本试题 “(1)下列说法中正确的是[ ]A、水面上的膜在阳光照射下会呈现彩色,这是由于光的干涉造成的色散现象B、根据麦克斯韦的电磁场理论可知,变化的电场周围一定可...” 主要考查您对单摆的周期
机械波的形成和传播
麦克斯韦的电磁场理论
全反射,临界角
薄膜干涉
狭义相对论的两个基本假设
等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
单摆问题中的等效处理方法:
单摆的周期公式是惠更斯从实验中总结出来的。单摆的回复力是重力沿圆弧切线方向并且指向平衡位置的分力,偏角越大回复力越大,加速度 ()越大。由于摆球的轨迹是圆弧,所以除最高点外,摆球的回复力并不等于合外力。在有些振动系统中l不一定是绳长,g也不一定为9.8m/s2,因此出现了等效摆长和等效重力加速度的问题。
1.等效摆长
摆长是指摆动圆弧的圆心到撰球重心的距离,而不一定为摆绳的长。如图中,摆球可视为质点,各段绳长均为Z,甲、乙摆球做垂直纸面的小角度摆动,丙摆球在纸面内做小角度摆动,O'为垂直纸面的钉子,而且
甲:等效摆长
乙:等效摆长
丙:摆绳摆到竖直位置时,圆弧圆心就由O变为O',摆球振动时,半个周期摆长为l,另半个周期摆长为,则单摆丙的周期为
2.等效重力加速度不一定等于9.8
(1)g由单摆所在的空间位置决定。g随所在地球表面的位置和高度的变化而变化,纬度越低,高度越高,g的值就越小,另外,在不同星球上管也不同。
(2)g还由单摆系统的运动状态决定,如单摆处在向上加速的升降机中,设加速度为a,则摆球处于超重状态,沿圆弧的切向分力变大,则重力加速度的等效值若升降机加速下降,则单摆若在沿轨道运行的卫星内,摆球完全失重,回复力为零,等效值,摆球不摆动,周期无穷大。
(3)一般情况下,值等于摆球相对于加速系统静止在平衡位置时(平衡位置是指回复力为零的位置,而不是合力为零的位置,也可以说成是让摆球不摆时的位置)重力加速度的等效值,等于摆绳所受的张力与摆球质量的比值即
但需注意如果在不引起回复力变化的情况,上述方法并不适用,如摆球带电,再在悬点处固定一带电小球,两球之间的静电力不引起回复力的变化,单摆振动周期并不变。
麦克斯韦电磁场理论:
理论内容 | 麦克斯韦电磁场理论变化的磁场能够产生电场,变化的电场能够产生磁场。根据这个理论,周期性变化的电场和磁场相互联系,交替产生,形成一个不可分割的统一体,即电磁场 |
深度解决 | (1)恒定的电场不产生磁场。 (2)恒定的磁场不产生电场。 (3)均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场。 (4)均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场。 (5)振荡电场产生同频率的振荡磁场。 (6)振荡磁场产生同频率的振荡电场 |
(1)变化的磁场产生的电场叫感应电场;变化的电场产生的磁场叫感应磁场。 (2)感应电场与感应磁场的场线都是闭合的曲线,而且相互正交、套连。 (3)感应电场的方向可南楞次定律判定。感应磁场的方向可由安培定则判定 |
光密介质与光疏介质:
1.定义:两种介质相比较,折射率较大的介质叫做光密介质,折射率较小的介质叫做光疏介质
2.特点:
(1)光由光疏介质射人光密介质时,折射角小于入射角;光由光密介质射入光疏介质时,折射角大于入射角。
(2)光在光疏介质中的传播速度大于在光密介质中的传播速度。
(3)光密介质与光疏介质是相对而言的。单独一种介质无法确定它是光密介质还是光疏介质
全反射:
1.定义:光从光密介质射人光疏介质时,折射角大于入射角,当入射角增大到某一角度时,折射角达到90。,折射光完全消失,只剩下反射光,这种现象叫做全反射
2.临界角:
①定义:折射角为90。时的入射角叫做全反射的临界角。
②公式:光由折射率为n的介质射入空气 (真空)时,
3.条件:
①光由光密介质射向光疏介质
②入射角等于或大于临界角
全反射的计算方法:
