高中物理选修3-4基础知识

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第十一章机械振动

一、简谐运动

1．概念：如果质点的位移与时间的关系遵从________函数的规律，即它的振动图象(x－t图象)是一条________曲线，这样的振动叫简谐运动．

2．动力学表达式F＝________. 运动学表达式x＝Asin (ωt＋φ)．

3．描述简谐运动的物理量(1)位移x：由____________指向______________________的有向线段表示振动位移，是矢量．(2)振幅A：振动物体离开平衡位置的____________，是标量，表示振动的强弱．(3)周期T和频率f：做简谐运动的物体完成____________所需要的时间叫周期，而频率则等于单位时间内完成________________；它们是表示振动快慢的物理量．二者互为倒数关系．

4．简谐运动的图象(1)物理意义：表示振动物体的位移随时间变化的规律．(2)从平衡位置开始计时，函数表达式为x＝Asinωt，图象如图2所示．从最大位移处开始计时，函数表达式为x＝Acosωt，图象如图3所示．

5．简谐运动的能量：简谐运动过程中动能和势能相互转化，机械能守恒，振动能量与________有关，________越大，能量越大．

二、单摆如右下图所示，平衡位置在最低点．

(1)定义：在细线的一端拴一个小球，另一端固定在悬点上，如果线的________和________都不计，球的直径比________短得多，这样的装置叫做单摆．

(2)视为简谐运动的条件：________________.

(3)回复力：小球所受重力沿________方向的分力，即：F＝G2＝Gsinθ＝mg

l x，F的方向与位移x的方向相反．(4)周期公式：T＝

(5)单摆的等时性：单摆的振动周期取决于摆长l和重力加速度g，与振幅和振子(小球)质量无关．注意单摆振动时，线的张力与重力沿摆线方向的分力的合力提供单摆做圆周运动的向心力．重力沿速度方向的分力提供回复力，最大回复力大小为mg

l A，在平衡位置时回复力为零，但合外力等于向心力，不等于零．三、受迫振动和共振1．受迫振动：系统在________________作用下的振动．做受迫振动的物体，它的周期(或频率)等于________的周期(或频率)，而与物体的固有周期(或频率)______关．

2．共振：做受迫振动的物体，它的固有频率与驱动力的频率越接近，其振幅就越大，当二者________时，振幅达到最大，这就是共振现象．共振曲线如右图所示. 第十二章机械波

一、机械波1．波的形成：机械振动在介质中传播，形成机械波．(1)产生条件：①________；

②________. (2)特点①机械波传播的只是振动的________和________，质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动，并不随波________．②介质中各质点的振幅相同，振动周期和频率都与________振动周期和频率相同．③各质点开始振动(即起振)的方向均________．④一个周期内，质点完成一次全振动，通过的路程为______，位移为________．

2．机械波的分类(1)横波：质点的振动方向与波的传播方向相互_______的波，有_______(凸部)和_______(凹部)．(2)纵波：质点的振动方向与波的传播方向在__________上的波，有________和________．

3．波长、波速、频率及其关系(1)波长：在波动中，振动相位总是________的两个相邻质点间的距离，用λ表示．(2)波速：波在介质中的传播速度．由________本身的性质决定．(3)频率：由________决定，等于________的振动频率．(4)波长、波速和频率的关系：v＝fλ. 特别提醒

(1)机械波从一种介质进入另一种介质，频率不变，波速、波长都改变．

(2)机械波的波速仅由介质来决定，在固体、液体中波速比在空气中大．波速的计算方法：v ＝λT或v＝ΔxΔ

二、波的图象

1．图象：在平面直角坐标系中，用横坐标表示介质中各质点的____________；用纵坐标表示某一时刻，各质点偏离平衡位置的________，简谐波的图象是________(或余弦)曲线．2．物理意义：某一时刻介质中________相对平衡位置的位移．

三、波特有的现象

1．波的干涉(1)产生稳定干涉的条件：频率相同的两列同性质的波相遇．(2)现象：两列波相遇时，某些区域的振动总是________，某些区域的振动总是________，且加强区和减弱区互相间隔．(3)对两个完全相同的波源产生的干涉来说，凡到两波源的路程差为一个波长的____________时，振动加强；凡到两波源的路程差为半个波长的__________时，振动减弱．

2．波的衍射产生明显衍射现象的条件：障碍物的尺寸或孔(缝)的宽度跟波长__________，或者比波长_______．

3．多普勒效应(1)由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者接收到的波的频率发生变化的现象叫多普勒效应．(2)波源的频率不变，只是观察者接收到的波的频率发生变化．如果二者相互接近，观察者接收到的波的频率；如果二者相互远离，观察者接收到的波的频率．

第三章光学

1．光的折射光线从一种介质进入另一种介质，传播方向发生_________的现象。

2．折射定律折射光线跟入射光线和法线在____平面内，折射光线、入射光线分居法线的______，入射角的正弦与折射角的正弦成正比；光路________。

3．折射率光从真空射入某种介质，入射角的正弦与折射角的正弦之比；n=________;n=______；任何介质的折射率都______于1；光密介质和光疏介质是_____的。

4．全反射光照射到两种介质的界面上时，光线全部被反射回原介质的现象；条件是光从_____介质射向______介质且入射角_____或________临界角；临界角是折射角等于90o 时的入射角；sinC=_______。

5．光的色散光线照射到棱镜的一个侧面上时，经两个侧面折射后，出射光线向棱镜的______面偏折。

6．光的色散说明的情况白光是______光；同种介质对不同色光的折射率______同，频率越大折射率越_____；不同色光在同种介质的传播速率不同。

7．光的干涉________相同的两列光波相叠加，某些区域的光被加强，某些区域的光被减弱，并且光被加强和减弱的区域互相间隔的现象。

8．双缝干涉在用单色光做双缝干涉实验时，若双缝处两列光的振动情况完全相同，则在光屏上距双缝的路程差为波长_______倍的地方光被加强，将出现明条纹，光屏上距双缝的路程差为半波长的_______倍的地方光被减弱，将出现暗条纹；相邻两条明条纹的间距

x =_____；若用白光做实验，则光屏上只有中间是_____色，两侧均为彩色条纹。

9．薄膜干涉光照射到薄膜上时，薄膜的前后表面反射的两列光相叠加发生的干涉现象；同一级明条纹出现在膜的______相同处，故也称等厚干涉。

10．光的衍射光离开直线路径而绕到________阴影里的现象；障碍物或孔的尺寸_______或等于光的波长时会发生明显的衍射现象；泊松亮斑是光的______现象。

11．偏振现象_____波只沿某一特定的方向振动的现象。

12．自然光包含着在垂直于光传播方向上沿______方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都_______。