2013年物理选修3-4册课件：第5章第3、4节
人教版高中物理选修3-4全册课件【完整版】
典例分析
举一反三 触类旁通
一、对简谐运动的理解 【例1】 一弹簧振子做简谐运动，下列说法中正确的有( )
A．若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值 B．振子通过平衡位置时，速度为零，加速度为最大值 C．振子每次经过平衡位置时，加速度相同，速度也一定相同 D．振子每经过同一位置，其速度不一定相同，但加速度一定 相同
解析 简谐运动并不一定在水平方向上，各个方向都可 以，故A选项错误；简谐振动是最简单的振动，故B选项错； 简谐运动的振动图象是正弦曲线，但简谐运动的轨迹并不是正 弦曲线，故C选项错误；物体的振动图象是正弦曲线，该振动 一定是简谐运动，故D选项正确．
【答案】 D
二、对简谐运动图象的认识 【例2】 (多选题)如图所示，表示某质点做简谐运动的 )
(4)区别机械运动中的位移：机械运动中的位移是从初位 置到末位置的有向线段；在简谐运动中，振动质点在任意时刻 的位移总是相对于平衡位置而言的，都是从平衡位置开始指向 振子所在位置． 二、理解简谐运动的图象 1．形状：正(余)弦曲线 2．物理意义：表示振动的质点在不同时刻偏离平衡位置 的位移，是位移随时间的变化规律．
3．获取信息 (1)任意时刻质点的位移的大小和方向．如图①所示，质 点在t1、t2时刻的位移分别为x1和－x2.
(2)任意时刻质点的振动方向：看下一时刻质点的位置，如图 ②中a点，下一时刻离平衡位置更远，故质点此刻向上振动． (3)任意时刻质点的速度、加速度、位移的变化情况及大小比 较：看下一时刻质点的位置，判断是远离还是靠近平衡位置，若 远离平衡位置，则速度越来越小，加速度、位移越来越大，若靠 近平衡位置，则速度越来越大，加速度、位移越来越小．如图② 中b点，此刻质点从正位移向着平衡位置运动，则速度为负且增 大，位移、加速度正在减小．c点对应时刻，质点从负位移远离平 衡位置运动，则速度为负且减小，位移、加速度正在增大.
2013年物理选修3-4册课件：第5章第1、2节
平的，所以选项D错误．
三、理解光的衍射及几种不同的衍射现象的特 点 1．对光的衍射的理解 (1)衍射现象 当单色光通过很窄的缝或者很小的孔时，光离 开了直线路径，绕到障碍物的阴影里，光所达 到的范围会远远超过它沿直线传播所对应照明 的区域，形成明暗相间的条纹或光环，这就是 光的衍射现象．
(2)产生明显衍射的条件
(3)衍射光栅：单缝衍射的条纹比较宽，而且距
离中央亮条纹较远的条纹亮度也很小．因此， 无论从测量的精确度，还是从可分辨的程度上 说，单缝衍射都不能达到实用要求．如果增加 狭缝的个数，衍射条纹的宽度将变窄，亮度将
增大．光学仪器中用的衍射光栅就是据此制成
的．它是由许多等宽的狭缝等距离地排列起来 形成的光学仪器．
三、薄膜干涉及其应用
1．由薄膜两个面反射的光波相遇而产生的干涉现 薄膜干涉 象叫做__________，由于各色光干涉后的条纹间
不同 距______，薄膜上就会出现__________． 彩色条纹 2．身边的光的干涉现象——薄膜干涉实例有：色 彩斑斓的肥皂泡；五颜六色的油膜；呈彩色的激
光唱片等等．
彼此靠近 分离开来 把 _________ 的 物 体 的 像 __________ 的 能
越小 力．透镜的直径_______，产生的衍射现象越 明显，分辨本领就_____． 越低
3．衍射光栅
(1)光栅的每一条狭缝产生的光是相干的，必定 干涉 明暗相间 产生_____，形成_________的条纹．所以，在
答案：(1)Δy1＝0.6 mm
Δy2＝0.54 mm
(2)
条纹间距随级数增加而增大
(3)有可能重合
二、薄膜干涉的理解及应用 1．薄膜干涉的理解 (1)眼睛应与光源在同一侧才能看到干涉条纹， 因为条纹是由从膜前、膜后两表面反射的光发 生干涉形成的，不是由通过膜的光形成的； (2)每一条纹呈水平状态排列； (3)由于各种色光干涉后相邻两亮纹中心的距离 不同，所以若用白光做这个实验，会观察到彩 色干涉条纹． (4)两列光的路程差是膜厚度的两倍．
2013年物理选修3-4册课件：第5章5.1~5.2
课堂互动讲练
对“光速不变原理”的理解
下面说法正确的是( ) 1 A．在以 c 竖直方向升空的火箭上向前发出 1000 的光，对地速度一定比 c 大 1 B．在以 c 竖直方向升空的火箭上向后发出 1000 的光，对地速度一定比 c 小
例1
1 C．在以 c 竖直方向升空的火箭上沿水平方向 1000 发出的光对地速度为 c 1 D．在以 c 竖直方向升空的火箭上向任一方向 1000 发出的光对地速度都为 c
车下的观察者则不以为然．他观测到，闪光先到 达后壁，后到达前壁．他的解释是：地面也是一 个惯性系，闪光向前、向后传播的速度对地面也 是相同的，但是在闪光飞向两壁的过程中，车厢 向前行进了一段距离，所以向前的光传播的路程 长些，到达前壁的时刻也就晚些，这两个事件不 同时．
三、狭义相对论的两条公设
匀速直线 1．在所有相互做___________运动的惯性参考系 物理规律 中，___________都是相同的，这个假设叫做爱 因斯坦相对性原理． 匀速直线 2．在所有相互做___________运动的惯性参考系 相等的 中，光在真空中的速度都是________．这个假设 光速不变原理 叫________________．
同时的相对性问题
地面上A、B两个事件同时发生．如图5－ 1－2所示，对于坐在火箭中沿两个事件发生地点 A、B连线飞行的人来说，哪个事件先发生？
例3
图5－1－2
【自主解答】 以地面为参考系，A、B两个事件 同时发生，即如在A、B连线中点C放一时钟，将 同时接收到来自A、B的信号．设想该时钟以与火 箭相同的速度飞行，则先接收到来自B的信号， 后接收到来自A的信号，即以火箭(或火箭上的人) 为参考系，B事件先发生． 【答案】 B事件先发生 【方法总结】 事件的同时性因参考系的选择而 异．
2013年鲁科版物理选修3-4全册精品课件第5章本章优化总结
图5－1
(1)已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上 有50分度．某同学调整手轮后，从测量头的目 镜看去，第一次映入眼帘的干涉条件如图乙(a) 所示，图乙(a)中的数字是该同学给各暗纹的编 号 ， 此 时 图 乙 (b) 中 游 标 尺 上 的 读 数 x1 ＝ 1.16 mm；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如 图丙(a)所示，此时图丙(b)中游标尺上的读数x2 ＝________mm； (2)利用上述测量结果，经计算可得两个相邻明 纹(或暗纹)间的距离Δx＝________mm；这种色 光的波长λ＝________nm.