光从一种介质射入另一种介质时一般都要同时发生反射与折射现象,如图所示。当光线从光密介质射向光疏介质时,折射角大于入射角。这样就有可能在入射角还没有增大到90。以前,折射角就已经达到90。,以光从水射人空气为例,当入射角增大到某一数值C 时,折射光线恰好掠过水面,和界面平行,折射角等于90。,再继续增大入射角,光线全部反射回水中,不再有折射光线进入空气中,于是形成光的全反射现象。
当折射角为90。时的入射角C叫做临界角,可见发生全反射的条件是:
①光线从光密介质射入光疏介质。
②入射角≥临界角(C),对于临界角有:。
分析光的全反射、临界角问题的一般思路:
(1)画出恰好发生全反射的光路。
(2)利用几何知识分析边、角关系,找出临界角。
(3)以刚好发生全反射的光线为比较对象来判断光线是否发生全反射,从而画出其他光线的光路图。
物质的密度与光密介质、光疏介质:
光密介质和光疏介质是相对的,是根据介质对同种频率的光的折射率大小来划分的。折射率较小的称为光疏介质,折射率较大的称为光密介质。显然对同一介质来说,当与其对比的介质不同时,它可能属于光密介质,也可能属于光疏介质,如水相对于空气是光密介质,但相对于玻璃就属于光疏介质了,对于某种介质,没有与之相对比的其他介质时,谈论它是光密介质还是光疏介质是无意义的。而物质的密度与介质的折射率之间没有直接的联系,密度大的介质折射率不一定大,如酒精的密度小于水的密度,但酒精的折射率大于水的折射率。但对于同种物质来说,当其密度变大时,通常折射率也变大。如空气,在海边、靠近海平面的空气温度低,密度大,折射率也大,常引起“海市蜃楼”现象;在沙漠,靠近地面的空气温度高,密度小,折射率也小,这正是引起“沙漠蜃景”的原因。
薄膜干涉:
光照射到薄膜上,被膜的前、后表面反射的两列光形成相干光
①劈形薄膜厚度均匀变化时,干涉条纹是与劈棱平行的明暗相间的直条纹,相邻条纹间距相等。
②某处两反射光相遇时的路程差为该处薄膜厚度的2倍,即
③观察薄膜干涉时观察者与光源应在薄膜的同侧。
④白光发生薄膜干涉时形成的是彩色条纹
干涉法检查平整度中凹凸情况的两种判定方法:
1.基本方法
如图甲所示,两板之间形成一层空气膜,用单色光从上向下照射,入射光从空气膜的上下表面反射出两列光波,形成干涉条纹。如果被检查平面是光滑的,得到的干涉图样必是等间距的。如果某处凹下去,则对应亮纹(或暗纹)提前出现,如图乙所示;如果某处凸起来,则对应条纹延后出现,如图丙所示。(注:“提前”与 “延后”不是指在时间上,而是指由左向右的位置顺序上)
2.旋转法
这是一种方便快捷地判定被检查平面上是凸起还是凹陷的经验性方法,而不是能从定理或定律推导得出的理论结果。具体方法是将干涉图样及装置一起在纸面内旋转90。。旋转方向是使装置的劈形空气膜劈尖向下,即装置成“V”字形。如在图甲中需逆时针转过90。,此时干涉条纹成水平状态,其上条纹弯曲处的凸起与凹下情况与被检查平面凸、凹情况一致。如在图中,逆时针旋过90。后,乙图中条纹凹陷,丙图中条纹凸起,说明对应于乙图的被检查平面上有凹下的地方,对应于丙图的有凸起处。
牛顿环:
凸透镜的弯曲表面是个球面,球面的半径叫做这个曲面的曲率半径。把一个凸透镜压在一块平面玻璃上,让单色光从上方射入(如图),从上往下看凸透镜,可以看到亮暗相问的圆环状条纹。这个现象是牛顿首先发现的,这些环状条纹叫做牛顿环,它是由两个玻璃表面之间的空气膜发生的薄膜干涉造成的。
在一平玻璃板上放一曲率半径很大的平凸透镜,如图所示,凸球面与平玻璃接触并构成尖劈形空气薄膜。当平行单色光垂直入射时,显示的一组等厚条纹是以接触点O为圆心的同心圆环,就是牛顿环。其亮、暗条纹的半径分别为
亮条纹:
暗条纹:
式中j为干涉级数,λ为波长,R为透镜的曲率半径。光从光疏介质射到光密介质界面发生反射时存在半波损失,故反射光所产生的牛顿环条纹的中心处是一暗点。对于透射光所产生的牛顿环条纹的中心是一亮点。牛顿环所产生的干涉条纹的规律是越靠近中心,条纹的级越低,条纹的宽度越宽。这一点可用劈尖干涉的结论来理解。如图,靠近中心处劈尖顶角减小, 增大。
利用牛顿环可以精确检测光学元件表面的精确度.可精密地测定压力或长度的微小变化。
与“(1)下列说法中正确的是[ ]A、水面上的膜在阳光照射下会呈现...”考查相似的试题有: