高中物理知识体系结构图-全部

高中物理学知识的结构体系

高中物理包括必修1、2共7章；选修3-1、2、3、4、5共19章内容。归纳起来，整个高中物理的知识体系可以分为力学、热学、光学、电磁学（电学和磁学）、原子物理学五大学科部分。

必修1和2属于力学部分；选修3-1、3-2属于电磁学内容；选修3-4主要为光学；选修3-5主要为原子物理学，有3章（机械振动和机械波、动量守恒定律）为力学内容。除了热学部分是初中物理（选修3-3未学）的主讲内容外，其他都在高中期间得到学习和深化。

高中物理所有知识体系简表

力学 静力学 力的概念和三种常见力 重力、弹力、摩擦力 力的合成和分解 （必修1） 物体的平衡（相互作用） 运动学 直线运动 匀速直线运动、匀变速直线运动 曲线运动 平抛物体运动 （必修1、2） (运动的合成和分解) 匀速圆周运动 天体运动问题 机械振动（简谐运动） 阻尼振动、受迫振动 （选修3-4） 机械波（横波、纵波） 反射、折射、干涉、衍射、叠加、多普勒效应 动力学 牛顿运动定律 牛顿第一、二、三定律 （运动和力） 万有引力与圆周运动 功与能 功、功率 动能定理 机械能守恒定律 （必修1、2） 动能、势能 重力势能、弹性势能 （选修3-5） 动量和冲量 动量定理 系统动量守恒定律 电场（静电力的特性 库仑定律 电场强度 点电荷场强 带电粒子在电场中场） 电场线 匀强电场场强 的运动 （选修3-1） 能的特性 电荷的电势能（电势） 电势差 电场力的功 电容器 电路 电源 电动势 （恒定电流） 内电阻 闭合电路的欧姆电流、电压、功率 欧姆表 （选修3-1） 电阻 定律 串、并联关系 欧姆定律 电功、电功率、电热 电阻定律 磁场 磁场的产生 永磁体磁场 电流磁场 （选修3-1） 磁场的性质 磁感强度、磁通密度、磁感线 安培力(左手定则)、洛仑兹力(左手定则) 带电粒子在磁场中运动 磁通量 磁通密度 电磁感应 产生的条件 导体切割磁感线运动 法拉第电磁感应定律㈠ 右手定则 穿过闭合电路所围面积中磁法拉第电磁感应定律㈡ 楞次定律 （选修3-2） 通量发生变化 （选修3-4） 自感 电磁振荡与电磁波 互感 变压器和电能的输送 交变电流 右手定则 几何光学 光的直线传播 本影、半影、日食、月食、小孔成像 电磁波谱 (均匀介质) 真空中的光速 （选修3-4） 光的反射 反射定律、平面镜成像 光的折射 折射定律、全反射现象 棱镜：全反射棱射 光的色散 物理光学 光谱 发射光谱 连续、明线光谱 （光的本吸收光谱 光谱分析 性） 光的波动性 光的干涉（双缝、薄膜）、光的衍射 （选修3-4、5） 光的粒子性 光子、光电效应 电磁波谱 光的波粒二象性 热学的基分子动理论 分子无规则运动 扩散、布朗运动 动能（温度） 物本知识 相互作用力 势能（体积） 物体的内能 分子动能、热能、物体的内能 电学 磁学 光学 热学 (初中理) (选修3-3) 热和功 气体的性气体的状态描述 质 理想气体 能量守恒定律 一定质量理想气体状态方程 饱和汽、非饱和汽 空气的湿度 核式模型、玻尔理论、电α粒子散射实验、放射、衰变、人工转变、裂变、聚变 子云 内能的改变 做功、热传递 物质的量、压强、体积、温度及其关系 状态变化规律 克拉贝龙方程 热力学第一、二定律 等温过程、等压过程、等容过程 原子物理 原子结构 (选修3-5) 原子核 以下详细总结各部分知识体系的结构和内容，并且与课本（人教版）建立联系。

