2014年高考热光原知识点复习

2014年北京高考《热光原》知识点总结热学专题【知识框架】一分子动理论1.物质是由大量分子组成的。（1）分子体积很小，质量小。分子直径数量级，分子质量数量级～101010102726mkg（2）油膜法测分子直径：DVSS：水面上形成单层分子油膜的面积（3）阿伏伽德罗常量：16021023molNA的任何物质含有×个分子.（4）微观物理量的估算问题：mMNmNA分摩VNVVNMNmVdVdAA分摩摩分分分ρρ固、液：球形气体：立方体1633NnNnA·：摩尔数()nmMVVmolmol2.分子永不停息做无规则热运动：（1）实验依据：扩散现象、布朗运动。（2）布朗运动：是指悬浮在液体中微粒的无规则运动。①布朗运动成因：液体分子无规则运动，对固体小颗粒碰撞不平衡。②影响布朗运动剧烈程度因素：微粒小，温度高，布朗运动剧烈。注：布朗运动不是分子运动但说明液体分子是无规则运动的。3.分子间同时存在相互作用的引力和斥力。（1）分子力：分子间引力和斥力的合力，即为表现出的分子力。（2）分子间作用力的变化：f引、f斥随r变化而反相变化，但斥力比引力变化更快。rrmfff010100()引斥rrffff0引斥斥为rrffff0引斥引为rrfff10000引斥、≈≈专题二内能、热和功1.内能：物体内所有分子热运动的动能和相互作用势能的总和。（1）分子动能：分子热运动所具有的动能。（单个分子动能无意义，整体统计）分子平均动能：标志，温度T，温度越高，分子平均动能越大。（2）分子势能：由分子间相互作用和分子间距离决定的能量。分子间距离变化时，分子势能变化。如rrrrr增加条件：分子力做负功，分子势能增加条件：分子力做正功，分子势能减少00说一下书上表述：通常情况下，r＝r0，当r变化时，分子势能增加。当r＝r0，分子势能最小。∴分子势能宏观上与物体体积有关。（3）物体内能：综合考虑：分子数N，温度T，体积V。物体温度相同，内能一定相同（×）理想气体内能：理想气体分子间无相互作用力，无分子势能，其内能仅是分子动能总和，与分子数N，温度T有关。对一定质量理想气体，内能仅由温度T决定。（4）内能与机械能的区别：①物体内能是物体内大量分子所具有动能和势能的总和，宏观上取决于分子数N，温度，体积。②物体机械能是物体整体运动具有动能和势能总和，取决于质量m，速度v，高度h，形变。2.改变内能的两种方法：做功和热传递（）两种方法区别：热传递：内能在物体间转移高温低温内能转移量即热量做功：其它形式能与内能相互转化1()结果等效，都能改变内能。（2）内能与热量区别：内能状态量，热量是过程量，只有发生热传递，内能发生变化时，才有吸收或放出热量。3.内能变化——热力学第一定律状态变化过程通常是做功和热传递同时发生，系统内能的增加等于外界对系统做功与热传递系统从外界吸收热量的总和。公式：EWQ符号规定：内能增加内能减少外界对系统做功系统对外界做功系统吸热系统放热EEWWQQ0000004.能的转化和守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物体（热传递），或从一种形式转化成另一种形式（做功）。即热力学第一定律。注：第一类永动机不可能制成。专题三气体压强、体积、温度间的关系1.气体状态参量：（1）体积V（气体几何参量）一定质量气体所占据容器的容积。（并不是气体分子体积的总和）1110333Ldmm（2）温度T（t）（气体热学参量）摄氏温标、热力学温标关系：T＝273＋t绝对零度不可能达到（3）压强p（气体力学参量）气体分子频繁碰撞器壁，作用在器壁单位时间单位面积上的压力。宏观：气体作用在器壁单位面积上的压力，大小取决于分子数密度和温度微观：大量气体分子无规则热运动对器壁碰撞产生的，大小取决于单位体积内的分子数分子数密度和分子平均速度T()①温度一定，气体体积小（分子数密度大，或单位体积的分子数）碰撞分子数多，压强大。②体积一定，温度越高，分子碰撞力越大，压强大。2.气体、压强、温度的关系：（）气态方程：一定质量理想气体定值1pVT（2）热力学第一定律应用：气体体积变大，气体体积变小，气体温度升高气体温度降低VWVWTETE0000由确定的正负，气体吸热，气体放热EWQQQQ00绝热，绝热压缩Q0光学专题复习一.知识框架（一）对光传播规律的研究——几何光学直线传播规律（几何方法）反射定律光的传播速度（物理实质）光源基本规律全反射折射定律色散基本光学器件面镜棱镜透镜光路控制成像规律光学仪器（二）光的本性——物理光学光的本性光的波动说光的电磁说光的衍射光的干涉电磁波波谱光的微粒说光的光量子说光电效应光谱及其分析薄膜干涉双缝干涉光的波、粒二象性（一）几何光学重点知识总结（1）光的直线传播规律条件：同种、均匀介质（2）光的反射定律注：无论是镜面反射或漫反射，对每条反射光线都遵循反射定律。（3）光的折射定律，特例：光从真空（空气）射入介质时，则nisinsin特例：真空i介质γ（4）光的独立传播定律：几束光在同一介质中传播时虽屡屡相交，但互不扰乱，保持各自的方向继续传播。（5）光路可逆原理：当光线逆着原来的反射线或折射线方向入射时，将逆着原来的入射线方向反射或折射。即光的反射和折射现象中光路都是可逆的。（6）光的色散：复色光通过三棱镜分解为单色光的现象，红光的偏折角最小，折射率最小，紫光偏折角最大，折射率最大。所有单色光在真空中传播速度相同，都是c,在玻璃（同一介质）中的传播速度红光最大，紫光最小。注：光的颜色由频率决定.几点注意：①光射到两种介质界面上，一般情况下都是既有反射，又有折射，因此需考虑每一条可能的光线（包括垂直入射时按原路返回的反射光）②折射率反映了介质的折光本领，取决于光在真空和介质中的传播速度，即nicvvcncsinsin1，所以，测定了介质的折射率，即可算出光在介质中的速度。③全反射的条件1）光从介质射向真空（空气）；2）入射角等于或大于临界角ccn(sin)113）条件应用：光线从光密介质射至光疏介质的界面时，首先要检查一下临界角，然后才能确定光线的实际传播路径。（二）光的本性——物理光学重点知识1.对光本性的认识：光是具有电磁本质的物质。具有波粒二象性，波长较大时波动性明显，波长很小时微粒性明显。2.光的波动性（1）光的干涉：产生相干光源的方法（必须保证频率相同）。⑴利用激光；⑵将一束光分为两束。干涉区域内产生亮、暗纹的充分必要条件。⑴亮纹：屏上某点到双缝的光程差等于波长的整数倍，既δ=nλ⑵暗纹：屏上某点到双缝的光程差等于半波长的奇数倍，既δ=双缝干涉：相邻亮纹（暗纹）间的距离∝λ，所以用白光作双缝干涉实验时，屏的中央是白色亮纹，两边是彩色条纹，离中央白色亮纹最近的是紫色亮纹。注：同一种单色光的干涉条纹是等间距的。薄膜干涉：两个相干光源是薄膜的两条反射光产生的现象.①单色平行光照楔形薄膜时呈现明暗相间条纹.[因为d的不同造成dLx的不同，因此有的d可能就使x为波长整数倍，有的d可能使x为半波长奇数倍，而呈现明暗相间条纹]②用复色光照射时，则出现彩色条纹.[用白光作光源时，由于不同色光波长不同，在某一厚度d处只能是某一种色光加强而成为这种色光的亮条纹，旁边另一厚度d处只能是另一种色光加强而成为另一色光的亮条纹，这样在不同厚度d处，为不同波长的色光的亮条纹，从而形成彩色条纹]③增透膜是干涉的应用之一，由于“增透”只使两反射光相消，一定的d只能使一定的波长的光相消，我们常见的涂有增透膜的光学元件，是在自然光条件下增透，通常控制增透膜的厚度，使它对黄、绿光满足“增透”，而其他色光（红、橙、蓝、靛、紫）不能满足“增透”.因此从入射光方向看上去呈现其他色光形成的淡紫色.④薄膜干涉应用之二是检查平面是否平整.（2）光的衍射：⑴各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射。⑵发生明显衍射的条件是：障碍物（或孔）的尺寸可以跟波长相比，甚至比波长还小①现象：（a）单缝衍射（b）圆孔衍射（c）圆斑衍射(泊松亮斑)注：同一种单色光的衍射条纹是不等间距的。（3）光的偏振。⑴光的偏振也证明光是一种波，而且是横波。E、B和v两两互相垂直。⑵光波的感光作用和生理作用主要是由电场强度E引起的，因此将E的振动称为光振动。光谱比较表：光谱比较表项目种类特征成因用途连续光谱是连续分布的一切频率的光组成的光谱炽热固体、液体及高压气体发的光直接产生的。发射光谱明线光谱是不相连续的若干个频率的光形成的光谱稀薄气体直接发出的光形成的光谱可鉴别和确定元素（物质化学成分）吸收光谱在连续光谱的背景上出现若干条暗线高温物体发出的光通过低温气体形成的光谱。同上注：光谱分析用明线光谱和吸收光谱。.红外线、紫外线、X射线的性质及应用。种类产生主要性质应用举例红外线一切物体都能发出热效应遥感、遥控、加热紫外线一切高温物体能发出化学效应荧光、杀菌、合成VD2X射线阴极射线射到固体表面穿透能力强人体透视、金属探伤（4）.电磁波谱。波长从大到小排列顺序为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。除可见光外，相邻波段都有重叠。（5）.激光。激光的重要特性：是相干光（单一频率）、平行度好、亮度高。（6）光的电磁说。麦克斯韦根据电磁波与光在真空中的传播速度相同提出光在本质上是一种电磁波——这就是光的电磁说，赫兹用实验证明了光的电磁说的正确性。（7）物质波（德布罗意波）由光的波粒二象性的思想推广到微观粒子和任何运动着的物体上去，得出物质波（德布罗意波）的概念：任何一个运动着的物体都有一种波与它对应，波长λ=。注:电子束通过铝箔的衍射证明物质波的正确性。2.光的粒子性（1）光电效应现象：某种金属在某种频率光照射下，自由电子吸收能量摆脱原子核束缚，飞出金属表面的现象.（2）光电效应实验规律①对任何一种金属都有一个极限频率（0f），如果入射光的频率Af＜0f，则无论光多强，照射时间变长，都不能发生光电效应.②电子离开金属表面的最大初动能是与入射光频率有关与入射光强度无关.③入射光照射到金属表面时光电子飞出其表面的时间t＜s910，即光照停止，光电子的发射亦立即停止.④当入射光频率一定时，飞出金属表面的电子个数随着入射光强度的增加而增加．．．．．．．．．．．．．．．．．.[由WEhνk，吸收一个光子，发出一个光电子，而单位时间的光子数与光的强度成正比，那么单位时间发出的光电子数也就与光的强度成正比]注意：光电效应与电磁波动理论的矛盾有：ⅰ光子能量与频率有关，与振幅无关.ⅱ电子吸收光子的能量瞬间完成，不需要时间积累.[由WEhk，hv是一个光子的能量，电子吸收这份能量后，使自己的能量达到逸出金属所需的能量，不需要时间的积累，即光电子的发射是瞬时的]（3）光子说：普朗克提出电磁波动的能量是不连续的，爱因斯坦提出在空间传播的光也不是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光量子，简称光子，有(hE表光的频率h为普朗克常量，其值为6.63×sJ/1034），“光子”理论成功解释光电效应。（3）光电效应方程.①逸出功：使电子脱离某种金属所做功的最小值.0hw，这量的0即为极限频率.②光电效应方程minmaxwhEk（逸出功）注意：i.光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的频率的增大而增大.ⅱ.光电效应方程是对大量光电子来讲，如果baff则对某些光电子可能最大初动能相同，也有些大于或者小于，对大量来讲，kaE＞kbE.3.光的波粒二象性。光子流不是一群遵从经典力学规律的粒子；光波也不是通常所理解的连续的波动。光波强度代表那里出现的光子数。光的波粒二象性：光是一种波，同时也是一种粒子，个别光子表现出粒子性，大量光子表现出波动性.因此光波又可叫做概率波.如单个光子通过双缝后的落点无法预测，但大量光子的行为（通过双缝后）产生干涉条纹，明纹处光子到达