌道半徑越大。r3
⑥行星或衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度:a小。
⑦地球或天體重力加速度隨高度的變化:g"42GM,軌道半徑越大,向心加速度越r2GMGM22r(Rh)GMR2特別地,在天體或地球表面:g0g"g022R(Rh)42r323M3r32GTT⑧天體的平均密度:特別地:當(dāng)r=R時(shí):43GT2R3GVR3b、在地球表面或地面附近的物體所受的重力等于地球?qū)ξ矬w的引力,即mgGMm∴R2gR2GM。在不知地球質(zhì)量的情況下可用其半徑和表面的重力加速度來(lái)表示,此式在天
體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題中經(jīng)常應(yīng)用,稱為黃金代換式。
c、第一宇宙速度:第一宇宙速度在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所必須具有的速度。也是人造衛(wèi)星的最小發(fā)射速度。
vGMgR7.9km/sr第二宇宙速度:v2=11.2km/s,使物體掙脫地球引力束縛的最小發(fā)射速度。第三宇宙速度:v3=16.7km/s,使物體掙脫太陽(yáng)引力束縛的最小發(fā)射速度。7、牛頓第二定律:F合map(后面一個(gè)是據(jù)動(dòng)量定理推導(dǎo))
t理解:(1)矢量性(2)瞬時(shí)性(3)獨(dú)立性(4)同體性(5)同系性(6)同單位制
牛頓第三定律:F=-F’(兩個(gè)力大小相等,方向相反作用在同一直線上,分別作用在兩個(gè)物體上)
高中物理公式8、勻變速直線運(yùn)動(dòng):
基本規(guī)律:Vt=V0+atS=vot+幾個(gè)重要推論:
2(1)vt2v02as
12at2ASatB
(結(jié)合上兩式知三求二)
(2)AB段中間時(shí)刻的即時(shí)速度:vt2v0vts2t(3)AB段位移中點(diǎn)的即時(shí)速度:vs22v0vt22勻速:vt/2=vs/2,勻加速或勻減速直線運(yùn)動(dòng):vt/2V(1)上升最大高度:H=o
2g(2)上升的時(shí)間:t=
2Vog(3)上升、下落經(jīng)過(guò)同一位置時(shí)的加速度相同,而速度等值反向
(4)上升、下落經(jīng)過(guò)同一段位移的時(shí)間相等。(5)從拋出到落回原位置的時(shí)間:t=
2Vog(6)適用全過(guò)程的公式:S=Vot一
12gtVt=Vo一gt2Vt2一Vo2=一2gS(S、Vt的正、負(fù)號(hào)的理解)11、勻速圓周運(yùn)動(dòng)公式
線速度:V=
s2R==R=2fRTtt22fT角速度:=
v2422R2R42f2R向心加速度:a=RTv2422
mR=m2R42mf2R向心力:F=ma=mRT注意:(1)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的向心力就是物體所受的合外力,總是指向圓心。
(2)衛(wèi)星繞地球、行星繞太陽(yáng)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由萬(wàn)有引力提供。
(3)氫原子核外電子繞核作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是原子核對(duì)核外電子的庫(kù)侖力。
12、平拋運(yùn)動(dòng)公式:水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)(即自由落體運(yùn)動(dòng))的合運(yùn)動(dòng)
水平分運(yùn)動(dòng):水平位移:x=vot水平分速度:vx=vo
豎直分運(yùn)動(dòng):豎直位移:y=
1gt2豎直分速度:vy=gt2x)θytg=
v=VyVo2vy=votgvo=vyctg
VoVy2vo=vcosvy=vsin
ytg=2tgx高中物理公式4