力学知识结构体系

力学部分包括静力学、运动学和动力学三部分

PART I 静力学

力的概念 定义 力是物体对物体的作用。所以每一个实在的力都有施力物体和受力物体 三要素 大小、方向、作用点 矢量性 力的矢量性表现在它不仅有大小和方向，而且它的运算符合平行四边形定则。 效果 力的作用效果表现在，使物体产生形变以及改变物体的运动状态两个方面。 力的合成与分解 一个力的作用效果，如果与几个力的效果相同，则这个力叫那几个力的合力，那几个力叫这个力的分力。 由分力求合力的运算叫力的合成；由合力求分力的运算叫力的分解。 重力 由地球对物体的吸引而产生。方向：总是竖直向下。大小G＝mg。g为重力加速度，由于物体到地心的距离变化和地球自转的影响，地球周围各地g值不同。在地球表面，南极与北极g值较大，赤道g值较小；通常取g=9.8米／秒。 重心的位置与物体的几何形状、质量分布有关。 2三种常见的力 任何两个物体之间的吸引力叫万有引力，FGMm-1122 。通常取引力常量G＝6.67×10牛·米／千克。物体的重力可以认为是地球对物体的万有引力。 2R弹力 弹力产生在直接接触并且发生了形变的物体之间。支持面上作用的弹力垂直于支持面；绳上作用的弹力沿着绳的收缩方向。 胡克定律F=kx，k称弹簧劲度系数。 滑动摩擦力 物体间发生相对滑动时，接触面间产生的阻碍相对滑动的力，其方向与接触面相切，与相对滑动的方向相反；其大小f=μN。N为接触面间的压力。μ为动摩擦因数，由两接触面的材料和粗糙程度决定。 静摩擦力 相互接触的物体间产生相对运动趋势时，沿接触面产生与相对运动趋势方向相反的静摩擦力。静摩擦力的大小随两物体相对运动的“趋势”强弱，在零和“最大静摩擦力”之间变化。“最大静摩擦力”的具体值，因两物体的接触面材料情况和压力等因素而异。 摩擦力 物体的平衡 物体的平衡概念：当物体受到几个力的作用时处于静止状态或匀速直线运动状态，就说这几个力平衡，这时的物体处于平衡状态，且合力为零。 共点力：作用在一个物体上的几个力，作用于一点，或其延长线相交于一点。 共点力作用下的物体的平衡条件：作用在一个物体上的几个力，合力为零，即F合＝0，则物体是平衡的。 “平衡力”与“相互作用力”的关系是：都是大小相等、方向相反，并且在同一条直线上，但“平衡力”的两个力的作用点在同一物体上，而“相互作用力”的两个力分别作用在两个物体上。

PART II 运动力学

质点 忽略物体的大小和形状，将其看作一个“具有质量”的物质点。能否看成质点与研究问题的性质有关。 参考系 运动是相对的。描述物体运动时，用于参考，观察其相对运动的物体。参考系可任选，以对研究问题简单、方便为准。 坐标系 加速度方向与速度方向的关系 在直线运动中，若速度增加，则加速度与速度的方向相同；若速度减小，则方向相反。 运动的描述 描述物体运动时，在参考系上建立的适当的坐标系。 时间、位移 描述质点运动的物理量。位移是矢量，时间是标量。 vx速度、加速度 速度的变化量与变化时间段的比值，为加速度，矢量， m/s2。v，矢量，m/s。 tt运动的合成与分解 已知分运动求合运动叫运动的合成，已知合运动求分运动叫运动的分解。运动的合成与分解遵守平行四边形定则 匀速直线运动 v＝S/t 直线运动 变速直线运动 自由落体运动 速度规律 vt＝gt 位移规律 匀变速直线运动 弹力产生在直接接触并且发生了形变的物体之间。支持面上作用的弹力垂直于支持面；绳上作用的2弹力沿着绳的收缩方向。速度规律 vt＝v0 +at 位移规律 svt1at2 速度位移关系 vt2v02as 02s12gt 2速度位移关系 vt22gh 非匀变速直线运动 平均速度、瞬时速度 匀速率圆周运动 特点：合外力总指向圆心（又称向心力）。 描述量：线速度V，角速度ω，向心加速度α，圆轨道半径r，圆运动周期T。 22GMmGMmGMm2GMmv2万有引力定律：FmR； ma；2m； mR 222RRRRRT适用范围：    应用：    天体运动问题分析 人造地球卫星 宇宙速度 两个质点间的引力，R为两个质点间的距离 两个质量分布均匀的球体之间的引力，R为两球心间的距离 一质量分布均匀的球体与球外一质点间的引力，R为球心到质点间的距离 42V22r 规律：F= m =mωr = m 2rT曲线运动 平抛物体的运动 特点：初速度水平，只受重力。 分析：水平匀速直线运动与竖直方向自由落体的合运动。 规律：水平方向 vx = v0，x=v0t 竖直方向 vy = gt，y1gt2 合速度 vt222与x正向夹角tgθ=tgvy vxvyvx

