簡介：第八章真空中的靜電場81在正方形的四個頂點上放置四個等量正電荷要想在此10048CQ正方形的中心再放置一個負電荷，使在每個電荷上的合力為零，此負電荷的量值應(yīng)為多少分析本題是應(yīng)用庫侖定律求解電荷受電場力的平衡問題注意到庫侖定律表達式是矢量式，求解時，通?？梢越⒅苯亲鴺讼?，將各力投影在兩正交方向上，得到各分量之間的代數(shù)關(guān)系式；也可以直接用矢量合成關(guān)系得出相同的結(jié)果因為正方形四個頂點上的點電荷帶電量相等，負電荷Q置于正方形中心，因此電荷分布具有明顯的對稱性，四頂點上的點電荷受力大小相同，而且兩坐標方向分量的方程應(yīng)具有相同的表達形式解1設(shè)A為正方形邊長，取如圖81所示的OXY坐標系以表示電XF1荷所受的合力在X方向的分量，表示其它電荷對它的作用力在X方向的1QXIF1分量，根據(jù)題意，合力的在X方向分量的代數(shù)和為零，有014131211XQXXXXFFFFF應(yīng)用庫侖定律，可得電荷所受其它電荷對它的力在X方向的分量，代入上式1Q得022445COS42445COS020202202AQQAQAQC10833C10042241224188QQYF21F31Q4Q1OF41XFQ1QQ3Q2圖81電場強度最大處應(yīng)滿足極值條件，令，得0DDYE0222522220LYYLQ解得LY22因軸為中垂面上任一徑向，無須取負值，則極值位置為又由計算YLY220可得，故在位置為處E有極大值，即在中垂面（X0）上0DD022YYYELY220場強最大處是以O(shè)為中心，半徑為的圓L2283半徑為R的一段圓弧，圓心角為，一半均勻帶正電，另一半均勻60帶負電，單位長圓弧上所帶電荷量分別為和，求其圓心處的電場強度分析當電荷沿一細線連續(xù)分布時，電荷線密度為，須將帶電細線分為足夠小的一系列電荷元，每一電荷元都可視為點電荷設(shè)R為電荷元LQDDDQ到空間某點的徑矢，則場強疊加原理給出該點場強為沿電荷分布曲線L的矢量積分，通常應(yīng)取平面直角坐標系，將矢量積分化為LLRLRQ30304D4DRRE兩標量積分進行計算在解題時應(yīng)該注意到，電荷分布的對稱性往往會使問題得到簡化解以帶電圓弧的圓心為原點，取如圖83的OXY坐標系，帶正電的圓弧上電荷元的角位置為，在圓心處的場強為，與之對稱的帶DDDRLQED負電的圓弧上電荷元角位置為，LQDD在圓心處的場強為不難看出，與EDXED相抵消，與相等，即XEDYEDYEDDLΘOX–Θ–DE’DEDEDL’–Y圖83

簡介：1第十章習題解答101如題圖101所示，三塊平行的金屬板A，B和C，面積均為200CM2A與B相距4MM，A與C相距2MM，B和C兩板均接地，若A板所帶電量Q30107C，忽略邊緣效應(yīng)求（1）B和C上的感應(yīng)電荷（2）A板的電勢（設(shè)地面電勢為零）。分析當導體處于靜電平衡時，根據(jù)靜電平衡條件和電荷守恒定律，可以求得導體的電荷分布，又因為B、C兩板都接地，所以有。ACABUU解（1）設(shè)B、C板上的電荷分別為、。因3塊導體板靠的較近，可將6個導體面視BQCQ為6個無限大帶電平面。導體表面電荷分布均勻，且其間的場強方向垂直于導體表面。作如圖中虛線所示的圓柱形高斯面。因?qū)w達到靜電平衡后，內(nèi)部場強為零，故由高斯定理得1ACQQ2ABQQ即ABCQQQ①又因為ACABUU而2ACACDUEABABUED∴2ACABEE于是002CB兩邊乘以面積S可得002CBSS即②2CBQQ題圖101題101解圖D3即1220124Π0QRRRRRERRR，332004Π4ΠRRQQUEDRDRRR2RR2222233024ΠRRRRQUEDREDREDRR12RRR121122112313RRRRRRRRUEDREDREDREDREDR0121114ΠQRRR1RR綜上可知10121202201114Π4Π4ΠQRRRRRQURRRRQRRR104半徑為R1的導體球，帶有電量Q；球外有內(nèi)、外半徑分別為R2，R3的同心導體球殼，球殼帶有電量Q。