物理選修3-4的知識點總結(jié)
一、簡諧運動、簡諧運動的表達式和圖象
1、機械振動：
物體（或物體的一部分）在某一中心位置兩側(cè)來回做往復(fù)運動，叫做機械振動。機械振動產(chǎn)生的條件是：①回復(fù)力不為零；②阻力很小。使振動物體回到平衡位置的力叫做回復(fù)力，回復(fù)力屬于效果力，在具體問題中要注意分析什么力提供了回復(fù)力。
2、簡諧振動：
在機械振動中最簡單的一種理想化的振動。對簡諧振動可以從兩個方面進行定義或理解： ①物體在跟位移大小成正比，并且總是指向平衡位置的回復(fù)力作用下的振動，叫做簡諧振動。 ②物體的振動參量，隨時間按正弦或余弦規(guī)律變化的振動，叫做簡諧振動，
3、描述振動的物理量
研究振動除了要用到位移、速度、加速度、動能、勢能等物理量以外，為適應(yīng)振動特點還要引入一些新的物理量。
�、盼灰苮：由平衡位置指向振動質(zhì)點所在位置的有向線段叫做位移。位移是矢量，其最大值等于振幅。
�、普穹鵄：做機械振動的物體離開平衡位置的 最大距離叫做振幅，振幅是標量，表示振動的強弱。振幅越大表示振動的機械能越大，做簡揩振動物體的振幅大小不影響簡揩振動的周期和頻率。
⑶周期T：振動物體完成一次余振動所經(jīng)歷的時間叫做周期。所謂全振動是指物體從某一位置開始計時，物體第一次以相同的速度方向回到初始位置，叫做完成了一次全振動。
�、阮l率f：振動物體單位時間內(nèi)完成全振動的次數(shù)。
�、山穷l率ω：角頻率也叫角速度，即圓周運動物體單位時間轉(zhuǎn)過的弧度數(shù)。引入這個參量來描述振動的原因是人們在研究質(zhì)點做勻速圓周運動的射影的運動規(guī)律時，發(fā)現(xiàn)質(zhì)點射影做的是簡諧振動。因此處理復(fù)雜的簡諧振動問題時，可以將其轉(zhuǎn)化為勻速圓周運動的射影進行處理，這種方法高考大綱不要求掌握。 周期、頻率、角頻率的關(guān)系是：T?
�、氏辔�?：表示振動步調(diào)的物理量。
4、研究簡諧振動規(guī)律的幾個思路：
�、庞脛恿W(xué)方法研究，受力特征：回復(fù)力F =- kx；加速度，簡諧振動是一種變加速運動。在平衡位置時速度最大，加速度為零；在最大位移處，速度為零，加速度最大。
⑵用運動學(xué)方法研究：簡諧振動的速度、加速度、位移都隨時間作正弦或余弦規(guī)律的變化，這種用正弦或余弦表示的公式法在高中階段不要求學(xué)生掌握。
�、怯脠D象法研究：熟練掌握用位移時間圖象來研究簡諧振動有關(guān)特征是本章學(xué)習(xí)的重點之一。 ⑷從能量角度進行研究：簡諧振動過程，系統(tǒng)動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，總機械能守恒，振動能量和振幅有關(guān)。
5、簡諧運動的表達式 2?1，T?. ?f
x?Αsin（?t??0）??sin（2?2?t??0）t??0，初相?0 振幅A，周期T，相位ΤΤ
6、簡諧運動圖象描述振動的物理量
1．直接描述量：
�、僬穹鵄；②周期T；③任意時刻的位移t.
2．間接描述量：
�、兕l率f：f?12? ②角速度?：?? TT
�、踴-t圖線上一點的切線的斜率等于v
3．從振動圖象中的x分析有關(guān)物理量(v，a，F(xiàn))
簡諧運動的特點是周期性。在回復(fù)力的作用下，物體的運動在空間上有往復(fù)性，即在平衡位置附近做往復(fù)的變加速(或變減速)運動；在時間上有周期性，即每經(jīng)過一定時間，運動就要重復(fù)一次。我們能否利用振動圖象來判斷質(zhì)點x，F(xiàn)，v，a的變化，它們變化的周期雖相等，但變化步調(diào)不同，只有真正理解振動圖象的物理意義，才能進一步判斷質(zhì)點的運動情況。小結(jié)：①簡諧運動的圖象是正弦或余弦曲線，與運動軌跡不同。②簡諧運動圖象反應(yīng)了物體位移隨時間變化的關(guān)系。③根據(jù)簡諧運動圖象可以知道物體的振幅、周期、任一時刻的位移。
二、單擺的周期與擺長的關(guān)系（實驗、探究）
l 單擺周期公式：T?2? g 上述公式是高考要考查的重點內(nèi)容之一。對周期公式的理解和應(yīng)用注意以下
幾個問題：①簡諧振動物體的周期和頻率是由振動系統(tǒng)本身的條件決定的。②單
單 擺
擺周期公式中的l是指擺動圓弧的圓心到擺球重心的距離，一般也叫等效擺長。單擺周期公式中的g，由單擺所在的空間位置決定，還由單擺系統(tǒng)的運動狀態(tài)決定。所以g也叫等效重力加速度。由可知，地球表面不同位置、不同高度，不同星球表面g值都不相同，因此應(yīng)求出單擺所在地的等效g?值代入公式，即g不一定等于9.8m/s2。單擺系統(tǒng)運動狀態(tài)不同g值也不相同。例如單擺在向上加速發(fā)射的航天飛機內(nèi)，設(shè)加速度為a，此時擺球處于超重狀態(tài)，沿圓弧切線的回復(fù)力變大，擺球質(zhì)量不變，則重力加速度等效值g? = g + a。再比如在軌道上運行的航天飛機內(nèi)的單擺、擺球完全失重，回復(fù)力為零，則重力加速度等效值g? = 0，周期無窮大，即單擺不擺動了。g還由單擺所處的物理環(huán)境決定。如帶小電球做成的單擺在豎直方向的勻強電場中，回復(fù)力應(yīng)是重力和豎直的電場合力在圓弧切向方向的分力，所以也有－g?的問題。一般情況下g?值等于擺球靜止在平衡位置時，擺線張力與擺球質(zhì)量的比值。
三、受迫振動和共振
物體在周期性外力作用下的振動叫受迫振動。受迫振動的規(guī)律是：
物體做受迫振動的頻率等于策動力的頻率，而跟物體固有頻率無關(guān)。當
策動力的頻率跟物體固有頻率相等時，受迫振動的振幅最大，這種現(xiàn)象
叫共振。共振是受迫振動的一種特殊情況。 四、機械波橫波和縱波橫波的圖象 共振曲線，當驅(qū)動力的頻率
等于系統(tǒng)的固有頻率時，振1、機械波：機械振動在介質(zhì)中的傳播過程叫機械波，機械波產(chǎn)生動的振幅最大
的條件有兩個：一是要有做機械振動的物體作為波源，二是要有能夠傳
播機械振動的介質(zhì)。
2、橫波和縱波：質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向垂直的叫橫波。質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在同一直線上的叫縱波。氣體、液體、固體都能傳播縱波，但氣體和液體不能傳播橫波，聲波在空氣中是縱波，聲波的頻率從20到2萬赫茲。
3、機械波的特點：⑴每一質(zhì)點都以它的平衡位置為中心做簡振振動；后一質(zhì)點的振動總是落后于帶動它的前一質(zhì)點的振動。⑵波只是傳播運動形式（振動）和振動能量，介質(zhì)并不隨波遷移。
4、橫波的圖象：用橫坐標x表示在波的傳播方向上
各質(zhì)點的平衡位置，縱坐標y表示某一時刻各質(zhì)點偏離平
衡位置的位移。簡諧波的圖象是正弦曲線，也叫正弦波。
簡諧波的波形曲線與質(zhì)點的振動圖象都是正弦曲線，但他
們的意義是不同的。波形曲線表示介質(zhì)中的“各個質(zhì)點”在
“某一時刻”的位移，振動圖象則表示介質(zhì)中“某個質(zhì)點”在“各個時刻”的位移。
五、描述機械波的物理量——波長、波速和頻率（周期）的關(guān)系
⑴波長λ：兩個相鄰的、在振動過程中對平衡位置的位移總是相等的
質(zhì)點間的距離叫波長。振動在一個周期內(nèi)在介質(zhì)中傳播的距離等于波長。
�、祁l率f：波的頻率由波源決定，在任何介質(zhì)中頻率保持不變。
�、遣ㄋ賤：單位時間內(nèi)振動向外傳播的距離。波速的大小由介質(zhì)決定。 波速與波長和頻率的關(guān)系：v??
T，v=λf.
六、波的干涉和衍射
衍射：波繞過障礙物或小孔繼續(xù)傳播的現(xiàn)象。產(chǎn)生顯著衍射的條件是障礙
物或孔的尺寸比波長小或與波長相差不多。
干涉：頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動加強，使某些區(qū)域振動
減弱，并且振動加強和振動減弱區(qū)域相互間隔的現(xiàn)象。產(chǎn)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象的條
件是：兩列波的頻率相同，相差恒定。
穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象中，振動加強區(qū)和減弱區(qū)的空間位置是不變的，加強區(qū)的
波的衍射
振幅等于兩列波振幅之和，減弱區(qū)振幅等于兩列波振幅之差。
判斷加強與減弱區(qū)域的方法一般有兩種：一是畫峰谷波形圖，
峰峰或谷谷相遇增強，峰谷相遇減弱。二是相干波源振動相同
時，某點到二波源程波差是波長整數(shù)倍時振動增強，是半波長
奇數(shù)倍時振動減弱。干涉和衍射是波所特有的現(xiàn)象。
七、多普勒效應(yīng)
1.多普勒效應(yīng)：由于波源和觀察者之間有相對運動，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)家波的干涉 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，向外發(fā)出一個波長的波，頻率表示單位時間內(nèi)完成的全振動的次數(shù)，因此波源的頻率等于單位時間內(nèi)波源發(fā)出的完全波的個數(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，即單位時間接收到的完全波的個數(shù)決定的。
3.多普勒效應(yīng)是波動過程共有的特征，不僅機械波，電磁波和光波也會發(fā)生多普勒效應(yīng)。
4.多普勒效應(yīng)的應(yīng)用: ①現(xiàn)代醫(yī)學(xué)上使用的胎心檢測器、血流測定儀等有許多都是根據(jù)這種原理制成。②根據(jù)汽笛聲判斷火車的運動方向和快慢，以炮彈飛行的尖叫聲判斷炮彈的飛行方向等。③紅移現(xiàn)象：在20世紀初，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：由于星系遠離我們運動，接收到的星光的頻率變小，譜線就向頻率變�。床ㄩL變大）的紅端移動�？茖W(xué)家從紅移的大小還可以算出這種遠離運動的速度。這種現(xiàn)象，是證明宇宙在膨脹的一個有力證據(jù)。
八、電磁波及其應(yīng)用、電磁波譜
一、麥克斯韋電磁場理論
1、電磁場理論的核心之一：變化的磁場產(chǎn)生電場
在變化的磁場中所產(chǎn)生的電場的電場線是閉合的(渦旋電場)
◎理解：① 均勻變化的磁場產(chǎn)生穩(wěn)定電場
② 非均勻變化的磁場產(chǎn)生變化電場
2、電磁場理論的核心之二：變化的'電場產(chǎn)生磁場
麥克斯韋假設(shè):變化的電場就像導(dǎo)線中的電流一樣,會在空間產(chǎn)生磁場,即變化的電場產(chǎn)生磁場 ◎理解：①均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定磁場；②非均勻變化的電場產(chǎn)生變化磁場
二、電磁波
1、電磁場：如果在空間某區(qū)域中有周期性變化的電場,那么這個變化的電場就在它周圍空間產(chǎn)生周期性變化的磁場;這個變化的磁場又在它周圍空間產(chǎn)生新的周期性變化的電場,變化的電場和變化的磁場是相互聯(lián)系著的,形成不可分割的統(tǒng)一體,這就是電磁
場
這個過程可以用下圖表達。
2、電磁波：電磁場由發(fā)生區(qū)域向遠處的傳播就是電磁波.