简谐运动 物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动，叫做简谐振动。也称为无阻尼振动或等幅振动。 特征：振幅保持不变的自由振动。描述量：振幅A，周期T，频率f ＝1/T。x-t图像：正弦曲线或余弦曲线 振动能：动能和势能之和，机械能守恒 相关物理量的周期性变化：位移、回复力、即时速度、即时加速度，动能与势能等。 受力特征：回复力F=-kx＝－mω2x 自由振动 基本模型：①单摆（θ<10°）：T2m，x(t)l ②弹簧振子：T2kgAcos(t)；vAcos(t)；a2x2Acos(t) 2机械振动 阻尼振动 定义：振幅逐渐减小的自由振动叫阻尼振动。 特征：振幅递减 原因：振动能逐渐转化为其他形式的能。 受迫振动 定义：物体在周期性外力（驱动力）作用下的振动叫受迫振动。 特征：受迫振动稳定后的频率等于驱动力的频率；而当驱动力的频率接近振动物体的固有频率时，受迫振动振幅增大的现象叫共振。 受迫振动 波的形成条件 波源和介质 波的形成原因 介质质点之间有相互作用 波的实质  传递振动的形式、能量和信息，质点并不随着波动而迁移；  后一质点的振动滞后于前一质点，且重复前一质点的振动；  每个质点的的起振方向是相同的。 机械波 振动在媒质中传播形成波；媒质各点都在各自平衡位置附近振动但不随波形一起迁移，波是能量传递的一种形式。 描述量：波幅A，波长λ，波速V，周期T，频率f。 描述公式：V=λ/T=λf； 波速大小由传播振动的介质特性所决定；波的频率等于质点振动频率，大小由振源决定，与介质无关；波长由波源和介质决定 波的图像：表述了某一时刻各个质点偏离平衡位置的状况。为正弦曲线或余弦曲线（与振动图像很相似，但是有本质区别） 干涉 波的叠加：两列波重叠区域，任何一点的位移等于两列波引起的位移的矢量和。 二列频率相同、振动方向相同的波相遇，使媒质中有的地方振动加强，有的地方振动减弱，且加强与减弱部分相间隔的现象叫波的干涉。 干涉是波特有的现象。 干涉区域内某点是振动最强点还是振动最弱点的充要条件： ①最强：该点到两个波源的路程之差是波长的整数倍，即δ=nλ ②最弱：该点到两个波源的路程之差是半波长的奇数倍，即δ=(2n+1)λ/2 衍射 波传播过程中遇到孔和障碍物时，绕过孔和障碍物的现象叫波的衍射。发生明显衍射的条件是孔、障碍物的尺寸与波长可比拟。 衍射是波特有的现象。 机械波 波的类型：横波和纵波。 波的例子：声波（超声波、次声波、可听声波20-20000Hz） 波的特性： 1、 波的叠加原理：各列波彼此通过，互不干扰；介质质点位移等于各位移的矢量和 2、 波的特有现象：   波的衍射 绕过障碍物或孔继续传播的现象 波的干涉 两列波在相遇的区域内叠加形式的一种现象 3、 特殊现象：多普勒效应 多普勒效应 波源与观察者之间有相对运动时，观察者感到频率发生变化的现象。 波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率增大

