電場

1.（1）電荷守恒定律：電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅，只能從一個物體轉(zhuǎn)移給另一個物體或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。

（2）應(yīng)用起電的三種方式：摩擦起電（前提是兩種不同的物質(zhì)發(fā)生摩擦）、感應(yīng)起電（把電荷移近不帶電的導(dǎo)體（不接觸導(dǎo)體），使導(dǎo)體帶電）、接觸帶電。

※注意：

①電荷量e稱為元電荷電荷量。

②電子的電荷量e和電子的質(zhì)量m的比叫做電子的比荷。

③兩個完全相同的帶電金屬小球接觸時電荷量分配規(guī)律：原帶異種電荷的先中和后平分；原帶同種電荷的總電荷量平分。

2.庫侖定律

（1）適用對象：點電荷。

※注意：

①帶電球殼可等效點電荷. 當(dāng)帶電球殼均勻帶電時，我們可等效在球心處有一個點電荷；球殼不均勻帶電荷時，則等效點電荷就靠近電荷多的一側(cè)。

②庫侖力也是電場力，它只是電場力的一種。

（2）公式：

（k為靜電力常量等于9.0×109N·m2/c2）。

3.（1）電場：只要有電荷存在，電荷周圍就存在電場（電場是描述自身的物理量），電場的基本性質(zhì)是它對放入其中的電荷有力的作用，這種力叫做電場力。

（2）電場強(qiáng)度（描述自身的物理量）：E = F / q這個公式適用于一切電場，電場強(qiáng)度E是矢量，物理學(xué)中規(guī)定電場中某點的場強(qiáng)方向跟正電荷在該點的電場力的方向相同，即正電荷受的電場力方向，即E的方向為負(fù)電荷受的電場力的方向的反向. 此外F = Eq與

不同就在于前者適用任何電場，后者只適用于點電荷。

※注意：

①對檢驗電荷（可正可負(fù)）的要求：一是電荷量應(yīng)當(dāng)充分?。欢求w積也要小。

②E = F / q中F是檢驗電荷所受電場力，q為檢驗電荷的電量。

③凡是“描述自身的物理量”統(tǒng)統(tǒng)不能說××正比，××反比（下同）。

點電荷的電場場強(qiáng)

對象就必須是以點電荷Q為場源電荷的電量，因此它只適用于點電荷形成的電場。

4.電場線：電場線上每一點的切線方向與該點的場強(qiáng)方向一致。

（與電場線的走向方向相同的那一個方向）

（1）電場線的疏密程度表示場強(qiáng)的大小，電場線越密（疏）場強(qiáng)越大（?。?/p>

（2）電場線的分布情況可用實驗來模擬，而電場線都是假想的線。

（3）在任何一點場強(qiáng)大小和方向都相同，則此電場為勻強(qiáng)電場，勻強(qiáng)電強(qiáng)是最簡單的電場.勻強(qiáng)電場的電場線是距離相等的平行直線。

（4）點電荷的電場線分布是直線型。

（5）電場線不可能相交，也不可能閉合。（不同于磁感線）

（6）電場線不是帶電粒子的在電場中的運(yùn)動軌跡，但可能重合。（例如：勻強(qiáng)電場中粒子沿電場線運(yùn)動）

（7）電場線從正電荷出來終止于負(fù)電荷。（包括從正電荷出發(fā)終止于無窮遠(yuǎn)處或來自無窮遠(yuǎn)終止于負(fù)電荷）

（8）等勢體永遠(yuǎn)不會有電場線。（如果有電場線，必定有電勢降低，這與等勢體矛盾）

5.靜電屏敞：導(dǎo)體內(nèi)的自由電子在外電場的作用下重新分布的現(xiàn)象，叫做靜電感應(yīng).當(dāng)導(dǎo)體內(nèi)的自由電子不再做定向移動時，此時導(dǎo)體處于靜電平衡。

※注意：

處于靜電平衡的導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)處處為零，但導(dǎo)體表面的場強(qiáng)不為零，場強(qiáng)方向垂直于外表面（等勢面）。

