课件26张PPT。考点12 选修3－4第二部分 新选考考点全排查考试标准简谐运动的描述一描述简谐运动的物理量简谐运动的回复力和能量二1.回复力
(1)方向：总是指向平衡位置.
(2)来源：属于效果力，可以是某一个力，也可以是几个力的合力或某个力的分力.
2.能量特点
弹簧振子运动的过程就是动能和势能相互转化的过程.
(1)在最大位移处，势能最大，动能为零.
(2)在平衡位置处，动能最大，势能最小.
(3)在简谐运动中，振动系统的机械能守恒. 简谐运动的两种模型三自由振动、受迫振动和共振的比较四波的形成和传播五1.产生条件
(1)有波源.
(2)有介质，如空气、水、绳子等.
2.传播特点
(1)传播振动形式、能量和信息.
(2)质点不随波迁移.
(3)介质中各质点振动频率、振幅、起振方向等都与波源相同.
(4)一个周期内，质点完成一次全振动(振幅为A)，通过的路程为4A，位移为0.波的图象六1.波的图象
波的图象反映了在某时刻介质中的各质点离开平衡位置的位移，图象的横轴表示各质点的平衡位置，纵轴表示该时刻各质点的位移.
2.图象的应用(如图所示)
(1)直接读取振幅A和波长λ，以及该时刻各质点的位移.
(2)确定某时刻各质点加速度的方向，并能比较其大小.
(3)结合波的传播方向可确定各质点的振动方向，结合各质点的振动方向可确定波的传播方向.波长、频率和波速七1.波长λ：在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离.
2.频率f：在波动中，介质中各质点的振动频率都是相同的，都等于波源的振动频率.
3.波速v、波长λ和频率f、周期T的关系(2)机械波的传播速度大小由介质决定，与机械波的频率无关.波的干涉和衍射 多普勒效应八1.波的干涉和衍射2.多普勒效应
(1)条件：波源和观察者之间有相对运动(距离发生变化).
(2)现象：观察者感到频率发生变化.
(3)实质：波源频率不变，观察者接收到的频率变化.光的反射与折射九1.反射定律
反射光线与入射光线、法线处在同一平面内，反射光线与入射光线分别位于法线的两侧；反射角等于入射角.
2.折射定律
(1)内容：如图所示，折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，
折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射
角的正弦成正比.(3)在光的折射现象中，光路是可逆的.3.折射率
(1)折射率是一个反映介质的光学性质的物理量.(4)当光从真空(或空气)斜射入某种介质时，入射角大于折射角；当光由介质斜射入真空(或空气)时，入射角小于折射角.全反射十1.条件：(1)光从光密介质射入光疏介质.
(2)入射角大于或等于临界角.
2.临界角：折射角等于90°时的入射角.若光从光密介质(折射率为n)射向真空或空气时，发生全反射的临界角为C，则sin C＝ .介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小.光的颜色 色散十一1.色散现象
白光通过三棱镜会形成由红到紫七种色光组成的彩色光谱.
2.成因
由于不同色光折射率不同，它们射到分界面时，折射率大的光，偏折角也大.
3.光的色散现象说明
(1)白光为复色光；
(2)同一介质对不同色光的折射率不同，频率越大的色光折射率越大；
(3)不同色光在同一介质中的传播速度不同，波长越短，波速越慢.光的干涉十二1.产生条件
两列光的频率相同，振动方向相同，且具有恒定的相位差，则能产生稳定的干涉图样.
2.杨氏双缝干涉
(1)原理如图所示.
(2)条纹特点
①单色光：形成明暗相间的条纹，中央为亮条纹.
②白光：光屏上出现彩色条纹，且中央亮条纹是白色.3.薄膜干涉
(1)相干光：光照射到透明薄膜上，从薄膜的两个表面反射的两列光波.
(2)图样特点：同双缝干涉，同一条亮(或暗)条纹对应的薄膜的厚度相等.单色光照射薄膜时形成明暗相间的条纹，白光照射薄膜时形成彩色条纹.光的衍射十三1.发生明显衍射的条件
只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多，或比光的波长还小时，衍射现象才会明显.2.衍射条纹的特点
(1)单缝衍射和圆孔衍射图样的比较(2)泊松亮斑(圆盘衍射)：当光照到不透明的半径很小的小圆盘上时，在圆盘的阴影中心出现亮斑(在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环).光的偏振现象十四1.偏振：光波只沿某个特定的方向振动.
2.偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动的光.光的偏振证明光是横波.自然光通过偏振片后，就得到了偏振光.电磁振荡和电磁波十五1.LC振荡电路和图象(如图所示)：3.麦克斯韦电磁场理论
变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场.变化的电场和变化的磁场总是相互联系成为一个完整的整体，这就是电磁场.