专题2 用双缝干涉测量光的波长
1．光源发出的光经滤光片成为单色光，单色光 通过单缝后相当于线光源，经双缝产生稳定的干 涉图样，通过屏可以观察到明暗相间的干涉条 纹．如果用白光通过双缝可以观察到彩色条纹．
2．若双缝到屏的距离用 l 表示，双缝间的距离 用 d 表示，相邻两条亮纹间的距离用 Δx 表示， 则入射光的波长为 λ＝dΔl x.实验中 d 是已知的， 测出 l、Δx 即可测出光的波长 λ.
3．(2010年高考江苏卷)(1)激光具有相干性好、 平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常 生活中应用广泛．下面关于激光的叙述正确的 是________． A．激光是纵波 B．频率相同的激光在不同介质中的波长相同 C．两束频率不同的激光能产生干涉现象 D．利用激光平行度好的特点可以测量月球到 地球的距离
nm.
【答案】 (1)15.02 (2)2.31 6.6×102
高考真题演练
1．(2011年高考北京卷)如图5－2所示的双缝干涉 实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干 涉条纹．要得到相邻条纹间距更大的干涉图样， 可以( )
图5－2
2013年沪科物理选修3-5课件：第5章5.3 5.4
0 1 4 (1)2－1e＋41H→2He
ΔE 3.8×10 Δm＝ 2 ＝ kg＝4×109 kg. c 3×1082
【答案】
0 1 4 (1)2－1e＋41H→2He
26
(2)4.2×10－12 J (3)4×109 kg
【规律总结】
轻核聚变跟重核裂变一样，都
是释放核能的核反应．计算核能的方法是，先
2.8×106 E0＝ eV＝7×105 eV 4 1 g 氢核(即 1 mol)所包含的氢核的粒子个 数为 6.0×1023 个 应释放出的总能量 E 为： E＝7×105×6.0×1023 eV＝4.2×1029 eV ＝6.72×1010 J.
答案：见解析
重点难点：发生聚变的条件及聚变的特点；
热核反应是怎样发生的．
课前自主学案
一、聚变与受控热核反应 1．更大的能源宝库 使平均结合能小的轻核聚合成一个较重的原 子核，同时会释放核能．把这种释放核能的 聚变 反应称为____． 一个氘核和一个氚核发生聚变核反应，会释 17.6 MeV 放__________的能量，平均每个核子释放 的能量在3MeV以上．海水中含有大量的这 种轻核资源．
2．聚变的条件 由于这种核反应需在几千万度的高温下进行， 热核反应 因此，聚变又叫________．太阳及许多恒星内 部都在不断地进行着这种热核反应．
3．受控热核反应
科学家设想的受控热核反应的两种方案：即
磁约束 ______和惯性约束．当前受人青睐的受控热核
反应利用的是磁约束，它是一个利用强磁场约 束等离子体的环流器．
(2)核废料的处理
能回收利用的进行回收再利用，不能回收的高 埋藏 放射性物质固化后____处理．
3．科学家的使命 爱因斯坦 科学家的责任感，________曾参与建议美国政 府制造原子弹，为此他在后半生常常责备自
2013年鲁科版物理选修3-2全册精品课件 第5章第3节
动机反转，门自动关闭．
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第5章
传感器及其应用
3.自动门工作流程
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第5章
传感器及其应用
想一想
2．红外线传感器的作用是什么？ 提示：红外线传感器的作用是感受红外线， 并将其转变成电信号．
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第5章
传感器及其应用
三、指纹识别器 电容 1.组成：_____传感器．
2.工作原理：当用户的手指放在绝缘表面上
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第5章
传感器及其应用
A．t2时刻小球速度最大
B．t1时刻小球处在最低点
C．t3时刻小球处在悬点O处 D．t1至t2时刻小球速度先增大后减小
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第5章
传感器及其应用
解析：选.0～t1过程，小球做自由落体，绳 中拉力为0；t1～t2过程，t1时刻小球刚好把绳
拉直，但F＝0，t2时刻拉力最大，说明小球
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第5章
传感器及其应用
如果让应变片中通过的电流保持恒定，那么 上表面应变片两端的电压变大，下表面应变
片两端的电压变小，传感器把这两个电压的
差值输出．外力越大，输出的电压差值也就 越大，由电压差值的大小，即可得到外力F 的大小．