PART III 动力学

牛顿第一定律 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。 惯性 物体的这种性质叫做惯性。惯性是物体的固有属性，衡量惯性的大小的物理量是质量。 牛顿第二定律 物体加速度的大小跟它所受合外力的大小成正比，跟物体的质量成反比。加速度的方向与合外力方向相同。表达式F合=ma，其中F单位：牛（N）；m单位：千克（kg）；a单位：米／秒(m/s)。意义：力是改变物体运动状态的原因。 22牛顿运动定律 牛顿第三定律 两个物体间相互作用力与反作用力，总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。 (作用力与反作用力同时产生，同时消失，是同种性质的力，它们分别作用在不同的物体上，不存在“平衡’问题。) 功 功是能量转换的量度，即：有功必有能量形式的转换．做了多少功就有多少能量发生了形式转换。W=FScosα (两个要素： ①力②力方向上有位移)单位:焦(J) 00正功 ：表示动力功(即力与位移夹角小于90) 。 负功：表示阻力功(即力与位移夹角大于90。) 功率 平均功率P=W/t ；单位：瓦（焦／秒） 即时功率P=FVcosα，单位：瓦（焦／秒） 机械能守恒定律(动能和动能 物体由于运动所具有的能EKmv。 2动能是运动状态的函数，动能是标量 2运动和力 功和能 动能定理 合外力所做的功等于物体动能的变化。 W=EK2—EK1＝1mv21mv2 定理适用于变力做功的过程 21势能统称机械能) 机械能EEkEp 在只有重力做功的情形下，物体的动能和重力势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变。 同样，在只有弹力做功的情形下，物体的动能和弹性势能发生相互转化，机械能总量也保持不变。 22重力势能 EP＝mgh h为物体距零势能位置的高度。零势势能 由于物体之间相对位置和物体各部分间相对位置决定的能叫势能。 能位置可依具体问题解题方便而定，故重力势能的大小只有相对的意义。重力势能的变化表示了重力做功的多少。 冲量和动量 冲量 力和力的作用时间的乘积叫做力的冲量 单位 牛·秒。冲量的方向，即力的方向。 动量 物体的质量和速度的乘积叫做动量 单位：千克·米／秒。动量的方向，即速度的方向。 弹性势能 物体由于发生弹性形变而具有的能。Ep1kx2 2动量定理 物体所受合力的冲量等于物体的动量变化。 表达式Ft=P末-P初 （动量定理适用于变力作用的过程） 1mgh1mv12212 mgh2mv22