4.电磁波
电磁场(电磁能量)由近及远地向周围传播形成电磁波.
(1)电磁波是横波，在空间传播不需要介质；
(2)真空中电磁波的速度为3.0×108 m/s；
(3)v＝λf对电磁波同样适用；
(4)电磁波能产生反射、折射、干涉和衍射等现象.5.发射电磁波的条件
(1)要有足够高的振荡频率；
(2)电路必须开放，使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间.
6.电磁波谱：按电磁波的波长从长到短分布是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线，形成电磁波谱；递变规律：直线传播能力增强，衍射能力减弱.本课结束 考点12 选修3－4
考试标准
知识内容
考试要求
简谐运动
b
简谐运动的描述
c
简谐运动的回复力和能量
b
单摆
c
外力作用下的振动
b
波的形成和传播
b
波的图象
b
波长、频率和波速
c
波的衍射和干涉
b
多普勒效应
b
惠更斯原理
b
光的反射与折射
c
全反射
c
光的颜色、色散
b
光的干涉
c
光的衍射
b
光的偏振
b
激光
a
电磁波的发现
a
电磁振荡
c
电磁波的发射和接收
b
电磁波与信息化社会
a
电磁波谱
a
简谐运动的描述
描述简谐运动的物理量
物理量
定义
意义
位移
由平衡位置指向质点所在位置的有向线段
描述质点振动中某时刻的位置相对于平衡位置的位移
振幅
振动物体离开平衡位置的最大距离
描述振动的强弱和能量
周期
振动物体完成一次全振动所需时间
描述振动的快慢，两者互为倒数：T＝
频率
振动物体单位时间内完成全振动的次数
简谐运动的回复力和能量
1．回复力
(1)方向：总是指向平衡位置．
(2)来源：属于效果力，可以是某一个力，也可以是几个力的合力或某个力的分力．
2．能量特点
弹簧振子运动的过程就是动能和势能相互转化的过程．
(1)在最大位移处，势能最大，动能为零．
(2)在平衡位置处，动能最大，势能最小．
(3)在简谐运动中，振动系统的机械能守恒.
简谐运动的两种模型
模型
弹簧振子
单摆
示意图
简谐运动条件
(1)弹簧质量可忽略
(2)无摩擦等阻力
(3)弹簧在弹性限度内
(1)摆线为不可伸长的轻细线
(2)无空气阻力
(3)最大摆角小于或等于5°
回复力
由弹簧的弹力提供
摆球重力沿圆弧切线方向的分力
平衡位置
弹簧原长处
最低点
周期
与振幅无关
T＝2π
能量转化
弹性势能与动能的相互转化，机械能守恒
重力势能与动能的相互转化，机械能守恒
自由振动、受迫振动和共振的比较
振动
项目
自由振动
受迫振动
共振
受力情况
指向平衡位置的合力提供回复力
受驱动力作用
受驱动力作用
振动周期和频率
由系统本身性质决定，有固有周期T0和固有频率f0
由驱动力的周期或频率决定，即T＝T驱，f＝f驱
T驱＝T0，
f驱＝f0
振动能量
振动系统的机械能
不变
由产生驱动力的物体提供
振动物体获得的能量最大
波的形成和传播
1．产生条件
(1)有波源．
(2)有介质，如空气、水、绳子等．
2．传播特点
(1)传播振动形式、能量和信息．
(2)质点不随波迁移．
(3)介质中各质点振动频率、振幅、起振方向等都与波源相同．
(4)一个周期内，质点完成一次全振动(振幅为A)，通过的路程为4A，位移为0.
波的图象
1．波的图象
波的图象反映了在某时刻介质中的各质点离开平衡位置的位移，图象的横轴表示各质点的平衡位置，纵轴表示该时刻各质点的位移．
2．图象的应用(如图所示)
(1)直接读取振幅A和波长λ，以及该时刻各质点的位移．
(2)确定某时刻各质点加速度的方向，并能比较其大小．
(3)结合波的传播方向可确定各质点的振动方向，结合各质点的振动方向可确定波的传播方向．
波长、频率和波速
1．波长λ：在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离．
2．频率f：在波动中，介质中各质点的振动频率都是相同的，都等于波源的振动频率．
3．波速v、波长λ和频率f、周期T的关系
(1)公式：v＝＝λf.