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第5章
传感器及其应用
3.全自动洗衣机的水位控制装置中使用了压 力传感器．图甲中1和2分别是洗衣机的外筒
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第5章
传感器及其应用
压力 0 50 100 150 200 250 300 … F/N 电阻 300 270 240 210 180 150 120 … R/Ω 设踏板的杠杆组件的质量不计，接通电源后, 压力传感器两端的电压恒为4.68 V，则：
(1)利用表中数据归纳出电阻R随压力F变化的
2013年教科物理选修3-3：第5章第3节知能优化训练
1．当前，世界上日益严重的环境问题主要源于( )A ．温室效应B ．厄尔尼诺现象C ．人类对环境的污染和破坏D ．火山喷发和地震答案：C2．煤、石油、天然气和生物资源的能量作为能源的共同特点是( )A ．可再生能源，取之不尽，用之不竭B ．不可再生能源，用一点、少一点C ．来自太阳辐射的能量D ．污染环境的能源答案：C3．柴油机使柴油燃料在它的汽缸中燃烧，产生高温高压的气体，燃料的化学能转化为气体的内能，高温高压的气体推动活塞做功，气体的内能又转化为柴油机的机械能．燃烧相同的燃料，输出的机械能越多，表明柴油机越节能．是否节能，是衡量机器性能好坏的重要指标．有经验的柴油机维修师傅，不用任何仪器，只要将手伸到柴油机排气管附近，去感知一下尾气的温度，就能够判断出这台柴油机是否节能，真是“行家伸伸手，就知有没有”，关于尾气的温度跟柴油机是否节能之间的关系，你认为正确的是( )A ．尾气的温度越高，柴油机越节能B ．尾气的温度越低，柴油机越节能C ．尾气的温度高低与柴油机是否节能无关D ．以上说法均不正确解析：选B.气体的内能不可能完全转化为柴油机的机械能，柴油机使柴油燃料在它的汽缸中燃烧，产生高温高压的气体，是一个高温热源；而柴油机排气管排出的尾气是一个低温热源．根据能量守恒，这两个热源之间的能量差就是转换的机械能，燃烧相同的燃料，要想输出的机械能越多，尾气的温度就要越低．4．在交通运输中，常用“客运效率”来反映交通工具的某项效能．“客运效率”表示每消耗单位能量对应的载客数和运送路程的乘积，即客运效率＝人数×路程消耗能量.一个人骑电动自行车，消耗1 MJ(106 J)的能量可行驶30 km.一辆载有4人的普通轿车，消耗320 MJ 的能量可行驶100 km.则电动自行车与这辆轿车的客运效率之比是( )A ．6∶1B ．12∶5C ．24∶1D ．48∶7解析：选C.电动自行车客运效率η1＝1×30 km 1 MJ ，普通轿车的客运效率η2＝4×100 km 320 MJ，两者效率之比为η1η2＝30×320400＝24∶1. 5．太阳每年辐射到地球上的能量可达1018 kW·h.(1)如果太阳辐射到地球上的能量全部用来推动热机发电，能否每年发出1018度电？(2)试估算太阳每年释放出的能量．解析：(1)太阳向四面八方辐射能量，地球仅是“四面八方”中的一个“小元”，因此太阳辐射的能量只有一小部分到达地球，到达地球的能量推动热机发电，由热力学第二定律可知，发电量必小于1018度．(2)地球到太阳的距离为r ＝1.5×1011 m ，地球的半径为R ＝6.4×106 ，所以太阳辐射的总能量为Q ＝S 1S q ＝4r 2R 2q ＝4×(1.5×1011)2(6.4×106)2×1018 kW·h ＝2.2×1027 kW·h.答案：(1)不能(2)2.2×1027 kW·h一、选择题1．下列说法中正确的是()A．水能和风能都是“可再生能源”B．太阳能是一种清洁能源C．沼气是一种新能源D．核能对环境的污染比常规能源对环境的污染大解析：选ABC.水能和风能都能再生，A正确；太阳能属于清洁能源，B正确；沼气属于新能源，C正确；核能属于新能源，是一种清洁能源，D错误．2．水力发电站的电能最终来自于()A．太阳能B．水的动能C．水的势能D．水的内能解析：选A.煤、石油、水力等能源最终来自于太阳能．是太阳能将水蒸发到高处，然后再降落到地面各处，汇成江河湖海，高处的水向低处流就具有了水能，从而用于发电．3．固体废弃物对环境的污染途径有()A．水B．大气C．土壤D．食物链传递答案：ABCD4．无利用价值的垃圾，主要采用()A．填埋法B．回收C．加工D．综合利用答案：A5．下列自然资源属可再生的一组是()①红树林②煤炭③沙漠④磷⑤石油⑥地下水⑦潮汐能⑧草场A．①②③B．③④⑥C．⑥⑦⑧D．③⑤⑦答案：C6．在煤炭利用中，引起的环境问题是()A．温室效应B．滑坡C．酸雨D．光化学烟雾答案：AC7．利用太阳能发电的优势是()A．无污染B．可再生C．分布集中D．投资小，效率高答案：AB8．解决一次性发泡塑料餐具的最有效途径是()A．掩埋B．土壤培肥C．