系统动量守恒定律 系统不受外力或者所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变

热学知识结构体系

热学包括：研究宏观热现象的热力学、研究微观理论的统计物理学，分子动理论是热现象微观理论的基础

物质是由大量分子组成的 ①油膜法测分子的直径；②分子直径数量级10m，分子质量数量级10kg ③阿伏伽德罗常数 NA=6.02×10 －23mol1。是联系微观世界和宏观世界的桥梁。它把物质的摩尔质量、摩尔体积这些宏观物理量和分子质量、分子体积这些微观物理量联系起来了。 －10－26扩散 不同的物质相互接触时，彼此进入对方的现象。扩散现象说明了分子不停地做无规则运动及分子间有间隙。温度越高，扩散过程就越快，这说明温度越高，分子的无规则运动的速度就越大。 分子动理论 布朗运动 悬浮在液体中的固体颗粒永不停息的无规则运动。注意：①形成条件：微粒足够小。②温度越高，运动越激烈。③观察到的是固体微粒(非液体和固体分子)的无规则运动，反映的是液体分子运动的无规则性。④实验中描绘的是某固体微粒每隔30s的位置连线，不是该微粒的运动轨迹。 r0=10－10分子热运动 分子永不停息地做无规则运动①扩散现象；②布朗运动 分子间作用力 分子间存在相互作用力，且引力和斥力同时存在，都随距离增大而减小。且斥力减小得快。分子间作用力的合力称之为分子力。 m；r = r0时，f引=f斥；r＞r0时，f引＞f斥；r＜r0时，f引＜f斥。 热学的基本知识 分子的动能： 分子由于热运动而具有的能量；由温度T决定。 温度的微观含义：分子平均动能大小的标志，反映分子热运动的激烈程度  温度是分子平均动能大小的标志，温度相同时任何物体的分子平均动能相等，但平均速率一般不等（分子质量不同）．  分子力做正功分子势能减少，分子力做负功分子势能增加。  分子势能为零一共有两处，一处在无穷远处，另一处小于r0，分子力为零时分子势能最小，而不是零。  理想气体分子间作用力为零，分子势能为零，只有分子动能。 r=r0时，最小； r>r0时，r增大，则分子力做功，分子势能增加，r减小，分子力做正功，势能减小； r气体的状态 物质是由大量分子组成的 分子永不停息地做无规则运动 分子间存在相互作用力  只有大量分子组成的物体才谈得上温度，不能说某几个氧分子的温度是多少。因为分子运动是无规则的，某时刻它们的平均动能可能较大，另一时刻平均动能也可能较小，无稳定的“冷热程度”。  1℃的O2和1℃的H2平均动能相同，1℃的O2小于1℃的H2平均速率。 物质的量： 压强 用分子动理论解释气体压强的产生（气体压强的微观意义）。气体气体状态描述 的压强是大量分子频繁碰撞器壁产生的。压强的大小跟两个因素有关： ① 气体分子的平均动能，②分子的密集程度 热力学温度(T)与摄氏温度(t)的关系 T＝t+273.15（K） 说明：①两种温度数值不同，但改变1 K和1℃的温度差相同 ②０K是低温的极限，只能无限接近，但不可能达到。 ③这两种温度每一单位大小相同，只是计算的起点不同。摄氏温度把1大气压下冰水混合物的温度规定为0℃，热力学温度把1大气压下冰水混合物的温度规定为273K（即把－273℃规定为0K），所以T=t+273   理想气体，由于不考虑分子间相互作用力，其内能仅由温度和分子总数决定，与气体的体积无关。温度越高，内能越大。 理想气体与外界做功与否：体积增大，对外做了功（外界是真空则气体对外不做功），体积减小，则外界对气体做了功。 理想气体内能变化情况看温度。 理想气体吸不吸热，则由做功情况和内能变化情况共同判断。（即从热力学第一定律判断） p T1 T2 V T1＜T2 O V1＜V2 p V1 V2 T O p1＜p2 V p1 p2 T 温度 反映物体冷热程度的物理量（是一个宏观统计概念），是物体分子平均动能大小的标志。任何同温度的物体，其分子平均动能相同。 体积： 气体的性质 概念 理想气体是一种理想化模型，其分子间距很大，不存在分子势能，分子间没有相互吸引和排斥，分子之间及分子与器壁之间发生的碰撞是完全弹性的，不造成动能损失。这种气体称为理想气体。   理想气体 理想气体状态方程 即克拉贝龙方程 气体的体积、压强、温度间的关系：PVnRT，p1V1T1p2V2 T2O 等温过程 玻意耳定律：PV＝C 等容过程 查理定律： P / T＝C 等压过程 盖—吕萨克定律：V/ T＝C 等温变化图线 等容变化图线 等压变化图线 ①等温变化图线为双曲线的一支，等容(压)变化图线均为过原点的直线(之所以原点附近为虚线，表示温度太低了，规律不再满足)；②图中双线表示同一气体不同状态下的图线，虚线表示判断状态关系的两种方法；③对等容(压)变化，如果横轴物理量是摄氏温度t，则交点坐标为-273.15 饱和汽和饱和汽压 在密闭容器中的液面上同时进行着两种相反的过程：一方面分子从液面飞出来；另一方面由于液面上的汽分子不停地做无规则的热运动，有的汽分子撞到液面上又会回到液体中去。随着液体的不断蒸发，液面上汽的密度不断增大，回到液体中的分子数也逐渐增多。最后，当汽的密度增大到一定程度时，就会达到这样的状态：在单位时间内回到液体中的分子数等于从液面飞出去的分子数，这时汽的密度不再增大，液体也不再减少，液体和汽之间达到了动态平衡状态。把跟液体处于动态平衡的汽叫做饱和汽，把未达到饱和的汽叫未饱和汽。一定温度下，饱和汽的压强一定，叫做饱和汽压。未饱和汽的压强小于饱和汽压。  饱和汽压只是指空气中这种液体蒸汽的分气压，与其他气体的压强无关。  饱和汽压与温度和物质种类有关。在同一温度下，不同液体的饱和气压一般不同，挥发性大的液体饱和气压大；同一种液体的饱和气压随温度的升高而迅速增大。[对于某种液体而言单位时间、单位面积（液面）飞出的液体分子数只与温度有关]  将不饱和汽变为饱和汽的方法：①降低温度②减小液面上方的体积③等待（最终此种液体的蒸气必然处于饱和状态） 汽