(2)机械波的传播速度大小由介质决定，与机械波的频率无关．
波的干涉和衍射 多普勒效应
1．波的干涉和衍射
波的干涉
波的衍射
条件
两列波的频率必须相同
发生明显衍射的条件：障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多
现象
形成加强区和减弱区相互隔开的稳定的干涉图样
波能够绕过障碍物或孔继续传播
2.多普勒效应
(1)条件：波源和观察者之间有相对运动(距离发生变化)．
(2)现象：观察者感到频率发生变化．
(3)实质：波源频率不变，观察者接收到的频率变化．
光的反射与折射
1．反射定律
反射光线与入射光线、法线处在同一平面内，反射光线与入射光线分别位于法线的两侧；反射角等于入射角．
2．折射定律
(1)内容：如图所示，折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比．
(2)表达式：＝n.
(3)在光的折射现象中，光路是可逆的．
3．折射率
(1)折射率是一个反映介质的光学性质的物理量．
(2)定义式：n＝.
(3)计算公式：n＝，因为v(4)当光从真空(或空气)斜射入某种介质时，入射角大于折射角；当光由介质斜射入真空(或空气)时，入射角小于折射角．
全反射
1．条件：(1)光从光密介质射入光疏介质．
(2)入射角大于或等于临界角．
2．临界角：折射角等于90°时的入射角．若光从光密介质(折射率为n)射向真空或空气时，发生全反射的临界角为C，则sin C＝.介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小．
光的颜色 色散
1．色散现象
白光通过三棱镜会形成由红到紫七种色光组成的彩色光谱．
2．成因
由于不同色光折射率不同，它们射到分界面时，折射率大的光，偏折角也大．
3．光的色散现象说明
(1)白光为复色光；
(2)同一介质对不同色光的折射率不同，频率越大的色光折射率越大；
(3)不同色光在同一介质中的传播速度不同，波长越短，波速越慢．
光的干涉
1．产生条件
两列光的频率相同，振动方向相同，且具有恒定的相位差，则能产生稳定的干涉图样．
2．杨氏双缝干涉
(1)原理如图所示．
(2)条纹特点
①单色光：形成明暗相间的条纹，中央为亮条纹．
②白光：光屏上出现彩色条纹，且中央亮条纹是白色．
(3)条纹间距公式：Δx＝λ.
3．薄膜干涉
(1)相干光：光照射到透明薄膜上，从薄膜的两个表面反射的两列光波．
(2)图样特点：同双缝干涉，同一条亮(或暗)条纹对应的薄膜的厚度相等．单色光照射薄膜时形成明暗相间的条纹，白光照射薄膜时形成彩色条纹．
光的衍射
1．发生明显衍射的条件
只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多，或比光的波长还小时，衍射现象才会明显．
2．衍射条纹的特点
(1)单缝衍射和圆孔衍射图样的比较
单缝衍射
圆孔衍射
单色光
中央为亮且宽的条纹，两侧为明暗相间的条纹，且越靠外，亮条纹的亮度越弱，宽度越小
①中央是大且亮的圆形亮斑，周围分布着明暗相间的同心圆环，且越靠外，圆形亮条纹的亮度越弱，宽度越小．
②亮环或暗环间的距离随圆孔半径的增大而减小
白光
中央为亮且宽的白色条纹，两侧为亮度逐渐变暗、宽度逐渐变窄的彩色条纹，其中最靠近中央的色光是紫光，离中央最远的是红光
中央是大且亮的白色亮斑，周围是不等间距的彩色的同心圆环
(2)泊松亮斑(圆盘衍射)：当光照到不透明的半径很小的小圆盘上时，在圆盘的阴影中心出现亮斑(在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环)．
光的偏振现象
1．偏振：光波只沿某个特定的方向振动．
2．偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动的光．光的偏振证明光是横波．自然光通过偏振片后，就得到了偏振光．
电磁振荡和电磁波
1．LC振荡电路和图象(如图所示)：
2．LC电路的周期、频率公式：T＝2π，f＝ .
3．麦克斯韦电磁场理论
变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场．变化的电场和变化的磁场总是相互联系成为一个完整的整体，这就是电磁场．
4．电磁波
电磁场(电磁能量)由近及远地向周围传播形成电磁波．
(1)电磁波是横波，在空间传播不需要介质；
(2)真空中电磁波的速度为3.0×108 m/s；
(3)v＝λf对电磁波同样适用；
(4)电磁波能产生反射、折射、干涉和衍射等现象．
5．发射电磁波的条件
(1)要有足够高的振荡频率；
(2)电路必须开放，使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间．
6．电磁波谱：按电磁波的波长从长到短分布是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线，形成电磁波谱；递变规律：直线传播能力增强，衍射能力减弱．
