高中物理選修3-4電磁波知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

1、WORD格式物理記背材料第二章機(jī)械波第二章第一節(jié)機(jī)械波的形成和傳播1.機(jī)械波的形成和傳播 (以繩波為例 )(1)繩上的各小段可以看做質(zhì)點(diǎn) .(2)由于繩中各局部之間都有相互作用的彈力聯(lián)系著，先運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)后一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，依次傳遞，使振動(dòng)狀態(tài)在繩上傳播.2.介質(zhì)能夠傳播振動(dòng)的物質(zhì) .3.機(jī)械波(1)定義：機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播.(2)產(chǎn)生的條件要有引起初始振動(dòng)的裝置，即波源. 要有傳播振動(dòng)的 _介質(zhì) _.(3)機(jī)械波的特點(diǎn)前面質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)后面質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)，后面質(zhì)點(diǎn)重復(fù)前面質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)，并且離波源越遠(yuǎn)， 質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)越 _滯后 _.各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期都與波源振動(dòng)_一樣 _.介質(zhì)中每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的起振方向都和波源的

2、起振方向一樣_.波傳播的是振動(dòng) 這種形式， 而介質(zhì)的每個(gè)質(zhì)點(diǎn)只在自己的平衡位置 附近振動(dòng)， 并不隨波遷移 .波在傳播“振動(dòng)這種運(yùn)動(dòng)形式的同時(shí)，也在傳遞能量 ，而且可以傳遞信息 _.1.波的分類橫波和縱波.按介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向的關(guān)系不同，常將波分為2.橫波(1)定義：介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向垂直的波 .(2)標(biāo)識(shí)性物理量最高 處 . (質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)位移正向最大處)波峰：凸起來的波谷：凹下去的最低 處 . (質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)位移負(fù)向最大處)3.縱波(1)定義：介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向平行的波.(2)標(biāo)識(shí)性物理量密部：介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)分布密集的局部.疏部：介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)分布稀疏 的局部

3、 .4.簡諧波如果傳播的振動(dòng)是簡諧運(yùn)動(dòng)，這種波叫做簡諧波.波動(dòng)過程中介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律（ 1質(zhì)點(diǎn)的“守位性 ：機(jī)械波向外傳播的只是振動(dòng)的形式和能量，質(zhì)點(diǎn)只在各自的平衡位置附近震動(dòng)，并不隨波遷移。（ 2“一樣性：介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)均做受迫振動(dòng)，各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期和頻率與波源振動(dòng)的周期和頻率一樣，而且各質(zhì)點(diǎn)開場(chǎng)振動(dòng)的方向也一樣，即各質(zhì)點(diǎn)的起振方向一樣。（ 3“滯后性：離波源近的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)離波源遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)依次振動(dòng)，即離波源近的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)開場(chǎng)越早，離波源越遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)開場(chǎng)越晚。波動(dòng)過程中介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期都與波源的振動(dòng)周期一樣，其運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)可用三句話來描述：(1)先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)后振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)；(2)后振動(dòng)的質(zhì)

4、點(diǎn)重復(fù)前面質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)；(3)后振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)狀態(tài)落后于先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn).概括起來就是“帶動(dòng)、重復(fù)、落后. 波的傳播方向，可以判斷各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向，反之亦然.判斷方法一：帶動(dòng)法由波的形成原理可知，后振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)總是重復(fù)先振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，假設(shè)波的傳播方向而判斷質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向時(shí)，可在波源一側(cè)找與該質(zhì)點(diǎn)距離較近的前一質(zhì)點(diǎn)，如果前一質(zhì)點(diǎn)在該質(zhì)點(diǎn)下方，那么該質(zhì)點(diǎn)將向下運(yùn)動(dòng)(力求重復(fù)前面質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng) )，否那么該質(zhì)點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng).判斷方法二：上下坡法如圖 5 所示，沿波的傳播方向，“上坡的質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)，如 A、D、E；“下坡的質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng)，如B、C、F、 G、 H.判斷方法三：同側(cè)法如圖 6 所示，波形圖上表示傳播方向