电磁学知识结构体系

电磁学包括：电学和磁学两大部分。包括电性和磁性交互关系，主要研究电磁波、电磁场以及有关电荷、带电物体的动力学，二者很难清晰分割。

电路 电源 电动势 ε=W ；内电阻r q闭合电路欧姆定律 电流形式 I=2 电压形式 ε=U+U′ 功率形式 IεRr 部分电路欧姆定律 I=电阻 U； 电功 W=IUt ；电功率 P=IU；电热 Q=I2Rt （焦耳定律） R串、并联关系 串联 I=I1=I2=… U=U1+U2+… R=R1+R2+… 并联 I=I1+I2+… U=U1=U2=… 111 RR1R2电阻定律 R=ρL S电场强度 E=F,E与F、q点电荷场强 E=k Qr2电流 电流 电荷的定向移动形成电流。 电流方向：正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。获得持续电流的条件：电路中有电源、电路为通路。 正电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷。 负电荷：用毛皮摩擦过的橡胶捧所带的电荷。 电荷简的相互作用规律：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 电荷量：电荷的多少。单位：库仑(C) 力的特性 电荷间的相互作用 库仑定律F=kq1q2，适用于真空r2q、无关。 矢量性：方向规定为正检验电荷受力的方向。单位：牛顿/库仑或伏/米。 电场线 意义：?电场线疏密表示强度大小；?电场线方向表示正检验电荷受力方向；?电场线方向是电势降落最快的方向；?电场线与等势面处处垂直。 带电粒子在电场中的运动 加速：Uq=ΔEk 匀强场中偏转侧移：y=1Eq··t2 (V0⊥E) 2m电学 电荷 匀强电场场强 E=U d中点电荷 电容器 C=Q 法(库/伏) U电场 能的特性 电荷的 电势能 电势差 电势 U=，伏(焦/库) q UAB=UA－UB=WAB q电场力的功 WAB=UAB·q 特点：只与首末位置有关，而与路径无关 平行板电容C= 4kd

磁场的产生 永磁体磁场 电流的磁效应 直线电流磁场 磁通电螺线管磁场 场力 磁场对电流：安培力 F=BIL 方向：左手定则 通电导线在复合场中的平衡、运动 磁场 磁场的性质 磁感应强度 B=F。 单位：特(牛/安·米)IL磁场对运动电荷：洛仑兹力 f=BqV 方向：左手定则 带电粒子在复合场中的运动 或韦伯/米2 矢量性：B的方向即磁场方向，B、F、L的方向关系由左手定则确定。 磁感线 意义：①磁感线的疏密表示磁场强弱；②磁感线的方向表示磁场方向。 磁学 磁通量 磁通密度 B=带电粒子在磁场中的运动 只受洛仑V2力，且V0⊥B时有：BqV=m； Rmv2mR=,T= BqBqa．闭合电路中的一部分导体与磁场发生相对运动（是导体中的自由电子随导体一起运动，受到的洛伦兹力的一个分力使自由电子发生定向移动形成电流，称为动生电流。） 法拉第电磁感应定律㈠ 法拉第电磁感应定律㈡ ；单位:韦伯/米2（特） S磁通量变化有两方面的含义 动生电动势大小：ε=BLV 动生电流方向：右手定则 电磁感应 定义：因为磁通量变化产生感应电动势的现象 产生条件：  闭合电路中一部分导体与磁场发生相对运动  穿过闭合电路的磁场发生变化 b．穿过闭合电路的磁场发生变化（这时，变化的磁场周围产生电场，电场使导体中的自由电子定向移动形成电流，称为感生电流。） 感生电动势大小：ε=n t 感生电流方向：楞次定律自感现象 由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。由自感而产生的电动势为自感电动势 互感现象 两相邻的载流回路，其中任一回路中的电流强度发生变化 时，将在另一回路中产生感应电动势。这一电动势称为互感电动势。 互感现象的应用： 变压器 U1n1= U2n2P出=P入(理想变压器) 变电流 即时值 U=Umsinωt I=Imsinωt UI有效值 U=m I= m 2212周期、频率、角频率 T= f牛顿运动定律 受力 运动 动量守恒定律 能量转化和动能守恒定律 动量定理 动能定理 力学 能量

