高中物理竞赛辅导参考资料之20PPT课件
合集下载
高中物理奥林匹克竞赛专题——振动与波(共51张PPT)
1
sin 2
2
1
质点轨迹为椭圆，其形状、方位及旋向依赖于相位差
2 1
0 π π
2
x y 0 A1 A2 x y 0 A1 A2 x2 y2 A12 A22 1
直线 k A2 振幅 A A1
直线 k A2 振幅 A A1
直立椭圆 顺钟向旋转 逆钟向旋转
A12 A22 A12 A22
2
dx dt
02 x
0
0 x Aet cos t 0 02 2
欠阻尼情形：振幅渐减的往复振动
0 x A Bt et
临界阻尼情形：最快回到平衡点，无往复运动
0 x A1et A2et et 2 02
过阻尼情形：渐回复到平衡点，失去周期性
阻尼力做负功，使振动能量耗散，质点最终静止于平衡位置。
uC
q C
d2q dt 2
q LC
0
q Q cost 0
1 LC
思考题：验证电能、磁能转化守恒 1 Li2 1 q2 1 Q2 2 2C 2C
1. 一维阻尼振子
阻尼振动 质点在弹性力及与其速度成正比的阻尼力作用
下的振动
m
d2x dt 2
kx
dx dt
02
k m
阻尼因子
2m
d2x dt 2
合成频率为的周期运动。
频率为 的任意周期运动可分解为频率为 （基频）及其 倍频 n （n次谐频）的一系列简谐振动的叠加。
xt T xt
π 4,
t T 4
x π 4, T 4 t T 2
x
m1
1 2m
1
cos
2m
1
t
m
1
高中物理竞赛ppt课件
形式，因而是等价的。
这一原理称为伽利略的相对性原理
随堂练习
续练习
5
（牵）
7.07 2.07 ( m s )
45°
45° 107.0272
α
大小 ：
7.07 2.07
-2.07
-10
2 2
分别沿 X、Y 轴正向）。
印刷
= x +y
在课本中惯用印刷形式。 在本演示课件中，为了 配合同学做手书作业，采 用手书形式。
矢量加法
服从平行四边形法则 为邻边 为对角线 若 则
反向为
减法相当于将一矢量反向后再相加。
矢量乘法
两矢量的点乘 = 两量大小与它们夹角余弦的乘积
例如
两矢量点乘的结果是标量 在直角坐标中
r
φ
运动质点
切线
法线
n
τ
自然坐标系
由运动曲线上任 一点的法线和切 线组成
特权福利
特权说明
VIP用户有效期内可使用VIP专享文档下载特权下载或阅读完成VIP专享文档（部分VIP专享文档由于上传者设置不可下载只能 阅读全文），每下载/读完一篇VIP专享文档消耗一个VIP专享文档下载特权。
年VIP
月VIP
包权
人书友圈7.三端同步
矢量知识
有大小、有方向，且服从平行四边形运算法则的量。
线段长度（大小）；箭头（方向）。
A
手书
A （附有箭头）
印刷
（用黑体字，不附箭头）
在 X-Y 平面上的某矢量矢A量表示该矢式量 A 的坐标式
Y
y
手书
A = xi +yj
j
A
0i
xX
i 、j 分别为 X、Y 轴的
2020年高中物理竞赛辅导课件(振动和波基础篇)08电磁波(共31张PPT)
的性质：
E
1. ε E = μ H
v
2. E 与 H 同步变化 H
3.电磁波是一横波，
E
E、H、v 两两垂直，
v
且三者成右旋关系。 H
4. 电磁波的偏振性。 （E 及H 都在各自的平面内振动。）
三、电磁波的能量 电场能量与磁场能量体密度分别为：
we= 12ε E 2 wm = 12μ H 2
电磁场能量体密度为：
E x
=
m
H t
E = E0 cos ω ( t
x u
)+j
E x
=
m
H t
H=
1 m
E x
dt
=
E0ω
mu
sinω
(
t
x u
)+j
dt
H=
E0 mu
cosω
(
t
= H0 cosω ( t
H0
=
E0 mu
=
e
m
E0
x u
)+j
x u
)+j
e E0 = m H0
从上面的讨论可以得到在无限大均匀绝
缘介质（或真空中）传播的平面简谐电磁波
e 0 = 8.85×10-12 F.m-1
理论上预言电磁波在真空中的传播速度为：
u=
1
e m0 0
=
2.9979×108
m.s-1
由实验测得真空中的光速为；
c = 2.99792458×108 m.s-1
两个数据惊人的吻合，成为光波是电磁 波的重要实验证据。
麦克斯韦不但预言了电磁波的存在。还 预言了电磁波传播的速度。
10 2 1cm 100 1m
2020年高中物理竞赛—力学篇(进阶版)1 绪论(共30张PPT)
其原意是“自然的科学” , 即在古 代欧洲 , 物理学是自然科学的总称.
