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高中物理重要知识点必背手册 (5) 机械振动、机械波与电磁波

重要知识点手册:机械振动、机械波与电磁波
机械振动、机械波:
基本的概念,简谐运动中的力学运动学条件及位移,回复力,振幅,周期,频率及在一次全振动过程中各物理量的变化规律。

简谐振动: 回复力: F = 一KX 加速度:a =一KX/m 单摆:T= 2π
L g
(与摆球质量,振幅无关) *弹簧振子T= 2πm K (与振子质量有关,与振幅无关)
等效摆长、等效的重力加速度 影响重力加速度有: ①纬度,离地面高度
②在不同星球上不同,与万有引力圆周运动规律(或其它运动规律)结合考查 ③系统的状态(超、失重情况)
④所处的物理环境有关,有电磁场时的情况
⑤静止于平衡位置时等于摆线张力与球质量的比值 注意等效单摆(即是受力环境与单摆的情况相同) T=2π
g
L
⇒g=
2
2T L 4π 应用:T 1=2π
g
L O
g
L -L 2T O 2∆=π

2
2212T -T L 4g ∆=
π 沿光滑弦cda 下滑时间t 1=t oa =g R 2g R 2=
沿cde 圆弧下滑t 2或弧中点下滑t 3: g
R 2
g R 4
24T t t 32π
π
===
=
共振的现象、条件、防止和应用
机械波:基本概念,形成条件、
特点:传播的是振动形式和能量,介质的各质点只在平衡位置附近振动并不随波迁移。

①各质点都作受迫振动,
②起振方向与振源的起振方向相同, ③离源近的点先振动,
④没波传播方向上两点的起振时间差=
波在这段距离内传播的时间 ⑤波源振几个周期波就向外传几个波长 波长的说法:①两个相邻的在振动过程中对平衡位置“位移”总相等的质点间的距离 ②一个周期内波传播的距离
③两相邻的波峰(或谷)
间的距离
④过波上任意一个振动点作横轴平行线,该点与平行线和波的图象的第二个交点之间的距离为一个波长
波从一种介质传播到另一种介质,频率不改变, 波长、波速、频率的关系: V=λf =λ
T
(适用于一切波)
波速与振动速度的区别 波动与振动的区别:
研究的对象:振动是一个点随时间的变化规律,波动是大量点在同一时刻的群体表现, 图象特点和意义 联系:
波的传播方向⇔质点的振动方向(同侧法、带动法、上下波法、平移法) 知波速和波形画经过(∆t )后的波形(特殊点画法和去整留零法)
波的几种特有现象:叠加、干涉、衍射、多普勒效应,知现象及产生条件
电磁波:LC 振荡电路:产生高频率的交变电流. T =2π

C
L
L
充 电
q ↑ i ↓
放 电
q ↓ i ↑
充 电 q ↑ i ↓ 放 电
q ↓ i ↑
q=0 i=I 电场能↑→电场线密度↑→电场强度E ↑→ 电容器极板间电压u ↑→ 电容器带电量q ↑ 磁场能↑→磁感线密度↑→磁感强度B ↑→线圈中电流i ↑
(2)电磁振荡的产生过程
放电过程:在放电过程中,q ↓、u ↓、E 电场能↓→i ↑、B ↑、E 磁场能↑,电容器的电场能逐渐转变成线圈的磁场
能。

放电结束时,q=0, E 电场能=0
,i 最大,E 磁场能
最大,电场能完全转化成磁场能。

充电过程:在充电过程中,q ↑、u ↑、E 电场能↑→I ↓、B ↓、E 磁场能↓,线圈的磁场能向电容器的电场能转化。

充电结束时,q 、E 电场能增为最大,i 、E 磁场能均减小到零,磁场能向电场能转化结束。

反向放电过程: q ↓、u ↓、E 电场能↓→i ↑、B ↑、E 磁场能↑,电容器的电场能转化为线圈的磁场能。

放电结束时,q=0, E 电场能=0,i 最大,E 磁场能最大,电场能向磁场能转化结束。

反向充电过程: q ↑、u ↑、E 电场能↑→i ↓、B ↓、E 磁场能↓,线圈的磁场能向电容器的电场能转化。

充电结束时,
q 、E 电场能增为最大,i 、E 磁场能均减小到零,磁场能向电场能转化结束。

麦克斯韦的电磁场理论:
①变化的磁场产生电场:均匀变化的磁场将产生恒定的电场,周期性变化的磁场将产生同频率周期性变化的电场。

②变化的电场产生磁场:均匀变化的电场将产生恒定的磁场,周期性变化的电场将产生同频率周期性变化的磁场。

发射电磁波的条件①频率要有足够高。

②振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间,采用开放电路.
特点:(1)电磁波是横波。

(2)三个特征量的关系v =λ/T =λf
(3)电磁波可以在真空中传播,向周围空间传播电磁能,能发生反射,折射,干涉和衍射。

无线电波的发射:LC 振荡器电路产生的高频振荡电流通过L 2与L 1的互感作用,使L 1也产生同频率的振荡电流,振荡电流在开放电路中激发出无线电波,向四周发射。

调制要传递的信号附加到高频等幅振荡电流上的过程叫调制。

两种方式:调幅和调频
a.调幅使高频振荡的振幅随信号而改变叫做调幅。

(AM) 中波和短波的波段
b.调频使高频振荡的频率随信号而改变叫做调频。

(FM)和电视广播,微波中的甚高频(VHF)和超高频(UHF)波段。

电波的接收(1)电谐振选台。

当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时,接收电路中产生的振荡电流最强.这种现象叫做电谐振,相当于机械振动中的共振。

(2)检波由调谐电路接收到的感应电流,是经过调制的高频振荡电流,还不是所需要的信号。

还必须从高频振荡电流中“检”出声音或图象信号,从接收到的高频振荡中“检”出所携带的信号,叫做检波。

也叫解调。

下图中L2、D、C2和耳机共同组成检波电路。

检波之后的信号再经过放大重现我们就可以听到或看到了。

(如上图)。

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