5、和振動(dòng)方向的箭頭在圖像同側(cè).第二節(jié)波速與波長、頻率的關(guān)系專業(yè)資料整理WORD格式1專業(yè)資料整理WORD格式物理記背材料第二章機(jī)械波1.波長(1)定義： 沿波的傳播方向，任意兩個(gè)相鄰的同相振動(dòng) (也稱振動(dòng)步調(diào)完全一致 ) 的質(zhì)點(diǎn)之間的距離 (包含 一個(gè)“完整的波 )，叫做波的波長，常用表示 .(2)橫波中任意兩個(gè)相鄰 的波峰或波谷之間的距離就是橫波的波長.縱波中任意兩個(gè)相鄰的密部或疏部之間的距離就是縱波的波長.2.振幅(1) 定義：在波動(dòng)中，各質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的最大位移，即其振動(dòng)的振幅，也稱為波的振幅 .(2)波的振幅大小是波所傳播能量大小 的直接量度 .3.頻率(1)定義：波在傳播過程中，介質(zhì)

6、中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率都一樣 ，這個(gè)頻率被稱為波的頻率 .(2)波的頻率等于波源 振動(dòng)的頻率，與介質(zhì)的種類無關(guān) .(3)頻率與周期的關(guān)系： f_ _或 fT 1 .1.波速：機(jī)械波在介質(zhì)中的傳播速度 .(1)波速等于波長和頻率的乘積 .(2)經(jīng)過一個(gè)周期，振動(dòng)在介質(zhì)中傳播的距離等于一個(gè)波長(3)波速等于波長和頻率的乘積這一關(guān)系雖從機(jī)械波得到，但對(duì)其他形式的波電磁波、光波也成立2.波速的決定因素：由介質(zhì)本身的性質(zhì)決定.3.波速、波長、周期(頻率 )的關(guān)系 ：v_ _或vf .4.波長、頻率和波速的決定因素(1)波速由介質(zhì)決定，與波的頻率、波長無關(guān).(2)周期和頻率取決于波源，而與 v、 無直接關(guān)系 .

7、(3)波長由 波速 和 頻率 共同決定 .波從一種介質(zhì)傳播到另一種介質(zhì)， 波的頻率不變， 由于波速的變化，波長也將隨之變化 .(1)1 和 9、 2 和 10、3 和 11每兩個(gè)點(diǎn)的振動(dòng)是完全一樣的，只是后一質(zhì)點(diǎn)比前一質(zhì)點(diǎn)晚振動(dòng)一個(gè)周期 .(2)1 和 9、 2 和 10、 3 和 11每兩個(gè)點(diǎn)到平衡位置的距離是相等如圖 2 所示為一列向右傳播的機(jī)械波，當(dāng)波源1 開場(chǎng)振動(dòng)一個(gè)周期時(shí)，質(zhì)點(diǎn)9 剛好要開場(chǎng)振動(dòng) . 再過一個(gè)周期，波將傳播到17 質(zhì)點(diǎn)第三節(jié)1.波形圖假設(shè)以橫坐標(biāo)x 表示在波的傳播方向上各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置，縱坐標(biāo)y 表示該時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移，規(guī)定位移的方向向上為正值，向下為負(fù)

8、值，那么在xOy 坐標(biāo)平面上，描出該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位置(x，y)，用平滑曲線將各點(diǎn)連接起來，就得到這一時(shí)刻橫波的圖像.波的圖像有時(shí)也稱為波形圖，簡稱波形.2.正弦波：波形圖是正弦曲線的波，又稱為正弦波.3.圖像的物理意義直觀地說明了離波源不同距離的各振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻的_位置專業(yè)資料整理WORD格式2專業(yè)資料整理WORD格式物理記背材料第二章機(jī)械波波的圖像和振動(dòng)圖像的比較一、波的圖像的理解和應(yīng)用由波的圖像可獲取的信息1.直接讀出波長.假設(shè)波速，可計(jì)算出周期、頻率.或周期、頻率可計(jì)算出波速.2.直接讀出該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移，間接判斷回復(fù)力、加速度情況.3.介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振幅.4.波的傳播方向，可知質(zhì)