3、電磁波的特點：(1) 電磁波是橫波,電場強度E 和磁感
應(yīng)強度 B按正弦規(guī)律變化,二者相互垂直,均與波的傳播方向垂。(2)電磁波可以在真空中傳播,速度和光速相同。(3) 電磁波具有波的特性
三、赫茲的電火花
赫茲觀察到了電磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等現(xiàn)象，他還測量出電磁波和光有相同的速度.這樣赫茲證實了麥克斯韋關(guān)于光的電磁理論，赫茲在人類歷史上首先捕捉到了電磁波。
電磁波（譜）及其應(yīng)用
�、披溈怂鬼f計算出電磁波傳播速度與光速相同，說明光具有電磁本質(zhì)，提出光就是一種電磁波。 ⑵電磁波譜
⑶電磁波的應(yīng)用：
1、電視：電視信號是電視臺先把影像信號轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢园l(fā)射的電信號 ，發(fā)射出去后被接收的電信號通過還原，被還原為光的圖象重現(xiàn)熒光屏。電子束把一幅圖象按照各點的明暗情況，逐點變?yōu)閺娙醪煌男盘栯娏�，通過天線把帶有圖象信號的電磁波發(fā)射出去。
2、雷達工作原理：利用發(fā)射與接收之間的時間差，計算出物體的距離。
3、手機：在待機狀態(tài)下，手機不斷的發(fā)射電磁波，與
周圍環(huán)境交換信息。手機在建立連接的過程中發(fā)射的電磁波
特別強。
電磁波與機械波的比較：
共同點：都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象；它們波動的頻率都取決于波源的頻率；在不同介質(zhì)中傳播，頻率都不變．
不同點：機械波的傳播一定需要介質(zhì)，其波速與介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，與波的頻率無關(guān)．而電磁波本身就是一種物質(zhì)，它可以在真空中傳播，也可以在介質(zhì)中傳播．電磁波在真空中傳播的速度均為3.0×108s，在介質(zhì)中傳播時，波速和波長不僅與介質(zhì)性質(zhì)有關(guān)，還與頻率有關(guān)．
不同電磁波產(chǎn)生的機理：無線電波是振蕩電路中自由電子作周期性的運動產(chǎn)生的；紅外線、可見光、紫外線是原子外層電子受激發(fā)產(chǎn)生的；倫琴射線是原子內(nèi)層電子受激發(fā)產(chǎn)生的；
γ
射線是原子核受激發(fā)產(chǎn)生的。
頻率(波長)不同的電磁波表現(xiàn)出作用不同：紅外線主要作用是熱作用，可以利用紅外線來加熱物體和進行紅外線遙感；紫外線主要作用是化學(xué)作用，可用來殺菌和消毒；倫琴射線有較強的穿透本領(lǐng)，利用其穿透本領(lǐng)與物質(zhì)的密度有關(guān)，進行對人體的透視和檢查部件的缺陷；γ射線的穿透本領(lǐng)更大，在工業(yè)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，如探傷，測厚或用γ刀進行手術(shù)。
九、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來表示這個比例常數(shù)，就有sin?1?n12 sin?2
折射率：光從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)時，雖然入射角的正弦跟折射角的正弦之比為一常數(shù)n，但是對不同的介質(zhì)來說，這個常數(shù)n是不同的．這個常數(shù)n跟介質(zhì)有關(guān)系，是一個反映介質(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：n12?sin?1（?1是光線在真空中與法線之間的夾角，?2是光線在介質(zhì)中與法線之間sin?2
的夾角。）
光從真空射入某種介質(zhì)時的折射率，叫做該種介質(zhì)的絕對折射率，
也簡稱為某種介質(zhì)的折射率.
十、測定玻璃的折射率（實驗、探究）
實驗原理：如圖所示，入射光線AO由空氣射入玻璃磚，經(jīng)OO1
后由O1B方向射出。作出法線NN1，則折射率n=sinα/sinγ
注意事項：手拿玻璃磚時，不準觸摸光潔的光學(xué)面，只能接觸毛面或
【物理選修3-4的知識點總結(jié)】相關(guān)文章：
高考物理必修和選修物理知識點匯總10-24
高中物理選修教案11-25
高中生物選修一知識點總結(jié)11-13
物理選修1-1電流和電源教案11-25
高中物理選修三《物質(zhì)是由大量分子組成的》教案06-17
中考物理必考知識點匯總04-01
2016中考物理易錯知識點總結(jié)10-30
關(guān)于影視欣賞選修課教學(xué)總結(jié)09-14
中考物理備考：力學(xué)知識點匯總09-25
高二物理期中考試知識點總結(jié)10-26