改用环保餐具D．焚烧后作肥料答案：C9．下列化石燃料对环境危害最小的是()A．石油B．天然气C．煤炭D．油页岩答案：B10．下面提供的四则科技信息，其中正确的是()A．低温技术已有重大突破，1933年低温已达0.25 K，1957年达到2×10－5K,1995年通过一系列巧妙的方法已达到1×10－8 K．随着低温技术的出现和发展，科学家一定能把热力学温度降到绝对零度以下B．随着火箭技术的发展，人类一定能够在地球上任意位置的上空发射一颗同步卫星C．一个国际科研小组正在研制某种使光速大大降低的介质，这些科学家希望在不久的将来能使光的速度降到每小时40 m 左右，慢到几乎与乌龟爬行的速度一样D ．由于太阳光的照射，海洋表面的温度可达30 ℃左右，而海洋深处的温度要低得多，在水深为600 m ～1000 m 的地方，水温约4 ℃，因此人们正在研制一种抗腐蚀的热交换器，利用海水温差发电，并取得了成功解析：选CD.绝对零度可以无限接近，但无法达到，A 错；同步卫星只能定位在赤道上空特定高度，B 错；光速在不同介质中可以低于3×108 m/s ，但无法超过该值，C 正确；D 项所述符合能量守恒及热力学第二定律，故D 正确．二、非选择题11．小明同学原来家住农村，八年前随父母搬到了某市的向阳小区，住进了居民楼．小明家在农村时，烧水做饭用煤，进了城市后用上了天然气；在农村时，冬季取暖家家户户也依靠烧煤，但在小区却集中供暖．请根据小明家的变化(烧煤→天然气，单家单户取暖→小区集中供暖)，结合自己的切身体验，从科学和人文的角度对此变化加以评价．答案：(1)从炉具的变化上，提高了能源的利用率；(2)从燃料的变化上，提高了能源的利用率，减少了环境污染；(3)从取暖方式上，提高了能源利用率，减少了环境污染，保护了环境．小明家的进步反映了整个社会的进步，节约能源，保护环境人人有责．12．王晓宇同学家在楼顶上安装了太阳能热水器，该热水器的聚热面积约为1.5 m 2，若每天相当于太阳直射的时间约为4 h ，设太阳单位时间垂直辐射到地面单位面积的能量为E 0＝7×103 J/(m 2·s)，太阳能的20%转化为水的内能，计算这个热水器最多能使200 kg 的水温升至多少度？(设水温的初始值为20 ℃)解析：根据题意，可得：E 0·St ×20%＝cm Δt式中S ＝1.5 m 2，t ＝4 hΔt 为水升高的温度则Δt ＝E 0St ×20%cm＝7×103×1.5×4×3600×20%4.2×103×200℃ ＝36 ℃最后水温达到t ＝20 ℃＋36 ℃＝56 ℃.答案：56 ℃。
2013人教版高中物理选修3-4全册教案
高中物理选修3-4全册精品教案目录第十一章机械振动与机械波 (1)第一节简谐运动 (2)第二节简谐运动的描述 (4)第三节简谐运动的回复力和能量 (6)第四节单摆 (7)第五阶外力作用下的振动 (8)第十二章机械波 (12)第一节波的形成和传播 (12)第二节波的图象 (14)第三节波长、频率和波速 (16)第四节波的反射和折射、波的衍射 (18)第五节波的干涉 (19)第六节多普勒效应 (21)第十三章光学 (23)第一节光的折射 (23)第二节光的干涉 (25)第三节光的色散 (27)第四节光的衍射现象 (30)第五节光的偏振、全反射、激光 (31)第十四章电磁波 (34)第一节电磁波的发现、电磁振荡 (34)第二节电磁波的发射和接收 (35)第三节课题研究：电磁波与信息化社会，电磁波谱 (36)第十五章联系电话（0592）5166869 双十正门前水晶森林84高中物理选修3-4全册精品教案目录第十—章机械振动与机械波第—节简谐运动【教学目的】（1）了解什么是机械振动、简谐运动（2）正确理解简谐运动图象的物理含义，知道简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线。
【能力培养】通过观察演示实验，概括出机械振动的特征，培养学生的观察、概括能力【教学重点】使学生掌握简谐运动的回复力特征及相关物理量的变化规律【教学难点】偏离平衡位置的位移与位移的概念容易混淆；在一次全振动中速度的变化课型：启发式的讲授课教具：钢板尺、铁架台、单摆、竖直弹簧振子、皮筋球、气垫弹簧振子、微型气源【教学过程】（教学方法）教学内容[引入]我们学习机械运动的规律，是从简单到复杂：匀速运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动，今天学习一种更复杂的运动——简谐运动。
1．机械振动振动是自然界中普遍存在的一种运动形式，请举例说明什么样的运动就是振动？[讲授]微风中树枝的颤动、心脏的跳动、钟摆的摆动、声带的振动……这些物体的运动都是振动。