6.電勢差、電勢、電勢能、等勢面。

（1）電勢差（電勢差是標(biāo)量）。

①W＝Uq（電場力做功與路徑無關(guān)，只和初未位置的電勢差有關(guān)，q的“十，一”一同代入計算）。

②電勢差跟帶電量q無關(guān)，只跟電場中的兩點之間的位置有關(guān)， 這表示電勢差是反映電場自身的物理量。

③電勢差單位：V，1V=1J/ c，電勢差的絕對值表示的就是電壓。

④U＝Ed（只適用于勻強(qiáng)電場，d為等勢面間的距離），E的方向是電勢降低最快的方向

（2）電勢（特殊的電勢差，同樣是標(biāo)量“+，—”之分表示的是大小，

初電勢減去末電勢）。

①零電勢的選?。捍蟮鼗虼蟮叵噙B的物體或無窮遠(yuǎn)處。

②電勢與零電勢選取有關(guān)，電勢差與零電勢選取無關(guān)。

③電勢的高低仍然由電場自身來決定→反映電場自身的物理量。

④沿著電場線的方向，電勢越來越低。

（3）電勢能

① ε＝φq ?ε ＝U·q（q的“+，—”一同代入計算，它表大?。?/p>

ε＝φq，εA＝10J和εB＝－10J，則εA＞εB，這與重力勢能類似。

②電勢能由電荷性質(zhì)與電勢差共同決定。

③電場力做正功，電勢能減??；電場力做負(fù)功，電勢能增大。

④電勢能與機(jī)械能守恒的形式是：

（條件是：只受電場力和重力）

※注意：

放在電場中某一定點的正電荷，其電量越多，只有電勢能不一定越多。

（4）等勢面

①電場線與等勢面垂直（由得）并且電場線由高電勢的等勢面指向低電勢的等勢面。

②任意兩個等勢面不可能相交。

③初未位置在同一等勢面的電荷所受的電場力對電荷不做功。

④孤立點電荷周圍的等勢面的分布在平面上是以點電荷為圓心的同心圓，空間上則是一個球。

⑤發(fā)生靜電平衡的導(dǎo)體是等勢體，等勢體無電場線。

⑥等差等勢面間的距離越小的地方，場強(qiáng)越大。

7. 電容：描述電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量。

（1）①使電容器的兩個極板帶上等量的異種電荷的過程叫做充電，這可以用靈敏電流計觀察到短暫電流充電穩(wěn)定后，電路中就無電流了，但兩極板的電勢差就等于電源的電動勢.其它形勢的能轉(zhuǎn)化為電場能。

②把充電后的極板接通電荷互相中和（電荷沒有消失，只是失去了電量而已），電容器就不再帶電，這個過程是放電，這可形成短暫的放電電流，電場能轉(zhuǎn)化為其它形式的能.共同判斷方法可簡記為充電時，電流從電源正極流向電容器正極板（負(fù)極同理）. 放電時，則電流從電源正極流向電容器負(fù)極板（負(fù)極同理）。

（2）

（k為靜電力常量，為介電常數(shù)空氣的介電常數(shù)最小，S為正對面積）電容是電容器本身的性質(zhì)，這與電勢差、場強(qiáng)是相同道理。

①在一個電容器充電穩(wěn)定后，若突然使極板間距離減小，則極板電勢大于電動勢（C↓U不變→Q↓→電荷返回電源→必有電勢差→φ極板＞φ電動勢）。

②電容是標(biāo)量，單位是法拉簡稱法符號F。

③靜電計是檢驗電勢差的，電勢差越大，靜電計的偏角越大，那么電容就越小（假設(shè)Q不變）. 驗電器是檢驗物體是否帶電，原理是庫侖定律。

④—1容器保持與電源連接，則U不變。

→d增加，Q減?。p小的Q返回電源）；d減小，Q增加（繼續(xù)充電）。

※注意：

插入原為L且與極板同面積的金屬板A（如圖）

由于靜電平衡A極內(nèi)場強(qiáng)為零→相當(dāng)于平行板電容器兩極板縮短L距離，故C是增加（是空氣為最小，故也是增加的）同時E＝U/d同樣E是增加的。

⑤—2電容器充電后與電源斷開，則Q不變E＝U/d→d增加，E減?。籨減小，E增大

→無論d怎樣變化，E恒定不變。

※注意：

僅插入原為L且與兩極板面積相同的金屬板A，則同樣是d減小c增大，U減小，E同樣不變。

⑥電容器的擊穿電壓和工作電壓：擊穿電壓是電容器的極限電壓.額定電壓是電容器最大工作電壓。

8.帶電粒子在電場中的運(yùn)動

（1）加速電場（設(shè)q的初速為零）

。

※注意：

不考慮重力的有電子，質(zhì)子

粒子，粒子

考慮重力的有宏觀帶電粒子（如帶電小球，帶電液滴）。

（2）偏轉(zhuǎn)電場（即使粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn)同時也被加速）。

偏轉(zhuǎn)量

偏轉(zhuǎn)角

推論：

①荷質(zhì)比相同的粒子以相同的初速度，以相同的方式進(jìn)入同一電場，則偏轉(zhuǎn)量和偏轉(zhuǎn)角相同。

②動能相同的帶電粒子，電量相同時，以相同方式進(jìn)入同一電場，偏轉(zhuǎn)量偏轉(zhuǎn)角相同（荷質(zhì)比相同）。

③動量相同的粒子，電量與質(zhì)量乘積相同時，以相同方式進(jìn)入同一電場偏轉(zhuǎn)量偏轉(zhuǎn)角相同（荷質(zhì)比相同）。

恒定電流

1.（1）電源、電流、電阻。

電荷的定向移動形成電流，正電荷定向移動的方向為電流方向（電流強(qiáng)度是標(biāo)量）電源的正極電勢高，負(fù)極的電勢低.因此電源的電壓叫做電動勢.電動勢E（標(biāo)量）是由電源本身性質(zhì)決定的，表示電源把其它形式的能轉(zhuǎn)化電能本領(lǐng)大小的物理量.若是理想電源即內(nèi)阻為零E=U內(nèi)+U路。

①在外電路中電流是從高電勢流向低電勢。

②在內(nèi)電路中，電流是從低電勢（負(fù)極）流向高電勢（正極）。

③I＝q/t（與通過導(dǎo)體橫截面積的大小無關(guān)），I=nqSv(S橫截面積，v定向移動速率，n單位體積的自由電荷個數(shù))。

※注意：

a.自由電子定向移動的速率＜自由電子熱運(yùn)動的平均速率＜電流速率。

b.如果正、負(fù)兩種電荷往相反方向定向通過橫截面積而形成電流，這時對應(yīng)q為兩種電荷的電荷量之和（負(fù)電荷等效反方向過來的正電荷）若是同種電荷，則是電荷量之差。

④歐姆定律：I＝U/R。適用對象：金屬，電解質(zhì)溶液（對氣態(tài)導(dǎo)體和半導(dǎo)體不適用）或者是伏安特性曲是直線即純電阻。

⑤電阻定律：

R是反映自身的物理量，是反映材料導(dǎo)電性能的物理量，稱為材料電阻率.純金屬的電阻率小，而合金的電阻率大.各種材料的電阻率都是隨溫度變化，有的隨溫度增高而增大.有的隨溫度增高而減小，而有的隨溫度增高而不變化。

附：

①半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性受溫度、光照、摻入微量雜質(zhì)影響.

②大多數(shù)金屬在溫度降到某一數(shù)值時，都會出現(xiàn)電阻突然為的現(xiàn)象，這個現(xiàn)象叫做超導(dǎo)，共溫度稱為超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度（或臨界溫度）零。

③

（只適用于純電阻電路）。

④EI= U路I+ U內(nèi)I,，U路I 叫做外電路的消耗功率或者電源輸出功率, U內(nèi)I 叫做內(nèi)電路的發(fā)熱功率

U路=E—Ir（適用于一切電路），EI叫做電源功率或者電路總功率。

※注意：

①當(dāng)電源兩端短路時，R外=0，此時路端電壓為零。

②路端電壓與電流的圖象：

（2）電功和電功率

電功率單位：瓦特w, 電功單位：J 常用單位：kwh千瓦時又稱“度“1kwh = 3.6×106J。

①W=UIt（適用于一切電路），

（適用于純電阻電路）。

②

（適用于一切電路），

（只適用于純電阻電路）。

③焦耳定律：

（適用于一切電路），

（只適用于純電阻電路電功等于電熱），

W總=W機(jī)+W熱=UIt=W機(jī)=UIt （適用于非純電阻電路）。

④熱功率P=（適用于一切電路），

P=UI=P熱+P機(jī)=I2R+P機(jī)（適用于非純電阻電路）。

※注意：

①電動機(jī)在正常工作的情況下，W總=W機(jī)+W熱 而在電動機(jī)被卡住的情況下，W總= W熱等效于純電阻電路，電動機(jī)在因電壓不足而不能轉(zhuǎn)時，也同樣可等效純電阻電路，亦可用歐姆定律。

②在純電路電路中，電路上消耗的總功率等于各個電阻上消耗的功率之和（無論是串聯(lián)，還是并聯(lián)）。

③電源輸出功率，當(dāng)R外= r 時，此時電源輸出功率為最大。

④關(guān)于并聯(lián)電路的最大電阻電路問題。

⑤串聯(lián)，并聯(lián)，混聯(lián)特點是：其中任何一個阻值增大，則總電阻增大。

（3）伏安法測電阻

①伏安法測電阻原理：部份電路的歐姆定律。

②伏安法測電阻的兩種接法。

電流表外接法：在電壓表的內(nèi)阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于R時，使用（此時I0≈0）。

電流表內(nèi)接法：在電流表的內(nèi)阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于R時，使用（此時V0≈0）。

磁場

1. 磁場、磁感線

（1）磁場的產(chǎn)生.：

磁極

磁場

磁極；

磁極

磁場

電流；

電流

磁場

電流。

（2）磁場的作用：

①磁場法對放入其中的磁極有力的作用（同各磁極互相排斥，異各磁極互相吸引）。

②磁場對放入其中的通電導(dǎo)線亦有力的作用，相向電流，相互吸引，異向電流互相排斥。

（3）磁場的方向性，在磁場中的任一點，小磁針北極受力的方向，亦即小磁針靜止時北極所指的方向，就是那一點的磁場方向（兩處有著重點符號文字等價）。

（4）磁感線：假想的一族曲線，在磁體外部從北極出發(fā)同到南極在內(nèi)部從南極到北極→閉合的曲線（電場線是非閉合曲線，其相同點都是不相交的曲線）。但是磁感線從磁體N極出發(fā)，終止于磁體S極是錯誤的，那是因為磁感線是回到S極. 此外，通電螺線管內(nèi)部的磁場是勻強(qiáng)磁場。

（5）地磁場：地球本身就是一個磁場，是地球北極是地磁場的南極，地球南極是地磁場的北極，兩極的磁感線是垂直地球兩極. 在赤道，磁感線是與地球表面平行的。

2.安培力、洛倫磁力

（1）①安培力：通電導(dǎo)線在磁場中受到磁場對它的安培力。

②F安=IBL（L為有效長度，L平行于B時，F(xiàn)安為0，L垂直于B時，F(xiàn)安為最大）。

※注意：

用B= F/IL來測量B=F安/IL,非勻強(qiáng)磁場時需要L足夠短。

③B叫磁感應(yīng)強(qiáng)度，是描述磁場自身的物理量，用它可表示磁場強(qiáng)弱單位是特斯拉，簡稱特，符號T。

④磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向某點磁場的方向為該點磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向（B為矢量）。

⑤安培力的方向總是垂直于磁感線和通電導(dǎo)線所在的平面。

（2）①洛倫磁力：磁場對運(yùn)動電荷能夠有洛倫磁力。

②F洛 = qvB(v為有效速度，v0平行于B時，F(xiàn)洛 = 0，v0垂直于 B時，F(xiàn)洛為最大)。

③F洛與v有瞬時對應(yīng)關(guān)系，即v瞬對應(yīng)瞬時洛倫磁力。

④洛倫磁力對運(yùn)動電荷不做功（f洛垂直于v與B確定的平面，故f⊥v由微元法知Wf=0）。

⑤安培力不同于洛倫磁力，安培力可以做功。（若電荷沿等勢面移動，安培力不做功）

※注意：

F洛 = qVB可由F安 = (nqSv)LB是nLS個運(yùn)動電荷所受的合力。

3. 電荷在洛倫磁力作用下的圓周運(yùn)動：

qVB = mv2 / r

而

由此可見，荷質(zhì)比相同的粒子以相同速度進(jìn)入同一磁場，其軌道半徑相同；帶電量相同的粒子以相同的動量進(jìn)入同一磁場，其軌道半徑相同，荷質(zhì)比相同的粒子，進(jìn)入同一磁場，其周期相同。

※注意：

①電場或磁場都會使運(yùn)動帶電粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn)。

②利用質(zhì)譜儀對某種元素進(jìn)行測量，可以準(zhǔn)確測出各種同位素的原子量。

電磁感應(yīng)

1. 磁通量、電磁感應(yīng)、感應(yīng)電流

（1）磁通量：φ= BS（B為勻強(qiáng)磁場，S為有效面積）。

①是標(biāo)量，但有正負(fù)（不表大?。?”表示給定的一個平面來講，是穿入（穿出）比如穿過某面的磁通量是φ，將面轉(zhuǎn)過180°穿過該面的磁通量為 -φ。

②磁通量單位是韋，單位Wb。

③?φ=φ末-φ初特別地當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度反向時：?φ=-φ-φ=-2φ。

④產(chǎn)生感應(yīng)電流圖象：（互余關(guān)系）

（2）感應(yīng)電流

產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是：一是電路閉合，二是穿過閉合電路的磁通量有變化。

（3）法拉第電磁感應(yīng)定律：

或E=BLv（L為有效長度—垂直于磁場的長度，v為有效速度—垂直于磁場的切割速度→可歸納為“三垂線”- B、L、v三者相互垂直）。

①對于上式，常用

計算一般時間E感的平均值，而E=BLV常用于計算瞬時電動勢。

②產(chǎn)生感應(yīng)電動勢不同于感應(yīng)電流，其電路是否閉合對是否產(chǎn)生感應(yīng)電動勢沒有影響.

（4）楞次定律：感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場總是要阻礙引起感應(yīng)應(yīng)電流的磁通量的變化，可歸納為是增加的，B感與B原反向；是減小的，B感與B原同向。

②I感的方向是內(nèi)電路的方向→常用判斷感應(yīng)電動勢的正負(fù)極，但要得注意的是電源內(nèi)部的電勢高低，是由低電勢（負(fù)極）流向高電勢（正極）。

2. 自感

（1）自感現(xiàn)象屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，它是由于通電線圈中自身電流變化而引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。

（2）作用：阻礙原電流的增加，起延遲時間的作用。

（3）I自的方向：I原是增加的，I自的方向與I原相反；I原是減小的，I自的方向與I原方向相同。

（4）

（L為自感系數(shù)，描述線圈產(chǎn)生自感電動勢大小本領(lǐng)的物理量其單位為享，用H表示

它的大小是由線圈本身決定）。

交變電流

1. 直流電，交流電

（1）直流電（DC）：電流方向不隨時間變化的電流。

（2）交流電（AC）：電流方向隨時間變化的電流。

2. 發(fā)電機(jī)原理：

電磁感應(yīng)原理E =nBωSSinωt（從與中性面垂直的時刻開始計時）若是從與中性面垂直位置開始計時，則

附：

①中性面（B⊥S的位置）有φ為max等于BS；E=0V；每經(jīng)過一次中性面，電流改變一次，對于一個周期，則電流改變兩次。

②S與中性面垂直有φ＝0，E=BSω，

為max.。（φ＝BSωcosωt不乘以n，E＝nBSωsinωt乘以n）。

3. 表征交變電流的物理量

最大值、有效值、平均值—根據(jù)電流熱效應(yīng)的定義，相同電阻，相等時間，產(chǎn)生相等的熱量；I、V表就是該交流電的有效值，銘牌A、V表讀數(shù)都是有效值，一般來說，最大值E=NBSω；而平均值，則是

當(dāng)計算通過導(dǎo)體的電量時，用平均值。

※注意：

對于正弦或余弦交流電有如下關(guān)系：

4. 變壓器、改變交流電壓的設(shè)備。

（1）原理：電磁感應(yīng)中的互感現(xiàn)象.

（2）匝數(shù)與電壓的關(guān)系：

由于

得

（絕大部份磁通量通過鐵芯）

※注意：

在多級線圈中也是成立的。

（3）匝數(shù)與電流的關(guān)系：I1/I2=n1/n2 【由P1=P2（由P2決定P1）得 U1I1=U2I2?！俊?/p>

※注意：

①對于多級線圈則n1I1=n2I2+n3I3（同理是由P1=P2+P3推得）。

②變壓器的高壓線圈匝數(shù)多而通過的電流小，可用較細(xì)的導(dǎo)線繞制（考通常較長導(dǎo)線，慮經(jīng)濟(jì)因素），低壓線圈匝數(shù)少，而通過電流大，應(yīng)用較粗的導(dǎo)線繞制（通常較短，考慮電壓損失的問題）。

（4）電能輸送示意圖。

①

故增大即減小的P線，所以采用升壓，再降壓的方法來遠(yuǎn)程輸電。

②增加負(fù)載指輸出功率增大，R總是減小的。

電磁場與電磁波

1、電磁振蕩—LC振蕩電路（產(chǎn)生振蕩電流的電路，也是理想電路，不考慮電流發(fā)熱等）。

周期：

（從電容器開始放電作計時起點）。

※注意：

振蕩電路是正弦式交流電。

2. 電磁場：變化的磁場產(chǎn)生電場，變化的電場產(chǎn)生磁場。

① 均勻變化的電場（磁場）產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場（電場）。

② 非均勻變化的電場（磁場）產(chǎn)生變化的磁場（電場）。

③ 周期性變化的電場（磁場）產(chǎn)生周期性變化的磁場（電場）。

3. 電磁波：電磁振蕩由近及遠(yuǎn)傳播形成電磁波。

（1）特點有：

①橫波。

②傳播不需要介質(zhì)。

③任何頻率的電磁波在真空中傳播速度等于光速。

④波的一切特性（反射，衍射等）。

⑤

（2）形成電磁波的條件：

①足夠高的振蕩頻率 。

②振蕩電路中電場和磁場必須分散到可能大的空間，才能有效地把電磁場的能量傳播出去。

（3）電磁波的產(chǎn)生：變化電場和變化磁場由近及遠(yuǎn)向周圍空間傳播開去，電磁場這樣由近及遠(yuǎn)地傳播，就形成電磁波。

光的傳播

1. 光的直線傳播：在同一均勻介質(zhì)中，光是沿直線傳播的。

2. （1）光的反射與折射。

①折射率：光從空氣或真空中射入到某種介質(zhì)內(nèi)部時，入射角的正弦與折射角正弦的比值大小就叫做該種介質(zhì)的折射率，

②在反射和折射現(xiàn)象中光路是可逆的。

※注意：

a. 當(dāng)入射角為0°時，折射角為0°，這仍是折射現(xiàn)象.（同時也有沿入射光線反向的反射光線）。

b.如果玻璃被上下兩邊平行時，則入射光線與射出光線平行，且一定不會有全反射現(xiàn)象?！炯偃羰莿t

當(dāng)

也不會發(fā)生全反射】。

（2）發(fā)生全反射的條件：光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)， 入射角大于或等于臨界角?！?/p>

C為臨界角）】

※注意：

①臨界角是指光線的入射角，當(dāng)入射角達(dá)到臨界角時，折射角是90°故入射角發(fā)生全反射，則入射角在

折射角在[0，90°]。

②大氣中的海市蜃樓是全反射現(xiàn)象。

③橫截面為等腰直角三角形的棱鏡叫全反射棱鏡。

④如果發(fā)生折射，則該處既有折射光線，又有反射光線，若重點討論折射光線，則可不考慮反射光線；如果發(fā)生全反射，則光路滿足反射定律，此處沒有折射光線。

3.光的色散

①白光：由各種單色光組成的復(fù)色光。

②色散：復(fù)射光在介質(zhì)中由于折射率不同而分解成單色光的現(xiàn)象。（在同一介質(zhì)中由

得，紅光的傳播速度最快）

③紅橙黃綠青藍(lán)紫，折射率增加，頻率增加波長減小。（簡記為“紅光折射率小，因此由

得λ為最大，速度最大c=λf知f為最?。?/p>

※注意：

a. 光的顏色由頻率決定

b.色散的常見事例：阻光通過三棱鏡成的彩色條紋，雨過天晴，天空中的彩虹而陽光下肥皂膜上的彩色條紋是光的干射現(xiàn)象

光的波動性

1. 光的干涉。

（1）楊氏雙縫干涉實驗（必須是相干光源）。

①產(chǎn)生雙縫干涉的條件：f1=f2，且振動情況完全相同。

②縫產(chǎn)生的光相當(dāng)于光源的作用。

③產(chǎn)生亮暗條件是

（亮），

（暗）兩條亮紋或暗紋之間的距離。

④

（2）薄膜干涉：兩個相干光源是薄膜的兩條反射光產(chǎn)生的現(xiàn)象。

①單色平行光照楔形薄膜時呈現(xiàn)明暗相間條紋。（因為d的不同造成

的不同，因此有此d可能就使?χ為波長整數(shù)倍，有的d可能使為半波長奇數(shù)倍，而呈現(xiàn)明暗相間條紋）

②用復(fù)色光照射時，則出現(xiàn)彩色條紋。（用白光作光源時，由于不同色光波長不同，在某一厚度d處只能是某一種色光相強(qiáng)而成為這種色光的亮條紋，旁邊另一厚度處只能是另一種色光強(qiáng)而成為另一色光的亮條紋，這樣在不同厚度d處，為不同波長的色光的亮條紋，從而形成彩色條紋）

③增透膜是干涉的應(yīng)用之一，由于“增透”只使兩反射光相消，一定的d只能使一定的波長的光相消，我們常見的涂有增透膜的光學(xué)元件，是在自然光條件下增透，通?？刂圃鐾改さ暮穸龋顾鼘S、綠光滿足“增透”，而其他色光（紅、橙、藍(lán)、靛、紫）不能滿足“增透”。因此從入射光方向看上去呈現(xiàn)其他色光形成的淡紫色。

④薄膜干涉應(yīng)用之二是檢查平面是否平整。

2. 光的衍射—單縫衍射實驗

①條紋間距不等。

②對孔的條紋最亮，朝兩走依次變窄變暗。

③d小于或接近λ，衍射現(xiàn)象明顯。這種衍射花樣的明暗條紋的出現(xiàn)是光干涉的結(jié)果。（衍射只能繞過障礙物繼續(xù)傳播而已，而明暗的條紋則說明一些地方光的波動增強(qiáng)，一些地方光的波動減弱）

※注意：

a.光波衍射中有干涉；干涉中有衍射。

b.泊松亮斑是光的衍射形成的。

c.光的干涉和光的衍射都表明光具有波動性。（當(dāng)赫茲發(fā)現(xiàn)電磁波的速度與光速幾乎相等時，才提出光是一種電磁波）

3. 光的電磁說

（1）紅外線。

①產(chǎn)生：

a.一切物體都在向外輻射能量。（例如：紅外線夜視儀）

b. 溫度越高，輻射紅外線本領(lǐng)越強(qiáng)。

②作用：

a. 最顯著作用是熱作用（紅外線取暖爐）。

b. 遙感技術(shù)。

※注意：

紅外線比紅光波長更長，不能引起視覺的光。

（2）紫外線：

①產(chǎn)生高溫物體向外輻射。

②作用：

a.最顯著作用是生物化學(xué)作用，易使蛋白質(zhì)變性。

b.熒光效應(yīng)。

（3）X射線（倫琴射線）. 最顯著作用是穿透本領(lǐng)強(qiáng)。

※注意：

高速電子流時到任何固體上，都會產(chǎn)生X射線，而光電效應(yīng)是吸收光子放出光電子。

（4）電磁波譜：

①電磁波由大到小，波長由大到?。搭l率由小到大）依次為無限電波，紅外線、可見光、紫外線、琴倫射線、γ射線。

②產(chǎn)生機(jī)理：無線電波，微波都是振蕩電路中自由電子的周期性運(yùn)動產(chǎn)生的，紅外線，可見光，紫外線用原子外層電子受激發(fā)后產(chǎn)生，琴倫射線為原子內(nèi)層電子受激發(fā)后產(chǎn)生，射線為原子核受激發(fā)后產(chǎn)生。

4. 光的偏振：光的偏振現(xiàn)象揭示了光波是橫波。

自然光：光振動沿各個方向均勻分布。

偏振光：光振動沿特定方向。

要觀察光的偏振現(xiàn)象，首先要將自然光轉(zhuǎn)化為偏振光.光的偏振，首先要將自然光通過偏振片轉(zhuǎn)化為偏振光，所以自然光一定能透過第一偏振片，當(dāng)偏振光的振動方向與偏振片的。

5. 激光：

①激光是一種人工產(chǎn)生的相干光。

②激光的平行度非常好。

③激光的亮度高。

※注意：

激光只是某種特定波長的光，而白熾燈光是有一切波長的光。

量子論初步

1. 光電效應(yīng)、光子。

（1）光電效應(yīng)：某種金屬在某種頻率光照射下，自由電子吸收能量擺脫原子核束縛，飛出金屬表面的現(xiàn)象。

①對任何一種金屬都有一個極限頻率（f0），如果入射光的頻率fA＜fB，則無論光多強(qiáng)，照射時間變長，都不能發(fā)生光電效應(yīng)。

②電子離開金屬表面的最大初動能是與入射光頻率有關(guān)與入射光強(qiáng)度無關(guān)。

③入射光照射到金屬表面時光電子飛出其表面的時間t＜10-9s，即光照停止，光電子的發(fā)射亦立即停止。

④當(dāng)入射光頻率一定時，飛出金屬表面的電子個數(shù)隨著入射光強(qiáng)度的增加而增加。（由hv=Ek+W，吸收一個光子，發(fā)出一個光電子，而單位時間的光子數(shù)與光的強(qiáng)度成正比，那么單位時間發(fā)出的光電子數(shù)也就與光的強(qiáng)度成正比）