9、點(diǎn)的振動(dòng)方向；質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向，可知波的傳播方向.二、波的圖像的畫法1.特殊點(diǎn)法先找出兩點(diǎn) (平衡位置、波峰或波谷等特殊點(diǎn))并確定其運(yùn)動(dòng)方向，然后確定經(jīng)t 時(shí)間后這兩點(diǎn)所到達(dá)的位置，最后按正弦規(guī)律畫出新的波形.該法適用于t n(n 1,2,3 )的情況 .2.波形平移法在波的傳播速度的情況下，由x vt 可得經(jīng)t 時(shí)間后波向前移動(dòng)的距離x，把圖像沿傳播方向平移x 即得到相對(duì)應(yīng)的圖像 .三、波的圖像與振動(dòng)圖像的比較1.波的圖像描述的是介質(zhì)中的“各質(zhì)點(diǎn)在“某一時(shí)刻離開平衡位置的位移；而振動(dòng)圖像描述的是“一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在“各個(gè)時(shí)刻離開平衡位置的位移.2.橫、縱坐標(biāo)所表示的物理量：波的圖像中的橫坐標(biāo)x 表示介

10、質(zhì)中各個(gè)振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置，縱坐標(biāo) y 表示各個(gè)振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在某時(shí)刻的位移；振動(dòng)圖像的橫坐標(biāo)t 表示一個(gè)振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的時(shí)間，縱坐標(biāo)y 表示這個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)時(shí)各個(gè)不同時(shí)刻的位移.四、波的多解問題1.波具有時(shí)間和空間的周期性，傳播具有雙向性，所以關(guān)于波的問題更容易出現(xiàn)多解.造成多解的主要因素有：(1)時(shí)間間隔t 與周期 T 的關(guān)系不明確；(2)波的傳播距離x 與波長的關(guān)系不明確；(3)波的傳播方向不確定.2.在解決波的問題時(shí)， 對(duì)題設(shè)條件模糊、 沒有明確說明的物理量， 一定設(shè)法考慮其所有的可能性：(1)質(zhì)點(diǎn)到達(dá)最大位移處，那么有正向和負(fù)向最大位移兩種可能；(2)質(zhì)點(diǎn)由平衡位置開場(chǎng)振動(dòng)，那么有起振方向相反的

11、兩種可能；(3)只告訴波速不指明波的傳播方向，應(yīng)考慮沿兩個(gè)方向傳播的可能；(4)只給出兩時(shí)刻的波形，那么有屢次重復(fù)出現(xiàn)的可能.專業(yè)資料整理WORD格式3專業(yè)資料整理WORD格式物理記背材料第二章機(jī)械波第四節(jié)惠更斯原理波的反射和折射2.波的折射(1)定義：波在傳播過程中，從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，波傳播的方向發(fā)生偏折的現(xiàn)象叫做波的折射 .(2)折射定律波在介質(zhì)中發(fā)生折射時(shí)，入射線、法線、折射線(即折射波線 )在_同一平面內(nèi)內(nèi)，入射線與折射線分別位于法線 兩側(cè)，入射角的正弦值與折射角的正弦值之比等于波在第一種介質(zhì)中的傳播速度跟波在第二種介質(zhì)中的_傳播速度 _之比 .對(duì)給定的兩種介質(zhì)，該比值為常數(shù)

12、 .v 1sini 1(3)結(jié)論v 2 sinr =2當(dāng) v1 v2時(shí)， ir，折射線偏向 法線.當(dāng) v1 v2時(shí)， ir，折射線偏離 法線.當(dāng)垂直界面入射 (i 0)時(shí)， r 0，傳播方向不變，是折射中的特殊情況.特別提醒(1)頻率 (f)由波源決定，故無論是反射波還是折射波都與入射波的頻率相等，即與波源的振動(dòng)頻率一樣 .(2)波速 (v)由介質(zhì)決定， 故反射波與入射波在同一介質(zhì)中傳播，波速不變，折射波與入射波在不同種介質(zhì)中傳播，波速變化.(3)據(jù) vf知，波長與波速和頻率有關(guān)，反射波與入射波，頻率一樣，波速一樣，故波長一樣，折射波與入射波在不同介質(zhì)中傳播，頻率一樣，波速不同，故波長不同.1