但随着自然科学的发展 , 各种独立 的学科分别陆续形成 , 如化学 , 生物学， 天文学，地质学及各种工程学科等。
（下一页）
因此后来，物理学成为专门的：
研究物质运动中最普遍、最基本的运动
形式的基本规律的学科。
。
物理学是自然科学的基础
大小
A＝ A
（矢量的模）
2、矢量相等： 大小相同，方向相同 。
标量不能与矢量相等，即 A A （下一页）
3、矢量的运算法则： (1) 加减法
含平行四边形法则和三角形法则
B
C
C
B
A C A B
A C A B
（下一页）
(2) 数乘
大小
A
C
方向
C A 0 C平行于 A
0 C平行于 A
“×”、“ ·”不能随便乱用。 (6)矢量的非法运算包括
1,
ln B,
C,
A
即：矢量不能作除数、取对数；
eD
不能开方、作指数。
矢量与标量不能相等。 ！！！
（下一页）
（7）矢量的导数还是个矢量
若A Ar0 则
dA dt
dA dt
r0
A
dr0 dt
若在直角坐标系，坐标轴方向不变，各
分量互不相干，分别求导。如：
它涉及的范围，最初包括:
力学、 热学和分子物理学、 称为 :
电磁学、
经典物理学
光学.
（下一页）
随着研究的发展，在十九世纪末 , 人们发现了经典物理学的局限性。
在高速运动领域，即速度可与光速比 拟时, 应适用爱因斯坦建立的相对论力学;
但随着自然科学的发展 , 各种独立 的学科分别陆续形成 , 如化学 , 生物学， 天文学，地质学及各种工程学科等。
（下一页）
因此后来，物理学成为专门的：
研究物质运动中最普遍、最基本的运动
形式的基本规律的学科。
。
物理学是自然科学的基础
大小
A＝ A
（矢量的模）
2、矢量相等： 大小相同，方向相同 。
标量不能与矢量相等，即 A A （下一页）
3、矢量的运算法则： (1) 加减法
含平行四边形法则和三角形法则
B
C
C
B
A C A B
A C A B
（下一页）
(2) 数乘
大小
A
C
方向
C A 0 C平行于 A
0 C平行于 A
“×”、“ ·”不能随便乱用。 (6)矢量的非法运算包括
1,
ln B,
C,
A
即：矢量不能作除数、取对数；
eD
不能开方、作指数。
矢量与标量不能相等。 ！！！
（下一页）
（7）矢量的导数还是个矢量
若A Ar0 则
dA dt
dA dt
r0
A
dr0 dt
若在直角坐标系，坐标轴方向不变，各
分量互不相干，分别求导。如：
它涉及的范围，最初包括:
力学、 热学和分子物理学、 称为 :
电磁学、
经典物理学
光学.
（下一页）
随着研究的发展，在十九世纪末 , 人们发现了经典物理学的局限性。
在高速运动领域，即速度可与光速比 拟时, 应适用爱因斯坦建立的相对论力学;
2020年高中物理竞赛辅导课件(电磁学)磁场的能量(共16张PPT)
)22π
r
l
dr
I
=
μ I 2l
4π
ln( R 2 ) R1
r dr
计算自感的另一种方法：
因为
Wm
=
1 2
L
I
2
所以
L
=
பைடு நூலகம்
2Wm I2
[例2] 两个共轴圆线圈，半径分别为 R 及r ,匝数分别为N1和N2 ，相距为d ,设 r 很 小，则小线圈所在处的磁场可视为均匀的 ，
求两线圈的互感系数。（湖南名校联盟模拟）
22
I
l
Il
(a)
(b)
已知：l=20cm, b=10cm, N=100
求：(1) Ma , (2) Mb
解：(1)
B
=
m 2
0I px
I
Φ
= sB.dS
=
2b m 0 I
b 2px
.l dx
=
m0I l 2p
2b dx
bx
=
m0 2
I p
l
ln2
Ψ
=NΦ
=
m
0NI 2p
l
ln2
bb l
(a) bb 22
已知：R,r,d, N1 , N2 求：M
解：
B 1=
N 1m0I 1pR2 2 p (R2+d )2 3/2
Ψ 21
=N
2B
1S
=
N 2N 1m0I 1pR2 2 p (R2+d )2 3/2
pr
2
M
=
Ψ21
I1
=
m0N 2N 1pr 2R2 2 (R2+d )2 3/2
2020年高中物理奥赛辅导PPT★★运动学优品课件PPT
( third order determinant)
两矢量所在平面
A
2
a A
1
i
j
k
A
2
x 1 y1
z运位动置的物矢理量量
parameters for describing particle motion
1
位置矢量 r position vector
（其z单为矢量k为
z
P
z (t1)
P1
(t2)
P2
r1
r2
平均速率 v
O
mean speed
v
rs rt
是标量
X
Y
显然 v v
当rt 时0 ，平均速度v 的极限值具有更重要的意义：
瞬时速度简称 insvtaenlotacniteyous
v速el度oc瞬ityv时速z度当Prdt
0时 v
d
v rlti m0 rt d 方向：为 极限方向
两矢量叉乘的结果是矢量
A
A 的方向
1
2
大小 A
A
1
2
sin A A
a
12
方向 垂直于两矢量决定的平面，指向
按右螺旋从叉号前的矢量沿小于