※注意：

光電效應(yīng)與電磁波動理論的矛盾有：

a.光子能量與頻率有關(guān)，與振幅無關(guān)。

b.電子吸收光子的能量瞬間完成，不需要時間積累。（由hv=Ek+W，hv是一個光子的能量，電子吸收這份能量后，使自己的能量達(dá)到逸出金屬所需的能量，不需要時間的積累，即光電子的發(fā)射是瞬時的）

（2）光子說：普朗克提出電磁波動的能量是不連續(xù)的，愛因斯坦提出在空間傳播的光也不是不連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫做一個光量子，簡稱光子，有表光的頻率為普朗克常量，其值為6.63×10-34J/s）。

（3）光電效應(yīng)方程

①逸出功：使電子脫離某種金屬所做功的最小值w=hv0，這量的即γ0為極限頻率。

②光電效應(yīng)方程Ekmax=hv-Wmax（逸出功）。

※注意：

a.光電子的最大初動能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，只隨入射光的頻率的增大而增大。

b. 光電效應(yīng)方程是對大量光電子來講，如果fa＞fb，則對某些光電子可能最大初動能相同，也有些大于或者小于對大量來講，Eka＞Ekb。

2. 光的波粒二象性：

光是一種波，同時也是一種粒子，個別光子表現(xiàn)出粒子性，大量光子表現(xiàn)出波動性.因此光波又可叫做概率波. 如單個光子通過雙縫后的落點無法預(yù)測，但大量光子的行為（通過雙縫后）產(chǎn)生干涉條紋，明紋處光子到達(dá)的機(jī)會大，暗紋處光子到達(dá)的機(jī)會小。

①波動性是光子本身的一種屬性，故光在本質(zhì)上是一種高頻率的電磁波。

②光的反射，折射、干涉、衍射等現(xiàn)象說明光具有波動性；光電效應(yīng)現(xiàn)象則說明光具有粒子性.

③頻率越低，波動性就越突出，粒子性就越弱；頻率越高，粒子性就越突出，波動性就越弱.光的電磁說與光子說并不是互相對立的，而是相互統(tǒng)一的.光子的能量與其對應(yīng)的頻率v成正比（E=hv），其中頻率v是波動性的特征物理量。

3. 能級：

電子在各個定態(tài)時，能量的值稱為能級，其值等于電子的動能和電勢能之和（基態(tài)能量最低的狀態(tài)）和激發(fā)態(tài)（其它狀態(tài)）統(tǒng)稱為定態(tài)。

①原子能量的量子化：原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的，電子雖然做加速運(yùn)動，但不向外輻射能量.這些狀態(tài)叫做定態(tài)。

②原子能級的躍遷：原子從一種定態(tài)（設(shè)能量為E2）躍遷到另一種定態(tài)（設(shè)能量為時，要輻射或吸收一定頻率的光子，光子的能量等于這兩個定態(tài)的能量差。光電效應(yīng)方程：

a. 軌道能量與半徑的關(guān)系：

（式中n稱為量子數(shù)，表示第n條可能軌道）

b. 原子對光子的吸收的選擇性（從低能級到高能級）電離之前，滿足的光子才能被吸收；E1=13.6eV，E2=13.7eV只能吸收E1不能吸收E2電離之后，電子跑到無窮遠(yuǎn)處，例如：E1=13.6eV，E2=13.7eV都可以吸收，但E2剩0.1ev作為其動能。（原子丟失電子的過程叫電離）

③電子動能與電勢能的關(guān)系：電子繞核做圓周運(yùn)動，是庫侖力提供向心力，即

電子的動能

即隨r的減小而增大。

④原子光譜（又叫線狀光譜）：對不同元素，原子結(jié)構(gòu)不同，可能能量狀態(tài)不同，各能級可能能級差不同，則各種元素的原子發(fā)光譜線位置不相同，因此原子光譜可以反映出原子結(jié)構(gòu)特征.從而鑒別物質(zhì)中所含有的元素。

原子物理

1.粒子散射實驗

用射線照射金箔，一些α粒子穿過金箔后改變了原來的運(yùn)動方向，這個現(xiàn)象叫做α粒子散射。實驗結(jié)果是絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后基本上仍沿原來的方向前進(jìn)，但是有少數(shù)α粒子發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)，即少數(shù)偏角超過90°，極個別偏轉(zhuǎn)角幾乎達(dá)180°。

2.（1）原子的核式結(jié)構(gòu)模型：原子的中心由一個很小的核，叫原子核，原子核集中了原字的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量，帶負(fù)電的電子在核外的空間運(yùn)動。