电磁场和电磁波

电磁场是电磁作用的媒递物，具有能量和动量，物质存在的一种形式。其性质、特征及运动变化规律由麦克斯韦方程组确定。电磁场总是以光速向四周传播，形成电磁波。

电磁振荡 电磁振荡 在电路中，电荷和电流以及与之相联系的电场和磁场周期性地变化，同时相应的电场能和磁场能在储能元件中不断转换的现象。 产生原理 利用电容器的充放电和线圈自感作用产生振荡电流，形成电场能和磁场能的周期性变化 电磁振荡过程 电场 磁场 振荡电路的周期和频率 T2LC，f11 T2LC电磁场 电磁场 有内在联系、相互依存的电场和磁场的统一体的总称。随时间变化的电场产生磁场，随时间变化的磁场产生电场，两者互为因果，形成电磁场。 产生 电磁场可由变速运动的带电粒子引起，也可由强弱变化的电流引起。 麦克斯韦电磁场理论 简要地叙述，可用“4,3,2,1”概括其理论框架，  4——四个方程：电动力学基本方程——麦克斯韦方程；    3——三个关系： ， ， ； 2——两个假说：涡旋电场和位移电流； 1——壹个预言：电磁场以波的形式按光速传播。 麦克斯韦方程组 描述电场、磁场的行为以及与电荷密度、电流密度之间关系的偏微分方程。由四个方程组成： ①描述电荷如何产生电场的高斯定律 ②论述磁单极子不存在的高斯磁定律 ③描述电流和时变电场怎样产生磁场的麦克斯韦-安培定律 ④描述时变磁场如何产生电场的法拉第感应定律。 真空中电磁波的波速为c=3.0×108m/s 传播 形成 变化的电场和磁场从产生的区域由近及远地向周围空间传播开去，就形成了电磁波。 电磁波 特点 ①横波 ②传播时不需要介质 ③能发生反射、折射、干涉、衍射等现象 电磁波的应用 电磁波的发射和接收（调制和调频）；电视、雷达等 有效地发射电磁波的条件是：⑴频率足够高（单位时间内辐射出的能量P∝f 4）；⑵形成开放电路（把电场和磁场分散到尽可能大的空间离里去）。