tg=13、功:W=Fscosα(適用于恒力的功的計(jì)算,α是F與s的夾角)
(1)力F的功只與F、s、α三者有關(guān),與物體做什么運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)(2)理解正功、零功、負(fù)功
(3)功是能量轉(zhuǎn)化的量度
重力的功------量度------重力勢(shì)能的變化電場(chǎng)力的功-----量度------電勢(shì)能的變化
*分子力的功-----量度------分子勢(shì)能的變化合外力的功------量度-------動(dòng)能的變化安培力做功------量度------其它能轉(zhuǎn)化為電能14、動(dòng)能和勢(shì)能:動(dòng)能:Ek選擇有關(guān))
15、動(dòng)能定理:外力對(duì)物體所做的總功等于物體動(dòng)能的變化(增量)。公式:W合=Ek=Ek2-Ek1=
12mv重力勢(shì)能:Ep=mgh(與零勢(shì)能面的21212mv2mv12216、機(jī)械能守恒定律:機(jī)械能=動(dòng)能+重力勢(shì)能+彈性勢(shì)能
條件:系統(tǒng)只有內(nèi)部的重力或彈力(指彈簧的彈力)做功。有時(shí)重力和彈力都做功。公式:mgh1+
112mv12mgh2mv222具體應(yīng)用:自由落體運(yùn)動(dòng),拋體運(yùn)動(dòng),單擺運(yùn)動(dòng),物體在光滑的斜面或曲面,彈簧振子等17、功率:P=
W=Fvcosα(在t時(shí)間內(nèi)力對(duì)物體做功的平均功率)t為平均速度時(shí),P為平均功率;P一定時(shí),F(xiàn)與v成反比)
P=Fv(F為牽引力,不是合外力;v為即時(shí)速度時(shí),P為即時(shí)功率;v
18、功能原理:外力和“其它”內(nèi)力做功的代數(shù)和等于系統(tǒng)機(jī)械能的變化19、功能關(guān)系:功是能量變化的量度。
摩擦力乘以相對(duì)滑動(dòng)的路程等于系統(tǒng)失去的機(jī)械能,等于摩擦產(chǎn)生的熱
QfS相對(duì)E2E1
20、物體的動(dòng)量P=mv,*21、力的沖量I=Ft
*22、動(dòng)量定理:F合t=mv2mv1(物體所受合外力的沖量等于它的動(dòng)量的變化)23、動(dòng)量守恒定律m1v1+m2v2=m1v1’+m2v2’或p1=-p2或p1+p2=0(注意設(shè)正
高中物理公式方向)
適用條件:(1)系統(tǒng)不受外力作用。(2)系統(tǒng)受外力作用,但合外力為零。(3)系統(tǒng)受外力作用,合外力也不為零,但合外力遠(yuǎn)小于物體間的相互作用力。(4)系統(tǒng)在某一個(gè)方向的合外力為零,在這個(gè)方向的動(dòng)量守恒。
完全非彈性碰撞mV1+MV2=(M+m)V(能量損失最大)24、簡(jiǎn)諧振動(dòng)的回復(fù)力F=-kx加速度akxmA25、單擺振動(dòng)周期T2L(與擺球質(zhì)量、振幅無(wú)關(guān))g*26、彈簧振子周期T2mkf固f
27、共振:驅(qū)動(dòng)力的頻率等于物體的固有頻率時(shí),物體的振幅最大
28、機(jī)械波:機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中傳播形成機(jī)械波。它是傳遞能量的一種方式。
產(chǎn)生條件:要有波源和介質(zhì)。
波的分類:①橫波:質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直,有波峰和波谷。
②縱波,質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向在同一直線上。有密部和疏部。
波長(zhǎng)λ:兩個(gè)相鄰的在振動(dòng)過(guò)程中對(duì)平衡位置的位移總是相等的質(zhì)點(diǎn)間的距離。
vTvf注意:①橫波中兩個(gè)相鄰波峰或波谷問(wèn)距離等于一個(gè)波長(zhǎng)。
②波在一個(gè)周期時(shí)間里傳播的距離等于一個(gè)波長(zhǎng)。波速:波在介質(zhì)中傳播的速度。機(jī)械波的傳播速度由介質(zhì)決定。波速v波長(zhǎng)λ頻率f關(guān)系:vTf(適用于一切波)
注意:波的頻率即是波源的振動(dòng)頻率,與介質(zhì)無(wú)關(guān)。29、浮力F浮gV30、密度mm,mV,VV*31、力矩MFL*32、力矩平衡條件M順=M逆二、電磁學(xué)(一)電場(chǎng)1、庫(kù)侖力:Fkq1q2(適用條件:真空中點(diǎn)電荷)r2k=9.0×109Nm2/c2靜電力恒量
高中物理公式電場(chǎng)力:F=Eq(F與電場(chǎng)強(qiáng)度的方向可以相同,也可以相反)2、電場(chǎng)強(qiáng)度:電場(chǎng)強(qiáng)度是表示電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量。
定義式:EF單位:N/CqQr點(diǎn)電荷電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)Ek勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E3、電勢(shì),電勢(shì)能AE電Udq順著電場(chǎng)線方向,電勢(shì)越來(lái)越低。
,E電qA
4、電勢(shì)差U,又稱電壓UWUAB=φA-φBq5、電場(chǎng)力做功和電勢(shì)差的關(guān)系WAB=qUAB6、粒子通過(guò)加速電場(chǎng)qU1mv22121qEL21qUL27、粒子通過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的偏轉(zhuǎn)量yat2222mV02mdV0粒子通過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的偏轉(zhuǎn)角tg8、電容器的電容
vyvxqUL
2mdv0cQU電容器的帶電量Q=cU平行板電容器的電容cS4kd電壓不變電量不變(二)直流電路1、電流強(qiáng)度的定義:I=
Q微觀式:I=nevs(n是單位體積電子個(gè)數(shù),)tlR2、電阻定律:
S電阻率ρ:只與導(dǎo)體材料性質(zhì)和溫度有關(guān),與導(dǎo)體橫截面積和長(zhǎng)度無(wú)關(guān)。單位:
Ωm
3、串聯(lián)電路總電阻R=R1+R2+R3
電壓分配
U1R1,U1U2R2R1UR1R2高中物理公式功率分配P1R1,P1P2R2R1P
R1R24、并聯(lián)電路總電阻1111(并聯(lián)的總電阻比任何一個(gè)分電阻小)
RR1R2R3兩個(gè)電阻并聯(lián)RR1R2
R1R2并聯(lián)電路電流分配I1R2,I1=R2I
I2R1R1R2并聯(lián)電路功率分配P1R2,P1P2R1R2PR1R25、歐姆定律:(1)部分電路歐姆定律:I(2)閉合電路歐姆定律:I=
UU變形:U=IRRRI
ErE
EUIrRr
22路端電壓:U=E-Ir=IR
輸出功率:P出=IE-Ir=IR(R=r輸出功率最大)R電源熱功率:PrI2r
電源效率:
P出P總=
UR=ER+r
6、電功和電功率:電功:W=IUt
焦耳定律(電熱)Q=IRt電功率P=IU
2U2t純電阻電路:W=IUt=IRtR2P=IU
非純電阻電路:W=IUtIRt
P=IUIr
(三)磁場(chǎng)
1、磁場(chǎng)的強(qiáng)弱用磁感應(yīng)強(qiáng)度B來(lái)表示:B22F(條件:BL)單位:TIl2、電流周?chē)拇艌?chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向由安培(右手)定則決定。(1)直線電流的磁場(chǎng)
(2)通電螺線管、環(huán)形電流的磁場(chǎng)3、磁場(chǎng)力
(1)安培力:磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力。公式:F=BIL(BI)(B//I是,F(xiàn)=0)
高中物理公式方向:左手定則
(2)洛侖茲力:磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力。
公式:f=qvB(Bv)方向:左手定則
2mv粒子在磁場(chǎng)中圓運(yùn)動(dòng)基本關(guān)系式qvB解題關(guān)鍵畫(huà)圖,找圓心畫(huà)半徑R粒子在磁場(chǎng)中圓運(yùn)動(dòng)半徑和周期Rmv,T2mt=T
2qBqB4、磁通量=BS有效(垂直于磁場(chǎng)方向的投影是有效面積)
或=BSsin(是B
與S的夾角)
=2-1=BS=BS(磁通量是標(biāo)量,但有正負(fù))
(四)電磁感應(yīng)
1.直導(dǎo)線切割磁力線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)(經(jīng)常和I=
EBLv(三者相互垂直)求瞬時(shí)或平均
E,F(xiàn)安=BIL相結(jié)合運(yùn)用)Rr
2.法拉第電磁感應(yīng)定律En1SB=n求平均S=nB=n2ttttB2L2v3.直桿平動(dòng)垂直切割磁場(chǎng)時(shí)的安培力F(安培力做的功轉(zhuǎn)化為電能)
Rr4.轉(zhuǎn)桿電動(dòng)勢(shì)公式E12BL2R1匝5.感生電量(通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電量)Q*6.自感電動(dòng)勢(shì)E自L(五)交流電
It1.中性面(線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直)m=BS,e=0I=02.電動(dòng)勢(shì)最大值
mNBS=Nm,t0
3.正弦交流電流的瞬時(shí)值i=Imsint(中性面開(kāi)始計(jì)時(shí))4.正弦交流電有效值最大值等于有效值的2倍5.理想變壓器P入P出
I1n2U1n1(一組副線圈時(shí))
I2n1U2n2高中物理公式*6.感抗XL2fL電感特點(diǎn):*7.容抗XC(六)電磁場(chǎng)和電磁波*1、LC振蕩電路
(1)在LC振蕩電路中,當(dāng)電容器放電完畢瞬間,電路中的電流為最大,線圈兩端電
壓為零。
在LC回路中,當(dāng)振蕩電流為零時(shí),則電容器開(kāi)始放電,電容器的電量將減少,電容器中的電場(chǎng)能達(dá)到最大,磁場(chǎng)能為零。(2)周期和頻率T2LCf2、麥克斯韋電磁理論:
(1)變化的磁場(chǎng)在周?chē)臻g產(chǎn)生電場(chǎng)。(2)變化的電場(chǎng)在周?chē)臻g產(chǎn)生磁場(chǎng)。推論:①均勻變化的磁場(chǎng)在周?chē)臻g產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)。
②周期性變化(振蕩)的磁場(chǎng)在周?chē)臻g產(chǎn)生同頻率的周期性變化(振蕩)的電場(chǎng);周期性變化(振蕩)的電場(chǎng)周?chē)伯a(chǎn)生同頻率周期性變化(振蕩)的磁場(chǎng)。
3、電磁場(chǎng):變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)總是相互聯(lián)系的,形成一個(gè)不可分割的統(tǒng)一體,叫電磁場(chǎng)。
4、電磁波:電磁場(chǎng)由發(fā)生區(qū)域向遠(yuǎn)處傳播就形成電磁波。5、電磁波的特點(diǎn)
⒈以光速傳播(麥克斯韋理論預(yù)言,赫茲實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證);⒉具有能量;⒊可以離開(kāi)電荷而獨(dú)立存在;⒋不需要介質(zhì)傳播;⒌能產(chǎn)生反射、折射、干涉、衍射等現(xiàn)象。6、電磁波的周期、頻率和波速:V=f=
1電容特點(diǎn):2fC12LC
(頻率在這里有時(shí)候用ν來(lái)表示)T波速:在真空中,C=3×108m/s三、光學(xué)(一)幾何光學(xué)
1、概念:光源、光線、光束、光速、實(shí)像、虛像、本影、半影。2、規(guī)律:(1)光的直線傳播規(guī)律:光在同一均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的。
(2)光的獨(dú)立傳播規(guī)律:光在傳播時(shí),雖屢屢相交,但互不干擾,保持各自的規(guī)
律傳播。
(3)光在兩種介質(zhì)交界面上的傳播規(guī)律
高中物理公式①光的反射定律:反射光線、入射光線和法線共面;反射光線和入射光線分居法線兩側(cè);反射角等于入射角。②光的析射定律:
a、折射光線、入射光線和法線共面;入射光線和折射光線分別位于法線的兩側(cè);
入射角的正弦跟折射角的正弦之比是常
數(shù)。即sini常數(shù)sinrb、介質(zhì)的折射率n:光由真空(或空氣)射入某中介質(zhì)時(shí),有n于介質(zhì)的性質(zhì),叫介質(zhì)的折射率。
c、設(shè)光在介質(zhì)中的速度為v,則:nsini,只決定sinrc可見(jiàn),任何介質(zhì)的折射率大于1。vd、兩種介質(zhì)比較,折射率大的叫光密介質(zhì),折射率小的叫光疏介質(zhì)。
③全反射:a、光由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)的交界面時(shí),入射光線全部反射回光密介質(zhì)中的現(xiàn)象。
b、發(fā)生全反射的條件:光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì);入射角等于臨界角。臨界角CsinC1n④光路可逆原理:光線逆著反射光線或折射光線方向入射,將沿著原來(lái)的入射光線方向反射或折射。
真sinic11歸納:折射率n===
sinrvsinC介5、常見(jiàn)的光學(xué)器件:(1)平面鏡(2)棱鏡(3)平行透明板(二)光的本性
人類對(duì)光的本性的認(rèn)識(shí)發(fā)展過(guò)程(1)微粒說(shuō)(牛頓)(2)波動(dòng)說(shuō)(惠更斯)
①光的干涉雙縫干涉條紋寬度xL(波長(zhǎng)越長(zhǎng),條紋間隔越大)
d應(yīng)用:薄膜干涉由薄膜前后表面反射的兩列光波疊加而成,劈形薄膜干涉可產(chǎn)生平行相間干涉條紋,檢查平面,測(cè)量厚度,光學(xué)鏡頭上的鍍膜。②光的衍射單縫(或圓孔)衍射。泊松亮斑(波長(zhǎng)越長(zhǎng),衍射越明顯)
(2)電磁說(shuō)(麥克斯韋)
高中物理公式波長(zhǎng)/m104名稱無(wú)線電紅外線可見(jiàn)光紫外線倫琴(X)射線產(chǎn)生機(jī)理自由電子的運(yùn)動(dòng)原子外層電子受激發(fā)特性與應(yīng)用波動(dòng)性顯著,無(wú)線電通訊一切物體都能輻射,具有熱作用,遙感技術(shù),遙控器由七種色光組成一切高溫物體都能輻射,具有化學(xué)作用、熒光效應(yīng)10-10原子外內(nèi)電子受激發(fā)原子核受激發(fā)粒子性顯著,穿透本領(lǐng)強(qiáng)粒子性顯著,穿透本領(lǐng)更強(qiáng)γ射線(4)光子說(shuō)(愛(ài)因斯坦)①基本觀點(diǎn):光由一份一份不連續(xù)的光子組成,每份光子的能量是Eh②實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ):光電效應(yīng)現(xiàn)象
hc③規(guī)律:a、每種金屬都有發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率;b、光電子的最大初動(dòng)能與光的強(qiáng)度無(wú)關(guān),隨入射光頻率的增大而增大;c、光電效應(yīng)的產(chǎn)生幾乎是瞬時(shí)的;d、光電流與入射光強(qiáng)度成正比。
④愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程
hwEkm
0hc
逸出功wh0光電效應(yīng)的應(yīng)用:光電管可將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。(5)光的波粒二象性
光是一種具有電磁本性的物質(zhì),既有波動(dòng)性,又有粒子性。光具有波粒二象性,單個(gè)光子的個(gè)別行為表現(xiàn)為粒子性,大量光子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律表現(xiàn)為波動(dòng)性。波長(zhǎng)較大、頻率較低時(shí)光的波動(dòng)性較為顯著,波長(zhǎng)較小,頻率較高的光的粒子性較為顯著。(6)光波是一種概率波四、原子物理
1.氫原子能級(jí),半徑EnE1E1=-13.6eV2n能量最少rn=n2r1
r1=0.531010m
躍遷時(shí)放出或吸收光子的能量Eh2.三種衰變
高中物理公式12
hc射線α射線β射線γ射線本質(zhì)4氦原子核(2He)流0高速電子(1e)流速度特性v1貫穿能力小,電離作用強(qiáng)。C10貫穿能力強(qiáng),電離作用弱。貫穿能力很強(qiáng),電離作用很弱。V≈CV=C高頻電磁波(光子)衰變:原子核由于放出某種粒子而轉(zhuǎn)變位新核的變化。
放出α粒子的叫α衰變。放出β粒子的叫β衰變。放出γ粒子的叫γ衰變。
①哀變規(guī)律:(遵循電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)守恒)
M44α衰變:MZXZ2Y2He
M0101β衰變:MZXZ1Y1e(β衰變的實(shí)質(zhì)是0n=1H+1e)
γ衰變:伴隨著α衰變或β衰變同時(shí)發(fā)生。
1n13.半衰期NN0,m=m0()
224.質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)(1919年,盧瑟福)
42171He147N8O1H
n中子的發(fā)現(xiàn)(1932年,查德威克)發(fā)現(xiàn)正電子(居里夫婦)5.質(zhì)能方程E=mc2
424291He4Be126C0n
2730130300He13Al15P0n,15P14Si1e
Emc21J=1Kg.(m/s)2
-27
1u放出的能量為931.5MeV1u=1.660566×106.重核裂變
23592kg
1901U0n38Sr136MeV原子彈核反應(yīng)堆54Xe100n1412341氫的聚變1H1H2He0n17.6MeV氫彈太陽(yáng)內(nèi)部反應(yīng)
六、狹義相對(duì)論
1.伽利略相對(duì)性原理:力學(xué)規(guī)律在任何慣性系中都是相同的。2.狹義相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè):
(1)狹義相對(duì)性原理:在不同的慣性系中,一切物理規(guī)律都是相同的。(2)光速不變?cè)恚赫婵罩械墓馑僭诓煌膽T性參考系中都是相同的。3.時(shí)間和空間的相對(duì)性:(1)“同時(shí)”的相對(duì)性:“同時(shí)”是相對(duì)的。在一個(gè)參考系中看來(lái)“同時(shí)”的,在另一個(gè)參考系中卻可能“不同時(shí)”。
(2)長(zhǎng)度的相對(duì)性:一條沿自身長(zhǎng)度方向運(yùn)動(dòng)的桿,其長(zhǎng)度總比靜止時(shí)的長(zhǎng)度小。
即ll0v1
c2(式中l(wèi),是與桿相對(duì)運(yùn)動(dòng)的人觀察到的桿長(zhǎng),l0是與桿相對(duì)靜止的人觀察到的桿長(zhǎng))。注意:①在垂直于運(yùn)動(dòng)方向上,桿的長(zhǎng)度沒(méi)有變化。
高中物理公式②這種長(zhǎng)度的變化是相對(duì)的,如果兩條平行的桿在沿自己的長(zhǎng)度方向上做相對(duì)運(yùn)動(dòng),與他們一起運(yùn)動(dòng)的兩位觀察者都會(huì)認(rèn)為對(duì)方的桿縮短了。
(3)時(shí)間間隔的相對(duì)性:從地面上觀察,高速運(yùn)動(dòng)的飛船上時(shí)間進(jìn)程變慢,飛船上的人則感覺(jué)地面上的時(shí)間進(jìn)程變慢。(時(shí)間膨脹或動(dòng)鐘變慢)
tv1c2(式中是與飛船相對(duì)靜止的觀察者測(cè)得的兩事件的時(shí)間間隔,
△t是地面上觀察到的兩事件的時(shí)間間隔)。
(4)相對(duì)論的時(shí)空觀:經(jīng)典物理學(xué)認(rèn)為,時(shí)間和空間是脫離物質(zhì)而獨(dú)立存在的,是絕對(duì)的,二者之間也沒(méi)有聯(lián)系;相對(duì)論則認(rèn)為時(shí)間和空間與物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān),物質(zhì)、時(shí)間、空間是緊密聯(lián)系的統(tǒng)一體。
4.狹義相對(duì)論的其他結(jié)論:*(1)相對(duì)論速度變換公式:uu"v(式中v為高速火車(chē)相對(duì)地的速度,u′為車(chē)上的u"v12c人相對(duì)于車(chē)的速度,u為車(chē)上的人相對(duì)地面的速度)。
對(duì)于低速物體u′與v與光速相比很小時(shí),根據(jù)公式可知,這時(shí)u≈uv,這就是經(jīng)典物理學(xué)的速度合成法則。
注意:這一公式僅適用于u′與v在一直線上的情況,當(dāng)u′與v相反時(shí),u′取負(fù)值。(2)相對(duì)論質(zhì)量:mm0v1c2(式中m0為物體靜止時(shí)的質(zhì)量,m為物體以速度v運(yùn)動(dòng)
時(shí)的質(zhì)量,由公式可以看出隨v的增加,物體的質(zhì)量隨之增大)。
2(3)質(zhì)能方程:Emc
常見(jiàn)非常有用的經(jīng)驗(yàn)結(jié)論:
1、物體沿傾角為α的斜面勻速下滑------=tanα;
2、物體沿光滑斜面滑下a=gsinα物體沿粗糙斜面滑下a=gsinα-gcosα3、兩物體沿同一直線運(yùn)動(dòng),在速度相等時(shí),距離有最大或最;4、物體沿直線運(yùn)動(dòng),速度最大的條件是:a=0或合力為零。
5、兩個(gè)共同運(yùn)動(dòng)的物體剛好脫離時(shí),兩物體間的彈力為=0,加速度相等。6、兩個(gè)物體相對(duì)靜止,它們具有相同的速度;
7、水平傳送帶以恒定速度運(yùn)行,小物體無(wú)初速度放上,達(dá)到共同速度過(guò)程中,摩擦生熱等于小物體的動(dòng)能。
*8、一定質(zhì)量的理想氣體,內(nèi)能大小看溫度,做功情況看體積,吸熱、放熱綜合以上兩項(xiàng)用能量守恒定律分析。
9、電容器接在電源上,電壓不變;斷開(kāi)電源時(shí),電容器上電量不變;改變兩板距離E不變。10、磁場(chǎng)中的衰變:外切圓是α衰變,內(nèi)切圓是β衰變,α,β是大圓。11、直導(dǎo)體桿垂直切割磁感線,所受安培力F=B2L2V/R。
12、電磁感應(yīng)中感生電流通過(guò)線圈導(dǎo)線橫截面積的電量:Q=N△Ф/R。
13、解題的優(yōu)選原則:滿足守恒則選用守恒定律;與加速度有關(guān)的則選用牛頓第二定律F=ma;與時(shí)間直接相關(guān)則用動(dòng)量定理;與對(duì)地位移相關(guān)則用動(dòng)能定理;與相對(duì)位移相關(guān)(如摩擦生熱)則用能量守恒。
高中物理公式
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