（2）原子核的組成：原子核由質(zhì)子和中子組成.原子的核式結(jié)構(gòu)的研究表明，原子的直徑為10-10m數(shù)量級，原子核的直徑為10-15m數(shù)量級，兩者差105數(shù)量級。由于質(zhì)子和中子是組成原子核的基本粒子，即把質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子。由于質(zhì)子和中子的質(zhì)量幾乎相等，因而原子核的質(zhì)量由核子數(shù)決定，即原子核的質(zhì)量數(shù)等于原子核的核子數(shù)。

（3）原子核的質(zhì)子數(shù)決定了核外電子數(shù)，也決定了電子在核外的分布情況，進(jìn)而決定了這種元素的化學(xué)性質(zhì)。因而同位素具有相同的化學(xué)性質(zhì)，并且每一種元素都有放射性元素，即通過人工合成的方法。

3.天然放射現(xiàn)象：

所有原子序數(shù)大于或等于83的元素，都能自發(fā)地放出射線（也就說它具有放射性）.對射線的研究發(fā)現(xiàn)有三種射線：α射線、β射線、γ射線。

①射線是粒子流，是氦核，它帶有兩個單位的正電荷，4個單位的核子.速度高達(dá)光速的1/10。它電離本領(lǐng)很強(qiáng)，貫穿物質(zhì)的本領(lǐng)弱。

②射線是高速電子流，粒子帶一個單位的負(fù)電荷，質(zhì)量數(shù)為0，它的速度接近光速，它電離本領(lǐng)較弱，貫穿物質(zhì)本領(lǐng)較強(qiáng)。

③射線是一種頻率很高的電磁波.它電離本領(lǐng)很弱，貫穿物質(zhì)的本領(lǐng)很強(qiáng)。

※注意：

天然放射現(xiàn)象揭示了原子核內(nèi)部還有復(fù)雜結(jié)構(gòu).因為這三種射線都不可能來源于原子核外部，只可能來源于原子核內(nèi)部.α粒子帶正電，核外沒有帶正電的粒子；雖然β粒子帶負(fù)電，但速度之大是核外不可能存在的；γ光子的能量E=hγ，核外能級的躍遷達(dá)不到這種能量值。

4. （1）衰變：原子核放出α粒子或β粒子后，變成新的原子核. 原子核衰變滿足的規(guī)律：核電荷數(shù)守恒；質(zhì)量數(shù)（核子數(shù)）守恒（不是質(zhì)量守恒，但也不否認(rèn)質(zhì)量守恒）。

①α衰變方程

②β衰變方程

③γ射線是伴隨α衰變或者隱變通時而產(chǎn)生的。

（2）半衰期：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間。不同的放射性元素半衰期不同，甚至差別非常大。它是描述放射性元素衰變快慢的物理量。

a.

n為總時間t/τ（τ為半衰期）。

b. 某種元素的半衰期與它所在的狀態(tài)，即游離態(tài)還是化學(xué)態(tài)無關(guān)。

（3）核反應(yīng)：原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過程。

①核反應(yīng)方程：

方程兩邊a+c=E+G；b+d=F+H。

a. 質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)：用α粒子轟擊氮，

b. 電子的發(fā)現(xiàn)：用α粒子轟擊鈹，

ⅲ. 正電子的發(fā)現(xiàn)：

而來，原子核中是沒有電子和正電子的，因此只有生成電子和正電子的核反應(yīng)才會有質(zhì)子衰變中子或中子衰變質(zhì)子）。

②核能：核反應(yīng)過程釋放出來的能量. 根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程E=mc2，一個核反應(yīng)要釋放出核能，這個核反應(yīng)要發(fā)生質(zhì)量虧損，即參與反應(yīng)的粒子，反應(yīng)前的總質(zhì)量要大于反應(yīng)所得到的所有粒子的總質(zhì)量m，即?m=m0-m釋放的能量?E=?mc2當(dāng)質(zhì)量單位是kg時，E的單位是J，當(dāng)質(zhì)量單位是μ，即1μ釋放的能量相當(dāng)于931.5Mev=931.5·106ev，故有?E=?m·931.5MeV（?m單位為μ）。

③核力：當(dāng)r＜10-15m時，核子間相互作用力起作用。

※注意：

a.太陽向外輻射大量的能量是靠太陽內(nèi)部進(jìn)行的熱核反應(yīng)產(chǎn)生的。

b. 熱核反應(yīng)：聚變反應(yīng)又叫熱核反應(yīng)。

（4）輕核聚變與重核裂變的區(qū)別。

①重核的裂變是重核裂變成幾個中等質(zhì)量的原子核，放出能量；聚變是幾個輕核聚變（結(jié)合）成一個質(zhì)量較大的原子核，放出巨大的能量。

②放出能量的大小不同：重核裂變時，平均每個核子釋放的能量約為1MeV左右，而輕核的聚變，平均每個核子釋放出3 MeV以上的能量. 相同質(zhì)量的核燃料，熱核反應(yīng)比裂變反應(yīng)釋放的能量大得多。

③裂變反應(yīng)速度可以比較容易地進(jìn)行人工控制，因此現(xiàn)在國際上的核電站都是利用裂變放出能量。

※注意：

無論是裂變還是衰變，都是放出核能的反應(yīng)。