高中物理選修3-4知識(shí)點(diǎn)
高中物理選修3-4知識(shí)點(diǎn)
我們?cè)诟咧幸M(jìn)行物理學(xué)習(xí),那么選修3-4知識(shí)點(diǎn)有哪些呢?下面是學(xué)習(xí)啦小編給大家?guī)?lái)的高中物理選修3-4知識(shí)點(diǎn),希望對(duì)你有幫助。
高中物理選修3-4知識(shí)點(diǎn)(一)
1.多普勒效應(yīng):由于波源和觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng),使觀察者感到頻率變化的現(xiàn)象叫做多普勒效應(yīng)。是奧地利物理學(xué)家多普勒在1842年發(fā)現(xiàn)的。
2.多普勒效應(yīng)的成因:聲源完成一次全振動(dòng),向外發(fā)出一個(gè)波長(zhǎng)的波,頻率表示單位時(shí)間內(nèi)完成的全振動(dòng)的次數(shù),因此波源的頻率等于單位時(shí)間內(nèi)波源發(fā)出的完全波的個(gè)數(shù),而觀察者聽到的聲音的音調(diào),是由觀察者接受到的頻率,即單位時(shí)間接收到的完全波的個(gè)數(shù)決定的。
3.多普勒效應(yīng)是波動(dòng)過(guò)程共有的特征,不僅機(jī)械波,電磁波和光波也會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng)。
4.多普勒效應(yīng)的應(yīng)用:
?、佻F(xiàn)代醫(yī)學(xué)上使用的胎心檢測(cè)器、血流測(cè)定儀等有許多都是根據(jù)這種原理制成。
?、诟鶕?jù)汽笛聲判斷火車的運(yùn)動(dòng)方向和快慢,以炮彈飛行的尖叫聲判斷炮彈的飛行方向等。
?、奂t移現(xiàn)象:在20世紀(jì)初,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)許多星系的譜線有“紅移現(xiàn)象”,所謂“紅移現(xiàn)象”,就是整個(gè)光譜結(jié)構(gòu)向光譜紅色的一端偏移,這種現(xiàn)象可以用多普勒效應(yīng)加以解釋:
由于星系遠(yuǎn)離我們運(yùn)動(dòng),接收到的星光的頻率變小,譜線就向頻率變小(即波長(zhǎng)變大)的紅端移動(dòng)。科學(xué)家從紅移的大小還可以算出這種遠(yuǎn)離運(yùn)動(dòng)的速度。這種現(xiàn)象,是證明宇宙在膨脹的一個(gè)有力證據(jù)。
高中物理選修3-4知識(shí)點(diǎn)(二)
光的全反射;光導(dǎo)纖維
全反射現(xiàn)象:當(dāng)光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時(shí),折射角大于入射角。當(dāng)入射角增大到某一角度時(shí),折射角等于90°,此時(shí),折射光完全消失入射光全部反回原來(lái)的介質(zhì)中,這種現(xiàn)象叫做全反射。
臨界角:
?、俣x:光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí),折射角等于90°時(shí)的入射角,叫做臨界角
②臨界角的計(jì)算:
光導(dǎo)纖維:當(dāng)光線射到光導(dǎo)纖維的端面上時(shí),光線就折射進(jìn)入光導(dǎo)纖維內(nèi),經(jīng)內(nèi)芯與外套的界面發(fā)生多次全反射后,從光導(dǎo)纖維的另一端面射出,而不從外套散逸,故光能損耗極小。
光的干涉
(1)產(chǎn)生穩(wěn)定干涉的條件:只有兩列光波的頻率相同,位相差恒定,振動(dòng)方向一致的相干光源,才能產(chǎn)生光的干涉。由兩個(gè)普通獨(dú)立光源發(fā)出的光,不可能具有相同的頻率,更不可能存在固定的相差,因此,不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。
(2)條紋寬度(或條紋間距) 相鄰兩條亮(暗)條紋的間距Δx為:
上式說(shuō)明,兩縫間距離越小、縫到屏的距離越大,光波的波長(zhǎng)越大,條紋的寬度就越大。當(dāng)實(shí)驗(yàn)裝置一定,紅光的條紋間距最大,紫光的條紋間距最小。這表明不同色光的波長(zhǎng)不同,紅光最長(zhǎng),紫光最短。
幾個(gè)問(wèn)題:
?、僭陔p縫干涉實(shí)驗(yàn)中,如果用紅色濾光片遮住一個(gè)狹縫S1,再用綠濾光片遮住另一個(gè)狹縫S2,當(dāng)用白光入射時(shí),屏上是否會(huì)產(chǎn)生雙縫干涉圖樣?
這時(shí)在屏上將會(huì)出現(xiàn)紅光單縫衍射光矢量和綠光單縫衍射光矢量振動(dòng)的疊加。由于紅光和綠光的頻率不同,因此它們?cè)谄辽席B加時(shí)不能產(chǎn)生干涉,此時(shí)屏上將出現(xiàn)混合色二單縫衍射圖樣。
?、谠陔p縫干涉實(shí)驗(yàn)中,如果遮閉其中一條縫,則在屏上出現(xiàn)的條紋有何變化?原來(lái)亮的地方會(huì)不會(huì)變暗?
如果遮住雙縫其中的一條縫,在屏上將由雙縫干涉條紋演變?yōu)閱慰p衍射條紋,與干涉條紋相比,這時(shí)單縫衍射條紋亮度要減弱,而且明紋的寬度要增大,但由于干涉是受衍射調(diào)制的,所以原來(lái)亮的地方不會(huì)變暗。
?、垭p縫干涉的亮條紋或暗條紋是兩列光波在光屏處疊加后加強(qiáng)或抵消而產(chǎn)生的,這是否違反了能量守恒定律?
暗條紋處的光能量幾乎是零,表明兩列光波疊加,彼此相互抵消,這是按照光的傳播規(guī)律,暗條紋處是沒(méi)有光能量傳到該處的原因,不是光能量損耗了或轉(zhuǎn)變成了其它形式的能量。同樣,亮條紋處的光能量比較強(qiáng),光能量增加,也不是光的干涉可以產(chǎn)生能量,而是按照波的傳播規(guī)律到達(dá)該處的光能量比較集中。雙縫干涉實(shí)驗(yàn)不違反能量守恒定律。
高中物理選修3-4知識(shí)點(diǎn)(三)
光的折射定律;折射率
光的折射定律,也叫斯涅耳定律:入射角的正弦跟折射角的正弦成正比.如果用n12來(lái)表示這個(gè)比例常數(shù)
折射率:光從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)時(shí),雖然入射角的正弦跟折射角的正弦之比為一常數(shù)n,但是對(duì)不同的介質(zhì)來(lái)說(shuō),這個(gè)常數(shù)n是不同的.這個(gè)常數(shù)n跟介質(zhì)有關(guān)系,是一個(gè)反映介質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)的物理量,我們把它叫做介質(zhì)的折射率。
定義式:
光從真空射入某種介質(zhì)時(shí)的折射率,叫做該種介質(zhì)的絕對(duì)折射率,也簡(jiǎn)稱為某種介質(zhì)的折射率。
薄膜干涉原理
?、俑缮娣z查精密部件的表面
取一個(gè)透明的標(biāo)準(zhǔn)樣板,放在待檢查的部件表面并在一端墊一薄片,使樣板的平面與被檢查的平面間形成一個(gè)楔形空氣膜,用單色光從上面照射,入射光從空氣層的上下表面反射出兩列光形成相干光,從反射光中就會(huì)看到干涉條紋,如圖2-3甲所示。
如果被檢表面是平的,那么空氣層厚度相同的各點(diǎn)就位于一條直線上,產(chǎn)生的干涉條紋就是平行的(如圖2-3乙);
如果觀察到的干涉條紋如圖2-3丙所示,A、B處的凹凸情況可以這樣分析:由丙圖知,P、Q兩點(diǎn)位于同一條亮紋上,故甲圖中與P、Q對(duì)應(yīng)的位置空氣層厚度相同。由于Q位于P的右方(即遠(yuǎn)離楔尖),如果被檢表面是平的,Q處厚度應(yīng)該比P處大,所以,只有當(dāng)A處凹陷時(shí)才能使P與Q處深度相同。同理可以判斷與M對(duì)應(yīng)的B處為凸起。
?、谠鐾改?/p>
是在透鏡、棱鏡等光學(xué)元件表面涂的一層氟化鎂薄膜。當(dāng)薄膜的兩個(gè)表面上反射光的路程差等于半個(gè)波長(zhǎng)時(shí),反射回來(lái)的光抵消。從而增強(qiáng)了透射光的強(qiáng)度。顯然增透膜的厚度應(yīng)該等于光在該介質(zhì)中波長(zhǎng)的1/4。
由能量守恒可知,入射光總強(qiáng)度=反射光總強(qiáng)度+透射光總強(qiáng)度。光的強(qiáng)度由光的振幅決定。
當(dāng)滿足增透膜厚度時(shí),兩束反射光恰好實(shí)現(xiàn)波峰與波谷相疊加,實(shí)現(xiàn)干涉相消,使其合振幅接近于零,即反射光的總強(qiáng)度接近于零,從總效果上看,相當(dāng)于光幾乎不發(fā)生反射而透過(guò)薄膜,因而大大減少了光的反射損失,增強(qiáng)了透射光的強(qiáng)度。
增透膜只對(duì)人眼或感光膠片上最敏感的綠光起增透作用。當(dāng)白光照到(垂直)增透膜上,綠光產(chǎn)生相消干涉,反射光中綠光的強(qiáng)度幾乎是零。這時(shí)其他波長(zhǎng)的光(如紅光和紫光)并沒(méi)有被完全抵消。因此,增透膜呈綠光的互補(bǔ)色——淡紫色。
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