13、.回聲測(cè)距(1)當(dāng)聲源不動(dòng)時(shí)，聲波遇到了靜止的障礙物會(huì)返回來繼續(xù)傳播，反射波與入射波在同一介質(zhì)中傳播速度一樣，因此，入射波和反射波在傳播距離一樣的情況下，用的時(shí)間相等，設(shè)經(jīng)過時(shí)間t 聽到回聲，那么聲源距障礙物的距離為s v 聲.(2)當(dāng)聲源以速度v 向靜止的障礙物運(yùn)動(dòng)或障礙物以速度v 向靜止的聲源運(yùn)動(dòng)時(shí)，聲源發(fā)聲時(shí)障礙物到聲源的距離為s (v 聲 v).(3)當(dāng)聲源以速度v 遠(yuǎn)離靜止的障礙物或障礙物以速度v 遠(yuǎn)離聲源時(shí)，聲源發(fā)聲時(shí)障礙物到聲源的距離為s (v 聲 v).2.超聲波定位蝙蝠能發(fā)出超聲波，超聲波遇到障礙物或捕食目標(biāo)時(shí)會(huì)被反射回來，蝙蝠就依據(jù)接收到的反射回來的超聲波來確定障礙物或目標(biāo)

14、位置，從而確定飛行方向 .另外海豚、雷達(dá)也是利用波的反射來定位和測(cè)速的 .第五節(jié) 第六節(jié) 波的干預(yù)衍射 多普勒效應(yīng)1.波的疊加原理在幾列波傳播的重疊區(qū)域內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)要同時(shí)參與由幾列波引起的振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)的總位移等于各列波單獨(dú)存在時(shí)在該處引起的振動(dòng)位移的矢量和.2.理解(1) 如果介質(zhì)中某些質(zhì)點(diǎn)處于兩列波波峰與波峰、波谷與波谷相遇處，那么振動(dòng)加強(qiáng)(填“加強(qiáng)或“減弱 )，合振幅將 增大 (填“增大“不變或“減小 ).(2) 如果質(zhì)點(diǎn)處于波峰與波谷相遇處，那么振動(dòng)減弱(填“加強(qiáng)或“減弱)，合振幅減小(填“增大“不變或“減小 ).1.波的干預(yù)：頻率的兩列波疊加，使介質(zhì)中某些區(qū)域的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)始終加強(qiáng)，另一些區(qū)域的

15、質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)始終減弱，并且這兩種區(qū)域互相間隔、 位置 不變 . 這種穩(wěn)定的疊加現(xiàn)象(圖樣 )叫做波的干預(yù) .2.產(chǎn)生干預(yù)的一個(gè)必要條件是兩列波的頻率必須一樣 .專業(yè)資料整理WORD格式4專業(yè)資料整理WORD格式物理記背材料第二章機(jī)械波3.波的干預(yù)現(xiàn)象是在特殊條件下波的疊加. 一切波只要滿足一定條件都能發(fā)生干預(yù)現(xiàn)象. 能發(fā)生干預(yù)現(xiàn)象的兩個(gè)波源稱為相干波源4.加強(qiáng)點(diǎn) (區(qū) )和減弱點(diǎn) (區(qū) )(1)加強(qiáng)點(diǎn)：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅等于兩列波的振幅之和，A _A1+A2_.(2)減弱點(diǎn)：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅等于兩列波的振幅之差，A _，假設(shè)兩列波振幅一樣，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的合振幅就等于零.5.干預(yù)圖樣及其特征(1)干預(yù)圖樣：如