请同学们观察几个振动的实验，注意边看边想：物体振动时有什么特征？[演示实验]（1）一端固定的钢板尺[见图1（a）]（2）单摆[见图1（b）]（3）弹簧振子[见图1（c）（d）] （4）穿在橡皮绳上的塑料球[见图1（e）][提问] 这些物体的运动各不相同：运动轨迹是直线的、曲线的；运动方向水平的、竖直的；物体各部分运动情况相同的、不同的……它们的运动有什么共同特征？[归纳] 物体振动时有一中心位置，物体（或物体的一部分）在中心位置两侧做往复运动，振动是机械振动的简称。
高中物理,选修3---4,全册课件汇总
方法二 拟合法:
在图中，测量小球在各个位置的横坐标和纵坐标， 把测量值输入计算机中作出这条曲线，然后按照计 算机提示用一个周期性函数拟合这条曲线，看一看 弹簧振子的位移—时间的关系可以用什么函数表示。
四、简谐运动： 1、定义：如果质点的位移与时间的关系遵从正弦 函数的规律，即它的振动图象（x—t图象）是一条 正弦曲线，这样的振动叫做简谐运动。如：弹簧 振子的运动。简谐运动是最简单、最基本的振动。 2、简谐运动的图象
第二个1/2周期： 7t 时间t(s) 6t
0
0
8t
0
9t
0
10t
0
11t
0
12t
0
位移 20.0 x(cm)
17.7
10.3
0.1
-10.1
-17.8
-20.0
坐标原点O－平衡位置 横坐标－振动时间t 纵坐标－振子相对于平衡位置的位移
描点法得到的位移---时间图像
你还能想到其它方法吗？
以位移替代时间
选修3—4 第十一章 机械振动
§11.2
简谐运动的描述
一、描述简谐运动的物理量 1、振幅A
是标量
（1）定义：振动物体离开平衡位置的最大距离。 （2）物理意义：描述振动强弱的物理量 振幅的两倍（2A）表示振动物体运动范围
A
O
B
简谐运动OA = OB
一、描述简谐运动的物理量 2、周期和频率 —描述振动快慢的物理量 周期T：振子完成一次全振动所需要的时间 一次全振动：振动物体从某一初始状态开始， 再次回到初始状态（即位移、速度均与初态完 全相同）所经历的过程。 频率f：单位时间内完成全振动的次数
生活中的物理， 你了解它们吗？
我见过
高中物理教科版选修3-4配套课件5-3～4
现象叫做光的衍射．
光的衍射现象进一步证明光是一种波．
衍射图样 (1)单缝衍射：中央为 亮 条纹，向两侧有明暗相间的条纹，但间
距和亮度不同．白光衍射时，中央仍为白光，最靠近中央的是紫
光，最远离中央的是红光． (2)圆孔衍射：明暗相间的不等距 圆环． (3)泊松亮斑：光照射到一个半径很小的圆板后，在圆板的阴 影 中心 出现的亮斑．
特别提醒 衍射是一种普遍现象．只是障碍物的尺寸比光的波长大
得多时，衍射现象不明显，障碍物的尺寸可以跟光的波长相比，
甚至比光的波长还小的时候，衍射现象十分明显．所以前面所说 的衍射产生条件应是产生明显衍射现象的条件．
二、自然光与光的偏振 自然光
太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向上
二、光的偏振 1．光的偏振现象：在垂直于传播方向的平面上，光只沿着 某个特定方向 振动的现象． 2．偏振光：在跟光传播方向垂直的平面内，光振动在某一方向较 强而在另一些方向振动 较弱 的光即为偏振光． 3．自然光：太阳、电灯等普通光源直接发出的光，包含垂直于传 播方向上 沿一切方向振动 的光，而且沿各个方向振动的光波的
②圆孔越小，中央亮斑的直径越大，同时亮度越弱． ③用不同色光照射圆孔时，得到的衍射图样的大小和位置不同， 波长越长，中央圆形亮斑的直径越大． ④白光的圆孔衍射图样中，中央是大且亮的白色光斑，周围是彩
色同心圆环．
(3)不透明的小圆板衍射 ①与圆孔衍射图样比较
a．均是明暗相间的圆形条纹，中心均有亮斑．
③中央亮条纹的宽度及条纹间距跟入射光的波长及单缝宽度有
关．入射光波长越长，单缝越窄，中亮条纹是白色的，两边是彩色条纹， 中央亮条纹仍然最宽最亮． (2)圆孔衍射 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，
高中物理第五章本章整合课件教科版选修3_4
条件:相干光源
干涉图样
(1)明条纹:Δ������ = ������������(������ = 0,1,2,…);
光的干涉
双缝干涉
明、暗条纹的判断
条纹间距:Δ������
=
������ ������
������
(2)暗条纹:Δ������
=
(2������
+
1)
������ 2
(������
条件 跟波长差不多
定的两列光波相遇叠加
不 同 点
条纹 宽度 条纹 间距
条纹宽度不等,中央最 宽
各相邻条纹间距不等, 越靠外条纹间距越大
条纹宽度相等 各相邻条纹等间距
亮度
中央条纹最亮,两边成因
干涉、衍射都有明暗相间的条纹,条纹都是光波叠加时 加强或者削弱的结果
点 意义 干涉、衍射都是波特有的现象,表明光是一种波
专题
温馨提醒(1)单缝衍射可以理解为若干个干涉,从而理解条纹相间 排列.
(2)光波的波长增大,衍射条纹、干涉条纹的宽度都变大. (3)复色光的衍射或干涉图样,可认为各单色光单独照射所成图样 的叠加.