p 角转向叉号后矢量的旋进方向。
若 A A 的空间坐标式为
、1
2
A
1
+ + x 1 i
y1j
z1k
A
2
+ + x 2 i
y2j
z2k
A
1
A A 用一个三阶行列式
1
2
表示
点（标）(乘scalar multiplication)
高中物理竞赛必读【讲座】(共89张ppt)
省物理学会物理竞赛委员会组织赛事
复赛时间：9月中旬
地点：南京
复赛理论考试
试卷形式：7—8道题，主要是计算题
试卷内容：高于预赛内容 接近大学物理水平
试卷总分：320分
考试时间：3小时
江苏复赛人数：预赛学生数的5%左右(约5000人左右)
复赛实验考试 实验分成两类，前100名考试，选省队和国家赛区一
左右）2016年 83人 江苏省赛区一、二、三等奖
初赛 入围复赛
竞赛程序
预赛 各市教研室和市物理学会组织赛事 预赛时间：9月上旬 试卷形式：类似高考试卷 试卷内容：高于高考内容 试卷总分：200分 考试时间：3小时 江苏参赛学生数：逐年增加 今年 近10万人
复赛(理论考试和实验考试)
3.0
2.5 70
32.0
L~T2
80
90
100
110
120
L(cm)
考试案例：
测量磁场水平方向分量 小磁针可以绕悬线C自由摆动，当它与 B∥夹角为θ时，受到的磁力矩 Ｌ＝－ＭB∥sinθ，
Ｌ＝－ＭB∥θ， 因为力矩等于转动惯量乘以角加速度。有
（2） 即
磁针摆动周期与磁场关系 ,
Ｂ∥＝B地＋Ｂe Be∝ki
式中M是磁针的磁矩，I是转动惯量。 是磁针所在 处磁场的水平分量。
阅 读 《 谁 动 了我的 奶酪》 有感600字 书 犹 药 也 ,善 读之可 以医愚 。以下 是XX为 大家精 心整理 的,欢 迎大家 阅读,供 您参考
。 前 几 天 ,我 得 到了一 本红色 封面的 图画书 :《谁 动了我 的奶酪 》图片 中有两 只穿着 运 动 鞋 的 小 老鼠,它 们的衬 衫分别 是不同 的颜色 ,两只大 眼睛让 读者们一下就认识了 这 两 位 敏 捷 的小老 鼠,它们 是这本 书的主 人公之 一:嗅 嗅和匆 匆。嗅 嗅是一 只小灰 鼠 ,身 穿 紫 色 衬衫。 它的尖 鼻可以 敏捷地 嗅出奶 酪的味 道从而 帮助大 家找到路线,它 自 己 还 可 以 用鼻子 发现奶 酪的变 化,比如 奶酪变 质等等 。还有 一位是 匆匆,它能迅速
高中物理奥林匹克竞赛专题---波动(共90张PPT)
2.任意时刻这些子波的包络面就是新的波 前。
t 时刻波面 t+t时刻波面
t+ t
波传播方向
ut
平面波
球面波
三、波的衍射
利用惠更斯原理可解释波的衍射、反 射和折射。
波在传播过程中， 遇到障碍物时其传播方 向发生改变，绕过障碍 物的边缘继续传播。
波达到狭缝处，缝上各点都可看作子 波源，作出子波包络，得到新的波前。在 缝的边缘处，波的传播方向发生改变。
波函数 yAcostu x
y 6 1 2 0 c o 8s 0 t 0 2 x0 0 /2
②.波长、频率 yAcostu x
y 6 1 2 0 c o 8s 0 t 0 2 x0 0 /2
机械波
1.按波的性质分 电磁波
物质波
2按波动方向分
橫波 纵波
3按波源振动特点分
简谐波 非简谐波
4按波阵面形状分
球面波 平面波
三、波的传播 1.横波
各质点振动方向与 波的传播方向垂直。
2.纵波
各质点振动方向与 波的传播方向平行。
传播方向
如绳波为横波。 传播方向
纵波是靠介质疏密部变化传播的，如声 波，弹簧波为纵波。
x
P 点的振动比振源落后一段时间 t , t x
u
P点的振动方程 y A co ( t s t) [ ]
波函数 yAcostu x
yAcostu x
①
2, yAco2stu x
3.波动的能量
dE dk E dP E
(d) A V 22 s2 i( t n x /u )
4.波动的能量与振动能量的区别
2020年高中物理竞赛辅导课件：热学(热力学第二定律)(共24张PPT)
S2
S1
R
2 1
dQ T
⒉熵增加原理(Entropy Principle)
——对于孤立系统中发生的任何过程，系统 的熵或者增加(如果过程是不可逆的)，或者 保持不变(如果过程是可逆的)，即
S 0
Notes: ①该原理可看成是热Ⅱ律的数学表述
②开放系统中的不可逆过程，熵不一 定增加。
③结合热Ⅱ律的微观意义可知，熵是 系统无序程度的量度。
k——Boltzmann常量
——热力学概率(一个宏观状态 中所包含的微观状态数)
热力学概率举例：
计算N个分子空间分布的微 观状态数
N左 N右
0 N1
1
N-1 C1N
2
N-2 CN2
………
N
0
C
N N
图形表示(当N很大时):
O N/2
N左
对于均匀分布的那个宏观态，有
N
CNN / 2 2N
可逆过程——仅使外界发生无穷小的变化就 能使自身反向进行的过程
不可逆过程——不是可逆的过程
e.g. ①无摩擦的缓慢绝热压缩过程 (可逆)
②有摩擦的缓慢绝热压缩过程 (不可逆) ③快速绝热压缩过程 (不可逆)
一般，可逆过程
无摩擦的准静态过程
Note: 实际的宏观热力学过程都是不可逆的.