光学知识结构体系

光的直线传播 (均匀介质) 本影 半影 日食 月食 小孔成像 真空中光速 c = 3.0×108米/秒 反射定律 入射线、反射线与法线共面，且分居法线两侧，入射角=反射角。 平面镜成像 特点：成虚像;像与物等大小,正立,且与镜面位置对称。 折射定律 光线从第一种媒质射入第二种媒质时,入射线、折射线与法线共面，且分居法线两侧；入射角(i)与折射角(r)正弦的比值为一常量n，n=sini/sinr (n由两种媒质种类决定)，称为第二种媒质对第一种媒质的折射率。如第一种媒质是空气或真空，n又称为第二种媒质的折射率。 几何光学 光的反射 棱镜 光从玻璃棱镜的一个侧面射入，从另一个侧面射出时，出射光线跟入射光线相比，向底面偏折。 全反射棱射 横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜。 光的折射 全反射现象 光线从空气或真空中射向其它媒质(n密＞n疏)时，当入射角≧临界角C时，折射光线完全消失,反射光最强.这种现象叫做全反射。SinC=1/n 光的色散 一束白光通过三棱镜后发生色散,形成按一定次序(红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫)排列的光谱。 色散现象表明：白光是由各种单色光组成的复色光，同种媒质对不同色光的折射率不同，对紫光折射率最大，对红光折射率最小。 光谱 物理光学 发射光谱 由发光物体直接产生的光谱叫发射光谱。 吸收光谱 连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的光谱 连续光谱 由连续分布的一切波长的光组成的光谱。 明线光谱（线状谱） 由一些不连续的亮线组成的光谱。各种元素都有一定的线状谱，元素不同，线状谱不同，故又称原子光光的本性 光的波动性 光的衍射 光的干涉（双缝干涉、薄膜干涉） 干涉的应用 光谱分析 根据光谱来鉴别质和确定它的化学组成，这种方法叫光谱分析。做光谱分析时，可利用明线光谱也可以利用吸收光谱。 电磁波谱 无线电波、红外线、可见光、光电效应 在光的照射下，物体发光的粒子性 射电子的现象叫光电效应。 特点：①入射光的频率必须大于被照射金属的极限频率，才可以发生；②光电子的最大初动能随入射光的频率增大而增大；③光电子的发射是光照瞬间进行的；④光电流的强度与入射光强度成正比。 光子 光在空间传播不是连续的，是一份一份的，每一份叫做一个光子。光子的能量－34E=hv，h=6.63×10焦·秒，称普朗克常量。 爱因斯坦的光电方程：hv－W=12mv，其中2紫外线、伦琴射线、r射线，由低频到高频，构成了范围非常广阔的电磁波谱。 光的波粒二象性 光既有波动性，又有粒子性，故认为光具有波粒二象性（这里的波动性和粒子性都是微观世界中的意义）。 12W为逸出功，mv为光电子最大初动能。 2

原子物理学知识结构体系

原子的结构 汤姆生原子模型 a粒子散射实验 实验的结果是：绝大多数a粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，少数a粒子发生了较大的偏转，极少数a粒子偏转角超过了90°，极个别的甚至被弹回，偏转角几乎是180° 卢瑟福核式结构模型 在原子的中心有一个很小的核叫原子核，原子核集中了原子的全部正电荷和几乎全部的质量，带负电的电子在核外绕核旋转。 玻尔理论 1、原子只能处于一系列不连续的能量状态中，这些状态称为定态。 2、原子从一种定态跃迁到另一种定态时，辐射(或吸收)一定频率的光子。光子的能量 hv=E初－E终。(各定态的能量值叫能级。) 3、原子的不同能量状态与电子沿不同半径圆轨道绕核运动相对应。能量不连续，故可能的电子轨道也不连续。 天然放射线 α射线: α粒子流。α粒子就是氦原子核,贯穿本领小,电离作用强。 β射线:高速电子流。β粒子就是电子，贯穿本领强，电离作用弱。 Υ射线:波长极短的电磁波。贯穿本领很强，电离作用很小。 原子核的衰变 指原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化。 半衰期 指放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间。 原子核 人工核转变（核反应） 发现质子 1441717N2He8O1H22 发现中子 941214Be2He6C0n 质能方程：E=mc；ΔE=Δmc 核能利用  重核裂变 90136138Sr54Xe100n1如：23592U0n 原子核的组成 原子核由质子和中子组成，质子与中子统称核子。具有相同质子数和不同中子数的原子之间，互称同位素。 一个铀核裂变时，放出的几个中子如能再引起其他铀核裂变，就可以使裂变不断地进行下去，这称为链式反应。（核反应堆、核电站）  轻核聚变 2341H1H2He0n（需几百万度高温条件）如：1，利用上述反应，均可释放出巨大的核能。为热核反应 核力 指把各种核子紧紧地约束在原子核里的力。 核能 指原子核转变中释放(或吸收)的能量。 2质能方向 E=mc,指出物体具有的能量和它的质量之间的关系。由质能方程可以根据原子核转变中发生的质量亏损Δm，计算出所能释放的核能Δ2E(Δm·C)。