=
0,1,2,…)
光
实验:用双缝干涉测量光的波长
的
干涉图样
波
薄膜干涉 现象及应用
动
衍射图样
性 光的衍射 发生明显衍射现象的条件
现象及应用
概念(区分自然光与偏振光)
光的偏振 意义:说明光是一种横波
应用:立体电影
特性 激光
应用
专题
专题 单缝衍射和双缝干涉的比较
名称项目 单缝衍射
双缝干涉
产生 缝的宽度比波长小或 频率、振动方向相同,相位差恒
教科版高中物理选修3-4全册课件
2．简谐运动的位移 (1)定义：振动位移可用从平衡位置指向振子所在位置 的有向线段表示，方向为从平衡位置指向振子所在位置，大 小为平衡位置到该位置的距离。 (2)位移的表示方法：以平衡位置为坐标原点，以振动 所在的直线为坐标轴，规定正方向，则某时刻振子偏离平衡 位置的位移可用该时刻振子所在位置的坐标来表示。 3．简谐运动的回复力 (1)由F＝－kx知，简谐运动的回复力大小与振子的位移 大小成正比，回复力的方向与位移的方向相反，即回复力的 方向总是指向平衡位置。 (2)公式F＝－kx中的k指的是回复力与位移的比例系数， 而不一定是弹簧的劲度系数，系数k由振动系统自身决定。
2．做简谐运动的物体，某一阶段的振动是否为一次全 振动，可从以下几个角度判断： （1）振动特征：一个完整的振动过程。 （2）物理量特征：位移（x）、加速度（a）、速度（v） 等各物理量第一次同时与初始状态相同。 （3）时间特征：历时一个周期。 （4）路程特征：振幅的4倍。
典题强化 2．如图所示，弹簧振子以O为平衡位置在BC间做简谐运动， 则（ ） A．从B→O→C为一次全振动 B．从O→B→O→C为一次全振动 C．从C→O→B→O→C为一次全振动 D．从D→C→O→B→O为一次全振动
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第一章 机械振动
简谐运动
一、机械振动
1．机械振动： 物体(或物体的某一部分)在某一位置两侧所做的 运动， 简称振动。 2．平衡位置： 物体能静止的位置(即机械振动的物体所围绕振动的位置)。
二、简谐运动 1．回复力： （1）概念：当物体偏离平衡位置时受到的指向 的 力。 （2）效果：总是要把振动物体拉回至 。 2．简谐运动： （1）定义：如果物体所受的力与它偏离平衡位置的 成正比，并且总是指向 ，则物体所做的运动叫做 简谐运动。 （2）公式描述：F＝－kx(其中F表示回复力，x表示相对 平衡位置的位移，k为比例系数，“－”号表示F与x方向相反)。
高中物理教科版选修3-4配套课件6-4～5
(1)若粒子运动方向与火车运动方向相反，则u′取负值． (2)若粒子运动方向与火车运动方向不在同一直线，此式不适用． (3) u比u′＋v小，但u′和v远比c小时，这个差异看不出来，只有u′
和v很大时才能观察到这个差别．
(4)若 u′＝v＝c时， u＝c，从而证明了光速是速度的极限D 形盒上的交变电压不再同步， 回旋加速器的加速能量因此受到了限制． 特别提醒 (1)物体的质量会随速度的增大而增大．
(2)物体运动的质量要大于静止质量．
三、质量和能量的关系 质能关系式表达了物体的质量和它所具有的能量的关系： 一定的质量总是和一定的能量相对应． 静止物体的能量为E0＝m0c2，这种能量叫做物体的静 能．每个静止的物体都具有静能． 对于一个以速率v运动的物体，其动能Ek＝ m0c2 1 － 1 v2 . 1－ 2 c
4 相对论的速度变换公式 质能关系 5 广义相对论点滴(选学)
1．知道相对论的速度变换公式．
2．知道相对论质速关系．
3．知道爱因斯坦质能方程． 4．了解广义相对性原理和等效原理． 5．了解广义相对论的几个结论．
一、相对论的速度变换 在以速率u相对于参考系S运动的参考系S′中，一物体沿与 U 相同 的方向以速率v′运动时，在参考系S中，它的速率 u＋v′ 为v＝ . uv ′ 1＋ 2 c
变时发射一个电子，电子相对于粒子的速度为0.8c，电子的衰 变方向与粒子运动方向相同．求电子相对于实验室参考系的 速度．
解析
已知v＝0.05c，ux′＝0.8c.
ux′＋v ux′＋vc2 由相对论速度叠加公式得ux＝ ＝ ux′v c2＋ux′v 1＋ 2 c 0.8c＋0.05cc2 ＝ 2 ＝0.817c. c ＋0.8c×0.05c 答案 0.817c 高速运动的物体，其速度的叠加不再按照宏观运动规
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第一章 机械振动 2 单摆 4 阻尼振动 受迫振动 1 机械波的形成和传播 3 波的频率和波速 5 波的干射 衍射 第三章 电磁振荡 电磁波 2 电磁场和电磁波 4 无线电波的发射、传播和接收 1 光的折射定律 3 光的全反射 1 光的干涉 3 光的衍射与偏振 第六章 相对论 2 狭义对相对论的两个基本假设 4 相对论的速度变换定律 质量和能量的关系
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2 单摆
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3 简谐运动的图像和公式
最新教科版高三物理选修3 受迫振动
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5 实验探究：用单摆测定重力 加速度
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第一章 机械振动
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1 简谐运动
人教版高中物理选修3-4教学课件：5.3、4
【判一判】
(1)机械波都能产生偏振现象.(
(2)光的偏振现象说明光是横波.(
)
) ) )
(3)自然光不能产生偏振，说明自然光是纵波.( (4)自然光和偏振光都能使感光底片感光.(
提示：(1)机械波有横波和纵波之分，只有横波有偏振现象，
(1)错.
(2)光能发生偏振说明光的振动方向和传播方向垂直，光是横 波，(2)对. (3)自然光由于各个方向振动强弱相同，所以不能发生偏振， 但它是横波，(3)错.
在单色光传播途中，放一个较小的圆形障碍物，会发现在阴影
中心有一个亮斑，这就是著名的泊松亮斑.
【想一想】谁提出了“泊松亮斑”？提出的目的是什么？谁证
实了“泊松亮斑” 的存在？
提示：著名数学家泊松根据菲涅耳的波动理论推算出：把一个 不透光的小圆盘放在光束中，在小圆盘后方的光屏上，圆盘阴 影中央出现一个亮斑.后人称此亮斑为泊松亮斑.泊松指望这一 预言能推翻光的波动学说，因此他要求菲涅耳做实验 .菲涅耳
明暗 相间的 3.单缝衍射：单色光通过狭缝时，在屏幕上出现_____
亮 条纹，中央条纹最宽最亮，其余条纹变窄变 条纹，中央为___
白 条纹. 彩色 条纹，中央为___ 暗；白光通过狭缝时，在屏上出现_____
明暗 相 4.圆孔衍射：光通过小孔时(孔很小)在屏幕上会出现_____
间的圆环. 5.泊松亮斑：障碍物的衍射现象.
(4)自然光和偏振光都具有能量，都能使感光片感光， (4)对.