§3.2 热力学第二定律 ⒈开尔文表述(Kelvin statement) ——从单一热源吸热并把它全部转变为功的 循环过程是不存在的。
*[例3-2] 绝热自由膨胀后的熵变
V
2V
解：初态：(T, V) 末态：(T, 2V)
设计一可逆过程(等温膨胀)以计算熵变.
S 2 dQ Q A 1 M RT ln 2V
高中物理竞赛讲义PPT课件
B1 B
三个质点相遇？
解析：根据题意，三质点均做等速率曲线运动，而且任意时刻
三个质点的位置分别在正三角形的三个顶点上，但是这个正三角 形的边长不断缩小，如图所示。现把从开始到追上的时间t分成n
个微小时间间隔△t（△t→0），在每个微小时间间隔内，质点的 运动可以近似为直线运动。于是，第一个末三者的位置A1、B1、 C1如图所示。这样可依次作出以后每经△t，以三个质点为顶点组
例2 如图所示，一个质量均 匀、半径为R、质量密度为σ 的薄板。现沿着一条半径挖去 其中半径为R/2的圆形薄板， 求剩余薄板的质心位置。
R
R/2
●
●
O
质心在原来圆心、挖去薄板圆心所在的直径 上，在圆心O的另一侧，与O点距离为 R/6.
例3 如图所示，一根细长轻质硬棒上等距离地固定着n 个质量不等的质点小球，相邻两个小球之间的距离为a。已 知最左端小球与左端点之间距离也为a，它的质量为m，其 余各球的质量依次为2m、3m、……，一直到nm。求整个 体系的质心位置到左端点的距离。
斜面上放上一块质量为m的滑块B。现将系统由静止释放，求释
放后劈A对物块B的压力、劈A相对地面的加速度各是多少？
（不计一切摩擦）
解析方法1：－牵连加速度
对A, Nsinθ=MaA,
(1)
对B, Nsinθ=maBx,
(2)
mg－Ncosθ=maBy, (3)
A、B加速度关联,
aBy = (aBx+aA)tanθ (4)
（2）若面物体上各质点速度不等，质心将沿曲线运动， 平面物体在空间扫出一个不规则体积。定理可证成立。
例4 一直角三角形板质量分布均匀，两直角边长度分别 为a和b，求质心位置。
高中物理奥赛入门讲座课件(共33张PPT)
• 参加复赛的学生由地方竞委会根据决赛成绩确 定。参加复赛理论考试的人数不得少于本赛区 一等奖名额的5倍。参加复试实验考试人数不得 少于本赛区一等奖名额的的1.2倍。
考试时间：
初赛：每年九月第一个星期天考试。全国命题，各市、 县组考，市统一阅卷，选前30名（左右）参加（全省） 复赛。
复赛：九月下旬考试。全省命题，各省组织。理论考 试前20名参加试验考试，取理论、试验考试总分前10名 者参加省集训队。集训队成员经短期培训后推荐3~7名 参加（全国）决赛。 决赛：全国统一组织。按成绩挑选15~25名参加国家集 训队，到有关大学强化训练，最后从中选拔5名优秀队 员参加IPhO。
宋雪洋--第14届亚洲杯物理奥林匹克竞赛金牌得主
（全国中学生物理竞赛决赛获第一名）
“选择物理是兴趣使然，我觉得，一路走过来也遇到过困难， 如果没有兴趣和信念所支撑，而是仅仅靠父母或老师的督促，我 肯定走不到今天。”
李佳宸--第16届亚洲物理学奥林匹克竞赛金牌（第三名）
复赛湖南第 2名； 全国决赛第 47名，（湖 南第3名）； 亚赛获评最 佳女选手
林心悦--跟在她后面的72位选手都是男生
（全国中学生物理竞赛决赛获第一名）
首先要适当控制情绪，这是 为理性思维的培养奠定基础。 “统筹规划好每件小事。每 天早上醒来，我会躺在床上 先把今天要做的事情在脑子 里过一遍，具体到要完成哪 些作业，需要花多少时间。 特别是双休日，不要心血来 潮就跑去看电视。”
2、国家（Chinese Physics Olympiad简称CPhO） ①1984年以前，中学物理竞赛经常举行，但被
冠以各种名称，无论是组织，还是考纲、知识体系 都谈不上规范。
② 1984年开始第一届CPhO，此后每学年举办 一届
考试时间：
初赛：每年九月第一个星期天考试。全国命题，各市、 县组考，市统一阅卷，选前30名（左右）参加（全省） 复赛。
复赛：九月下旬考试。全省命题，各省组织。理论考 试前20名参加试验考试，取理论、试验考试总分前10名 者参加省集训队。集训队成员经短期培训后推荐3~7名 参加（全国）决赛。 决赛：全国统一组织。按成绩挑选15~25名参加国家集 训队，到有关大学强化训练，最后从中选拔5名优秀队 员参加IPhO。
宋雪洋--第14届亚洲杯物理奥林匹克竞赛金牌得主
（全国中学生物理竞赛决赛获第一名）
“选择物理是兴趣使然，我觉得，一路走过来也遇到过困难， 如果没有兴趣和信念所支撑，而是仅仅靠父母或老师的督促，我 肯定走不到今天。”
李佳宸--第16届亚洲物理学奥林匹克竞赛金牌（第三名）
复赛湖南第 2名； 全国决赛第 47名，（湖 南第3名）； 亚赛获评最 佳女选手
林心悦--跟在她后面的72位选手都是男生
（全国中学生物理竞赛决赛获第一名）
首先要适当控制情绪，这是 为理性思维的培养奠定基础。 “统筹规划好每件小事。每 天早上醒来，我会躺在床上 先把今天要做的事情在脑子 里过一遍，具体到要完成哪 些作业，需要花多少时间。 特别是双休日，不要心血来 潮就跑去看电视。”
2、国家（Chinese Physics Olympiad简称CPhO） ①1984年以前，中学物理竞赛经常举行，但被
冠以各种名称，无论是组织，还是考纲、知识体系 都谈不上规范。
② 1984年开始第一届CPhO，此后每学年举办 一届
高中物理奥林匹克竞赛专题绪论(共18张PPT)
展的基础上，其标志是发电机、电动机、电讯设备的 出现和应用。
发电机
手机
15▲第– 三8次多工普业革勒命效（应20世纪）：建立在第相十对五论章和机量械子波
力学发展的基础上，其标志是以信息技术为代表的一 系列新材料、新能源、新技术的兴起和发展。
激光器
纳米技术
15 – 8 多普勒效应
▲ 物理学的发展
第十五章 机械波
第十五章 机械波
-- 物理学的初级阶段
物理竞赛
力热
学
学
学
电 磁
机械 分子 运动 运动 规律 规律
电磁 运动 规律
光量
相
学
学
子 物
光运 理
动的
规律
微观 领域 的运 动规 律
对 论
高速 领域 的运 动规 律
15 – 8 多普物勒理效学应的研究方法 第十五章 机械波
▲ 物理学是一门理论和实验高度结合的精确 科学，其研究方法可概括为：
提出命题
观测、实验
推测答案
理论预言 实验检验
应用
修改理论
15 – 8 多普勒效应
第十五章 机械波
物理学还有许多有特色的方法，比如：
▲ 对称性分析 ▲ 守恒量的利用 ▲ 简化模型的选取 ▲ 概念和方法的类比
物理的直觉和想象力及 洞察力也常常产生重大 突破和发现
▲ 定性和半定量分析 ▲ 量纲分析 ▲ 能量分析
15 – 8 多普勒效应
第十五章 机械波
1 世界的物质性 物多间普存勒在相效互应作用
第十五章 机械波
引力相互作用
mM f引 G r 2
原子核
引力10-34N
电磁相互作用
qQ f电 k r 2 电力102 N
发电机
手机
15▲第– 三8次多工普业革勒命效（应20世纪）：建立在第相十对五论章和机量械子波
力学发展的基础上，其标志是以信息技术为代表的一 系列新材料、新能源、新技术的兴起和发展。
激光器
纳米技术
15 – 8 多普勒效应
▲ 物理学的发展
第十五章 机械波
第十五章 机械波
-- 物理学的初级阶段
物理竞赛
力热
学
学
学
电 磁
机械 分子 运动 运动 规律 规律
电磁 运动 规律
光量
相
学
学
子 物
光运 理
动的
规律
微观 领域 的运 动规 律
对 论
高速 领域 的运 动规 律
15 – 8 多普物勒理效学应的研究方法 第十五章 机械波
▲ 物理学是一门理论和实验高度结合的精确 科学，其研究方法可概括为：
提出命题
观测、实验
推测答案
理论预言 实验检验
应用
修改理论
15 – 8 多普勒效应
第十五章 机械波
物理学还有许多有特色的方法，比如：
▲ 对称性分析 ▲ 守恒量的利用 ▲ 简化模型的选取 ▲ 概念和方法的类比
物理的直觉和想象力及 洞察力也常常产生重大 突破和发现
▲ 定性和半定量分析 ▲ 量纲分析 ▲ 能量分析
15 – 8 多普勒效应
第十五章 机械波
1 世界的物质性 物多间普存勒在相效互应作用
第十五章 机械波
引力相互作用
mM f引 G r 2
原子核
引力10-34N
电磁相互作用
qQ f电 k r 2 电力102 N
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
36
光栅例一
37
600 n m
28°
而且第三级谱缺级
光栅常数 ( a + b ) a 的可能最小宽度 在上述条件下最多 能看到多少条谱线
光栅例二
2×6×10 - 4 0.469 2.56×10 - 3(mm) 由第三级谱缺级判断
0.85×10 - 3(mm)
最大取
max
4.27 取整数4
4 （ 3） 2 1 0 1 2 （3） 4
45
点阵的散射波
X 射晶体线结构中的三维外空场原子作间或用点离下子做阵中受的迫电振子动在。
晶体中的 原子或离子
晶体点阵
氯化中钠的晶每体一阵
点可看作一
氯个离新的子波源， 向 入C外 射l辐 的＋射X 与射
钠线 电同 磁离频 波子率 ，的 称
为散Na射波。
46
X 射X线射 线
散射波干涉
晶体点阵的散射原波子或可离以子相中互的干电涉子在。
（缺）
（缺）
最多能看到 7 条谱线 38
光栅例三
39
第五节
20- 5 X ray diffraction
40
X射线衍射
1895年，德国物理学家伦琴在研究 阴极射线管的过程中，发现了一种穿透 力很强的射线。
金属靶
高能 电子束
高 压 电
源
1901年获首届诺贝尔 物理学奖
X射线 由于未知这种射线的实质（或本性）， 将它称为 X 射线。
观察条件
若
即
则
除
外，看不到任何衍射级。
对于可见光，其最短波长为 4×10 - 4 mm 若光栅常数 d ＜4×10 - 4 mm 即刻线密度 高于2500条 mm
则观察不到衍射现象
若
即
以至各级的衍射角太小，各级 谱线距零级太近，仪器无法分 辨，也观察不到衍射现象。
34
缺级现象
35
光栅光谱
※ 对同级明纹，波长较长的光波衍射角较大。 ※ 白光或复色光入射，高级次光谱会相互重叠。
28
D = 2 mm，
人眼例题
= 550 nm
1.22
3.35 10 4 (rad)
8.35 10 2 (mm)
3.35 (mm)
29
第四节
20- 4 grating diffraction
30
光柵衍射
31
双重因素
32
光栅方程
33
由光栅方程
光栅常数
得
并非取任何比值
的
情况下都能观察到衍射现象
外场作用下做受迫振动。
晶体包点括阵 中的面每中一点阵阵 点 个可 新散看 的射波作 波干一源涉， 向外辐和射与 入射面的间X点阵射 线 电同 磁散频 波射波率 ，干的 称涉 为散射波。
47
入射 X射线
零级衍射谱
任一平面上的点阵散射波的干涉
平面法线
镜面反射方向
入射角
掠射角
任一平面 上的点阵
干涉结果总是在镜面反射方向上出现最大光强 称为该平面的零级衍射谱
作截面分析
面1
面2
面3
…
50
面间点阵散射波布的喇干涉格定律
入射角 掠射角
求出相邻晶面距 离为 d 的两反射 光相长干涉条件
层间两反射 光的光程差
相长干涉得 亮点的条件
布喇格定律
或布喇格条件
51Leabharlann 公式应用根据晶体中原子有规则的排列，沿不同的方向，可划 分出不同间距 d 的晶面。
7
条件实现
8
第二节
20-2 single slit diffraction
9
单缝衍射
夫琅禾费单缝衍射基本光路
10
衍射图样
11
单缝子波
12
半波带法
13
续上
14
单缝公式
15
缝宽因素
16
波长因素
17
例题1
18
例题2
19
第三节
20- 3 circular hole diffraction
于可见光波长的 10万分之一 到 50 分之一 。
42
劳厄的 X 射线衍射实劳验厄原理斑图
晶体
（硫化铜）
记
录
X 射
干 板
线
衍射斑纹（劳 厄 斑）
晶体中有规则排列的原子，可看作一个立体的光栅。原子的线度和间 距大约为10 - 10 m 数量级，根据前述可见光的光栅衍射基本原理推断，只 要 入射X 射线的波长与此数量级相当或更小些，就可能获得衍射现象。
X射线衍射 X ray diffraction
3
4
衍射现象
第一节
20-1 Huygens-Fresnel principle
5
惠菲原理
根据这一原理，原则上可计算任意形状孔径的衍射问题。 本章的重点不是具体解算上述积分，而是运用该原理有关子 波干涉的基本思想去分析和处理一些典型的衍射问题。 6
两类衍射
43
1912年， 英国物理学 家布喇格父 子提出 X射 线在晶体上 衍射的一种 简明的理论 解释 布 喇格定律， 又称布喇格 条件。
布喇格父子
1915年布喇格父子获诺贝尔物理学奖，小布 喇格当年25岁，是历届诺贝尔奖最年轻的得主。
44
三维空间点阵
晶体结构中的三维空间点阵
氯化钠晶体 氯离子 Cl ＋ 钠离子 Na
41
1914年获诺贝尔物理学奖
X 射线发劳现厄17年后，于
1912年，德国物理学家劳厄 找到了 X 射线具有波动本性 的最有力的实验证据：
发现并记录了 X 射线通过 晶体时发生的衍射现象。
由此，X射线被证实是一种频率 很高（波长很短）的电磁波。
在电磁波谱中，X射线的波长范 围约为 0.005 nm 到 10 nm，相当
20
圆孔爱里
21
圆孔公式
22
分辨本领
23
瑞利判据
24
畧偏临界
25
分辨星星
如果用望远镜观 察到在视场中靠得 很近的四颗星星恰 能被分辨。
若将该望远镜的 物镜孔径限制得更 小，则可能分辨不 出这是四颗星星。
26
提高分辨
27
相机例题
1.22 1.342 10 5 (rad)
2.349 10 3 (mm) 1 425.8 (mm 1)
光的衍射
1
整体概况
概况一
点击此处输入 相关文本内容
01
概况二
点击此处输入 相关文本内容
02
概况三
点击此处输入 相关文本内容
03
2
本章Co内nt容ents chapter 20
惠更斯 - 菲涅耳原理 Huygens-Fresnel principle 单缝衍射 single slit diffraction 圆孔衍射 circular hole diffraction 光栅衍射 grating diffraction
48
任一平用面图上示的法点作阵简零散易级射证波谱明的证干明涉
入射 X射线
Z 平面法线
镜面反射方向 A
入射角
CD
B
C
掠射角
A
C
B
X
Y 任一平面 上的点阵
干A涉A 结果BB总是；在镜C C面反A射D方，向A上A 出现C C最大C光C强
光程相称等 为该即平光面程的差为零零级衍干射涉谱得最大光强 49
面间点阵散面射波间的散干射涉 波干涉
光栅例一
37
600 n m
28°
而且第三级谱缺级
光栅常数 ( a + b ) a 的可能最小宽度 在上述条件下最多 能看到多少条谱线
光栅例二
2×6×10 - 4 0.469 2.56×10 - 3(mm) 由第三级谱缺级判断
0.85×10 - 3(mm)
最大取
max
4.27 取整数4
4 （ 3） 2 1 0 1 2 （3） 4
45
点阵的散射波
X 射晶体线结构中的三维外空场原子作间或用点离下子做阵中受的迫电振子动在。
晶体中的 原子或离子
晶体点阵
氯化中钠的晶每体一阵
点可看作一
氯个离新的子波源， 向 入C外 射l辐 的＋射X 与射
钠线 电同 磁离频 波子率 ，的 称
为散Na射波。
46
X 射X线射 线
散射波干涉
晶体点阵的散射原波子或可离以子相中互的干电涉子在。
（缺）
（缺）
最多能看到 7 条谱线 38
光栅例三
39
第五节
20- 5 X ray diffraction
40
X射线衍射
1895年，德国物理学家伦琴在研究 阴极射线管的过程中，发现了一种穿透 力很强的射线。
金属靶
高能 电子束
高 压 电
源
1901年获首届诺贝尔 物理学奖
X射线 由于未知这种射线的实质（或本性）， 将它称为 X 射线。
观察条件
若
即
则
除
外，看不到任何衍射级。
对于可见光，其最短波长为 4×10 - 4 mm 若光栅常数 d ＜4×10 - 4 mm 即刻线密度 高于2500条 mm
则观察不到衍射现象
若
即
以至各级的衍射角太小，各级 谱线距零级太近，仪器无法分 辨，也观察不到衍射现象。
34
缺级现象
35
光栅光谱
※ 对同级明纹，波长较长的光波衍射角较大。 ※ 白光或复色光入射，高级次光谱会相互重叠。
28
D = 2 mm，
人眼例题
= 550 nm
1.22
3.35 10 4 (rad)
8.35 10 2 (mm)
3.35 (mm)
29
第四节
20- 4 grating diffraction
30
光柵衍射
31
双重因素
32
光栅方程
33
由光栅方程
光栅常数
得
并非取任何比值
的
情况下都能观察到衍射现象
外场作用下做受迫振动。
晶体包点括阵 中的面每中一点阵阵 点 个可 新散看 的射波作 波干一源涉， 向外辐和射与 入射面的间X点阵射 线 电同 磁散频 波射波率 ，干的 称涉 为散射波。
47
入射 X射线
零级衍射谱
任一平面上的点阵散射波的干涉
平面法线
镜面反射方向
入射角
掠射角
任一平面 上的点阵
干涉结果总是在镜面反射方向上出现最大光强 称为该平面的零级衍射谱
作截面分析
面1
面2
面3
…
50
面间点阵散射波布的喇干涉格定律
入射角 掠射角
求出相邻晶面距 离为 d 的两反射 光相长干涉条件
层间两反射 光的光程差
相长干涉得 亮点的条件
布喇格定律
或布喇格条件
51Leabharlann 公式应用根据晶体中原子有规则的排列，沿不同的方向，可划 分出不同间距 d 的晶面。
7
条件实现
8
第二节
20-2 single slit diffraction
9
单缝衍射
夫琅禾费单缝衍射基本光路
10
衍射图样
11
单缝子波
12
半波带法
13
续上
14
单缝公式
15
缝宽因素
16
波长因素
17
例题1
18
例题2
19
第三节
20- 3 circular hole diffraction
于可见光波长的 10万分之一 到 50 分之一 。
42
劳厄的 X 射线衍射实劳验厄原理斑图
晶体
（硫化铜）
记
录
X 射
干 板
线
衍射斑纹（劳 厄 斑）
晶体中有规则排列的原子，可看作一个立体的光栅。原子的线度和间 距大约为10 - 10 m 数量级，根据前述可见光的光栅衍射基本原理推断，只 要 入射X 射线的波长与此数量级相当或更小些，就可能获得衍射现象。
X射线衍射 X ray diffraction
3
4
衍射现象
第一节
20-1 Huygens-Fresnel principle
5
惠菲原理
根据这一原理，原则上可计算任意形状孔径的衍射问题。 本章的重点不是具体解算上述积分，而是运用该原理有关子 波干涉的基本思想去分析和处理一些典型的衍射问题。 6
两类衍射
43
1912年， 英国物理学 家布喇格父 子提出 X射 线在晶体上 衍射的一种 简明的理论 解释 布 喇格定律， 又称布喇格 条件。
布喇格父子
1915年布喇格父子获诺贝尔物理学奖，小布 喇格当年25岁，是历届诺贝尔奖最年轻的得主。
44
三维空间点阵
晶体结构中的三维空间点阵
氯化钠晶体 氯离子 Cl ＋ 钠离子 Na
41
1914年获诺贝尔物理学奖
X 射线发劳现厄17年后，于
1912年，德国物理学家劳厄 找到了 X 射线具有波动本性 的最有力的实验证据：
发现并记录了 X 射线通过 晶体时发生的衍射现象。
由此，X射线被证实是一种频率 很高（波长很短）的电磁波。
在电磁波谱中，X射线的波长范 围约为 0.005 nm 到 10 nm，相当
20
圆孔爱里
21
圆孔公式
22
分辨本领
23
瑞利判据
24
畧偏临界
25
分辨星星
如果用望远镜观 察到在视场中靠得 很近的四颗星星恰 能被分辨。
若将该望远镜的 物镜孔径限制得更 小，则可能分辨不 出这是四颗星星。
26
提高分辨
27
相机例题
1.22 1.342 10 5 (rad)
2.349 10 3 (mm) 1 425.8 (mm 1)
光的衍射
1
整体概况
概况一
点击此处输入 相关文本内容
01
概况二
点击此处输入 相关文本内容
02
概况三
点击此处输入 相关文本内容
03
2
本章Co内nt容ents chapter 20
惠更斯 - 菲涅耳原理 Huygens-Fresnel principle 单缝衍射 single slit diffraction 圆孔衍射 circular hole diffraction 光栅衍射 grating diffraction
48
任一平用面图上示的法点作阵简零散易级射证波谱明的证干明涉
入射 X射线
Z 平面法线
镜面反射方向 A
入射角
CD
B
C
掠射角
A
C
B
X
Y 任一平面 上的点阵
干A涉A 结果BB总是；在镜C C面反A射D方，向A上A 出现C C最大C光C强
光程相称等 为该即平光面程的差为零零级衍干射涉谱得最大光强 49
面间点阵散面射波间的散干射涉 波干涉