16、圖2 所示 .(2)特征加強(qiáng)區(qū)始終加強(qiáng)，減弱區(qū)始終減弱(加強(qiáng)區(qū)與減弱區(qū)不隨時(shí)間變化 ).振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)和振動(dòng)減弱的點(diǎn)始終在以振源的頻率振動(dòng)，其振幅不變 (假設(shè)是振動(dòng)減弱點(diǎn)， 振幅小 )，但其位移隨時(shí)間發(fā)生變化.加強(qiáng)區(qū)與減弱區(qū)互相間隔且位置固定不變.對(duì)干預(yù)理解干預(yù)圖樣的特點(diǎn)：(1) 兩列頻率一樣的波疊加，振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)始終加強(qiáng)，振動(dòng)減弱點(diǎn)始終減弱。(2)振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)和振動(dòng)減弱點(diǎn)是間隔出現(xiàn)的。(3) 振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)是指振幅較大的點(diǎn)，振幅為兩列波振幅之和，振動(dòng)幅度大，但是位移可以為0，振動(dòng)減弱點(diǎn)振幅為兩列波振幅之差，振動(dòng)幅度小， 假設(shè)兩列波振幅一樣振動(dòng)減弱點(diǎn)振幅為 0，那么保持靜止不動(dòng)。 (4)干預(yù)圖樣中， 不

17、只有振動(dòng)加強(qiáng)的質(zhì)點(diǎn)和振動(dòng)減弱的質(zhì)點(diǎn)。1.波的衍射波能夠繞到障礙物的后面?zhèn)鞑サ默F(xiàn)象.2.波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件當(dāng)縫的寬度或障礙物的尺寸大小與波長相差不多或比波長小時(shí)，就能看到明顯的衍射現(xiàn)象 .3.波的衍射的普遍性一切波都能發(fā)生衍射，衍射是波特有的現(xiàn)象.1.衍射是波特有的現(xiàn)象，一切波都可以發(fā)生衍射.2.波的衍射總是存在的，只有“明顯與“不明顯的差異，“障礙物或孔的尺寸比波長小或跟波長差不多只是發(fā)生明顯衍射的條件.3.波傳到小孔 (障礙物 )時(shí)，小孔 (障礙物 )仿佛一個(gè)新波源， 由它發(fā)出與原來同頻率的波在孔(障礙物 )后傳播，就偏離了直線方向.因此，波的直線傳播只是在衍射不明顯時(shí)的近似情況.多普

18、勒效應(yīng)1.定義：當(dāng)觀測(cè)者和波源之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀測(cè)者測(cè)得的頻率與波源頻率不同 .2.成因(1)波源 S 與觀測(cè)者A 相對(duì)于介質(zhì)都靜止時(shí)，觀測(cè)者單位時(shí)間內(nèi)接收到的完整波的數(shù)目與單位時(shí)間內(nèi)波源發(fā)出的一樣，所以，觀測(cè)者接收到的頻率和波源的振動(dòng)頻率一樣(2)當(dāng)觀測(cè)者與波源兩者相互接近時(shí)，觀測(cè)者在單位時(shí)間內(nèi)接收到的完整波的數(shù)目增多，接收到的頻率將大于波源振動(dòng)的頻率.(3)當(dāng)觀測(cè)者與波源兩者相互遠(yuǎn)離時(shí)，觀測(cè)者在單位時(shí)間內(nèi)接收到的完整波的數(shù)目減少，接收到的頻率將小于波源振動(dòng)的頻率.3.應(yīng)用專業(yè)資料整理WORD格式5專業(yè)資料整理WORD格式物理記背材料第二章機(jī)械波(1) 測(cè)量心臟血流速度； (2) 測(cè)定人造衛(wèi)星位置的變化；(3)測(cè)定流體流速； (4)檢查車速； (5)判斷遙遠(yuǎn)的天體相對(duì)于地球的運(yùn)動(dòng)速度.1.多普勒效應(yīng)是波共有的特征，不僅機(jī)械波，光波和電磁波也都會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng).2.發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，波