三、激光
方向性好 、强度大、 1.激光的特性：激光具有相干性好、_________ 单色性好 等特点. _________
2.激光的应用
激光加工、激光全息照相，激光检测，激光通信、激光医学、
高中物理 13-5 光的衍射课件 新人教版选修3-4
反射光栅
两类。
第十三章
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1．为什么日常生活中很难观察到光的衍射现象？ 提示：由于光波的波长很小，日常生活中的挡光物体尺寸 远大于光的波长，难以满足光发生明显衍射现象的条件，所以 日常生活中很难观察到光的衍射现象。
第十三章
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第十三章
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课堂合作探究
第十三章
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要点 光的衍射
1.对光的衍射的理解 (1)衍射现象和衍射条纹 ①衍射现象：光通过很窄的缝或很小的孔时，光没有沿直 线传播，而是绕过缝或孔的边缘传播到相当宽的地方的现象。
第十三章
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③中央亮条纹的宽度及条纹间距跟入射光的波长及单缝宽 度有关，入射光波长越大，单缝越窄，中央亮条纹的宽度及条 纹间距就越大。 ④用白光做单缝衍射时，中央亮条纹是白色的，两边是彩 色条纹，中央亮条纹仍然最宽最亮。
第十三章
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高中物理课件
第十三章
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第十三章
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第十三章 光
第十三章
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第5节 光的衍射
第十三章
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第十三章
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横波”，在实验时，只要保证两偏振片平行，
转动任何一个都可容易地观察到现象的变化， 观察时可直接观察，这种情况眼只能逆着光线 去看，观察范围较小，最好呈在光屏上，借助 屏的漫反射可在光屏前方大范围内看到现象．
变式训练1 下面关于光的偏振现象的应用正 确的是( ) ①自然光通过起偏器后成为偏振光，利用检偏 器可以检验出偏振光的振动方向 ②立体电影利用了光的偏振现象 ③茶色眼镜利用了光的偏振现象 ④拍摄日落时水面上的景物，在照相机镜头前 装一个偏振片可减弱水面反射光的影响 A．①②③ B．①②④ C．②③④ D．①②③④
例2
【精讲精析】 激光平行度好，即使在传播了很 远的距离之后，它仍保持一定的强度，此特点可 用于激光测距，①正确．激光的亮度高，能量十 分集中，可用于金属加工，激光医疗，激光美容， 激光武器等，②错误．激光具有很高的相干性， 可用于全息照相，由于它记录了光的相位信息， 所以看起来跟真的一样，立体感较强，④正 确．由于激光亮度高、能量大，在切割皮肤等的 同时，也能杀灭细菌，所以③正确． 【答案】 C
(2)全息照相和普通照相相比有几个突出特点：观 察再现的图像时，看到的三维立体图像和原来的 物体______________．如果发现一个物体部分 几乎一模一样 改变一下角度 被遮挡了，你只要______________，就能观察 到被遮挡的部分．如果一张全息照片的大部分被 损坏或丢失，只留下一小部分，从这一小部分照 原物的全貌 片仍可再现___________．可以在同一张底片上 不同角度 记录多张图像，再现时可以在________上分别观 察到两个不同物体的像而_____________． 不互相干扰
核心要点突破
一、偏振现象及其应用 1．横波与纵波的区别与判断 (1)区别：横波中各质点的振动方向与波的传播方 向垂直，纵波中各质点的振动方向与波的传播方 向在同一直线上． (2)判断方法 ①直接看质点振动方向与波的传播方向之间的联 系． ②看波是否能通过两个相互垂直的且共线的“狭 缝”，能通过的为纵波，不能通过的为横波．
图5－3－1
①太阳光 ②沿竖直方向振动的光 ③沿水平方向振动的光 ④沿与竖直方向成45°角振动的光
A．①②③
C．②③④
B．①②④
D．①②③④
解析：选B.根据光的偏振知识，只要光的振动
方向不与偏振片的透振方向垂直，就有光能通
过偏振片．当光的振动方向与偏振片的透振方
向相同时，透射光最强，当二者垂直时，光完
解析：选B.起偏器和检偏器都是偏振片，故①对； 立体电影放映时是通过两个相互垂直的偏振片把
偏振片光射到银幕上，观众戴上偏振片制作成的
眼镜才能看立体电影，故②对；茶色眼镜没有利
用光的偏振现象，是滤光片，故③错；水面反射
光强，且是偏振光，故④对．所以选B项．
激光的特点及应用 下列说法正确的是( ) ①激光可用于测距 ②激光能量十分集中，只可用于加工金属材料 ③外科研制的“激光刀”可以有效地减少细菌的 感染 ④激光可用于全息照相，有独特的特点 A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②③④
2．自然光与偏振光的比较
自然光(非偏振光) 偏振光 ①自然光透过偏振片(起 偏器)后的光；②自然光 经过反射和折射后的光， 如反射光和折射光的夹 角为90°，则它们为偏 振光
光的 来源
直接从光源发出的光
在垂直于光的传播方向 光的 在垂直于光的传播方向 的平面内，光振动沿所 振动 的平面内，光振动沿某 有方向，且沿各方向振 方向 一特定方向 动的光强度都相同
解析：选B.激光测距利用了激光方向性好的特 点，激光加工和激光刀利用了激光亮度高的特 点，全息照相利用了激光频率、相位和偏振方 向的高度一致，也就是利用了激光的高度相干
性，故B正确，A、C、D错误．
2．激光的应用 (1)光纤通信． (3)激光读写. (5)激光手术. (2)激光测距． (4)激光加工． (6)可控核聚变反应．
课堂互动讲练
偏振现象及应用
两个偏振片紧靠在一起．将它们放在一盏灯 的前面以致没有光通过．如果将其中的一片旋转 180°，在旋转过程中，将会产生下述的哪一种现 象( ) A．透过偏振片的光强先增强，然后又减少到零 B．透过的光强先增强，然后减少到非零的最小值 C．透过的光强在整个过程中都增强 D．透过的光强先增强，再减弱，然后又增强
第3节 光的偏振
第4节 激光与全息照相
课标定位
课前自主学案 第 4 节
核心要点突破
课堂互动讲练
知能优化训练
课标定位 学习目标：1.观察光的偏振现象，知道光是一种 横波． 2．了解光的偏振现象的应用．
3．了解激光的特性和应用，了解全息照相技术．
重点难点：1.偏振光与自然光的区别，偏振光的 应用． 2．激光的特点及应用．
例1
【自主解答】
起偏器和检偏器的偏振方向垂
直时，没有光通过，偏振方向互相平行时，光
强度最大，当一个偏振片转动180°的过程中，
两偏振片的偏振方向会由垂直到平行再到垂直，
所以通过的光强先增强，后又减小到零．
【答案】
A
【点评】
自然光的起偏和检偏是本节的重点
内容之一，理解本实验会使我们对光的波动性 有一个更直观的认识，它直观地证明了光是“
全不能透过．当二者间的夹角由0°至90°逐 渐增加时，透射光逐渐减弱．太阳光、沿竖直 方向振动的光、沿与竖直方向成45°角振动的 光均能通过偏振片．故①②④正确．
二、激光的特点及应用 1．激光的主要特性 (1)相干性好 所谓相干性好，是指容易产生干涉现象．普通光 源发出的光，即使是单色光，也没有很好的相干 性．而激光器产生的激光能很好地满足相干条件， 所以在做光的干涉实验(如双缝干涉)时，利用激 光作为光源直接照射双缝，就能得到既明亮又清 晰的干涉图样，而无需在双缝前放置单缝． 特别提醒：激光的频率范围极窄，颜色几乎是完 全一致的．
特别提醒：(1)我们平时所看到的光，除直接从
光源射来的光，其他多为偏振光．
(2)自然光经镜面反射后的反射光是偏振光．
即时应用(即时突破，小试牛刀) 1.如图5－3－1所示，P是偏振片，P的透振方 向(用不带箭头的实线表示)为竖直方向．下列
四种入射光束中，哪几种照射P时能在P的另一
侧观察到透射光( )
(2)方向性强 与普通光相比，传播相同距离的激光光束的扩散 程度小，光线仍能保持很大的强度，保持它的光 能量，利用这—点可以精确测距．现在利用激光 测量地月距离精度已经达到1 m. (3)亮度非常高 激光可以在很小的空间和很短的时间内集中很大 的能量．如果把强大的激光束会聚起来照射到物 体上，可使物体被照射部分在千分之一秒的时间 内产生几千万度的高温．利用这一特点可以切割 物体．
特别提醒：(1)光的偏振现象表明光是一种横 波．(2)平时我们所看到的光，除直接从光源射 来的以外，绝大部分是偏振光．
3．偏振现象的应用
(1)立体电影
(2)摄影时利用偏振片消除反光
(3)利用偏振现象检查应力的分布
(4)汽车挡风玻璃上安装偏振片可以减弱对面车 灯射来的光 (5)液晶显示也是利用了偏振现象
变
)
A．激光测距利用了激光单色性好的特点，激光 加工利用了激光方向性好的特点 B．激光测距利用了激光方向性好的特点，激光
加工、激光刀利用了激光亮度高的特点
C．全息照相利用了激光亮度高的特点
D．激光刀利用了激光单色性好的特点，全息照
相利用了激光方向性好的特点
课前自主学案
一、光的偏振 1．偏振现象 (1)如果横波________________的方向振动，在物 只沿着某一特定 理学上就叫做波的偏振．只有____波才有这种特 横 性．因为___波的振动方向和传播方向始终在同 纵 一直线上，所以___波不存在偏振． 纵 (2)光波属于电磁波，是___波，具有偏振性．太 横 阳、电灯、蜡烛等普通光源发出的光不显示偏振 性．
起偏器 (3)用于获得偏振光的偏振片叫_______．为了检
查通过起偏器的光是不是偏振光，可以在起偏器
后面再放一个偏振片，这个偏振片叫_______， 检偏器 偏振器 起偏器和检偏器都是_______．如果我们将起偏 器固定，将检偏器逐渐旋转90°，就可以看到所 透过的光强度也随之_________． 发生变化
2．激光的应用：(1)激光读碟
(2)网上收发电
子邮件和购物
(3)超市里结算帐目
(4)医院里
治疗疾病、整容美容 3．激光与全息照相
(5)军事上激光制导炸弹、
测量距离、跟踪目标、传递军事情报，等等． 光的干涉 (1)全息照相是应用__________实现的．作为光 两部分 源的激光被分成___________．
3．偏振现象的应用 (1)立体电影 偏振片 (2)在照相机镜头前装一________，并适当旋转
偏振镜片，能够阻挡偏振光，消除或减弱光滑物
体表面的反光或亮斑． (3)利用偏振光通过受力的塑料或玻璃时，偏振 化方向会发生变化这一现象，检查应力的分布情 地震 况以及用于_____预报．
二、激光 1．激光及其特性 (1)激光是一种完全新型的光，产生激光的装置被 激光器 激光器 称为_______．激光和________是20世纪最重大 的科学发现之一． (2)激光是原子__________产生的光，激光光束 受激辐射 中所有的光子都是相互关联的，它们的______一 频率 传播 致、相位一致、__________一致、______一致， 偏振方向 亮度 所以激光具有_______好、_______强、_____ 单色性 方向性 高等特点．
2．偏振片 某一方向振动 (1)偏振片是只让____________的光通过，而不 其它方向振动 让______________的光通过的一种光学元件． 振动 (2)自然光通过偏振片后，只有_____方向和“ 狭缝”方向______的那些光波才能完全通过， 一致 振动 垂直 而______方向和“狭缝”______ 的光波就完 全不能通过．在此，让自然光通过偏振片后， 就能获得______光． 偏振