（1）求導體球和球殼的電勢U1，U2；（2）若球殼接地，求U1，U2；（3）若導體球接地（設(shè)球殼離地面很遠），求U1，U2。分析由場強分布的對稱性，利用高斯定理求出各區(qū)域場強分布；再由電勢定義求電勢。接地導體電勢為零，電荷重新分布達到新的靜電平衡，電勢分布發(fā)生變化。解如圖題104解圖（A）所示當導體達到靜電平衡時Q分布在導體球的表面上由于靜電感應(yīng)在外球殼的內(nèi)表面上感應(yīng)出電量外表面上感應(yīng)出電量，則球殼外表面上共帶QQ電荷QQ1由于場的對稱性由高斯定理求得各區(qū)域的場強分布為10E1RR2204ΠQER12RRR30E23RRR題104解圖（A）

簡介：絕密★考試結(jié)束前2016年4月浙江省普通高校招生選考科目考試物理試題姓名準考證號本試題卷分選擇題和非選擇題兩部分，共8頁，滿分100分，考試時間90分鐘。其中加試題部分為30分用【加試題】標出?？忌⒁?答題前，請務(wù)必將自己的姓名、準考證號用黑色字跡的簽字筆或鋼筆分別填寫在試退卷和答題紙規(guī)定的位置上。2答題時，請按照答題紙上“注意事項”的要求，在答題紙相應(yīng)的位置上規(guī)范作答在試題卷上的作答一律無效。3非選擇題的答案必須使用黑色字跡的簽字筆或鋼筆寫在答題紙上相應(yīng)區(qū)域內(nèi)作圖時。先使用2B鉛筆，確定后必須使用黑色字跡的簽字筆或鋼筆描黑，答案寫在本試題卷上無效4可能用到的相關(guān)公式或參數(shù)重力加速度G均取10MS2。選擇題部分一、選擇題I本題共13小題，每小題3分，共39分。每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的，不選、多選、錯選均不得分1某同學繞操場一周跑了400M，用時65S。這兩個物理量分別是A路程、時刻B位移、時刻C路程、時間D位移、時間2如圖所示是某人在投飛鏢，飛鏢在飛行途中受到的力有A推力B重力、空氣阻力C重力、推力D重力、推力、空氣阻力3下列說法正確的是A物體在完全失重的狀態(tài)下沒有慣性B運動是絕對的，但運動的描述是相對的C電流強度有大小和方向，所以是矢量D研究月球繞地球運行軌跡時不能把月球看成質(zhì)點4物理學中的自由落體規(guī)律、萬有引力定律、靜止點電荷之間的相互作用規(guī)律和電流磁效應(yīng)分別由不同的物理學家探究發(fā)現(xiàn)，他們依次是A伽利略、牛頓、庫侖和奧斯特B牛頓、安培、洛倫茲和奧斯特C伽利略、卡文迪許、庫侖和安培D開普勒、伽利略、庫侖和洛倫茲112015年12月，我國暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星“悟空”發(fā)射升空進入高為50102KM的預(yù)定軌道?！拔蚩铡毙l(wèi)星和地球同步衛(wèi)星的運動均可視為勻速圓周運動。已知地球半徑R64103KM。下列說法正確的是A“悟空”衛(wèi)星的線速度比同步衛(wèi)星的線速度小B“悟空”衛(wèi)星的角速度比同步衛(wèi)星的角速度小C“悟空”衛(wèi)星的運行周期比同步衛(wèi)星的運行周期小D“悟空”衛(wèi)星的向心加速度比同步衛(wèi)星的向心加速度小12圖示中的路燈為太陽能路燈，每只路燈的光伏電池板有效采光面積約03M2。晴天時電池板上每平方米每小時接收到的太陽輻射能約為3106J。如果每天等效日照時間約為6H，光電池一天產(chǎn)生的電能可供30W的路燈工作8H。光電池的光電轉(zhuǎn)換效率約為A48％B96％C16％D44％13如圖所示，真空中有兩個點電荷Q190108C和Q210108C，分別同定在X坐標軸上，其中Q1位于X0處，Q2位于X6CM處。在X軸上A場強為0的點有兩處B在X6CM區(qū)域，電勢沿X軸正方向降低C質(zhì)子從X1CM運動到X5CM處，電勢能升高D在09CM的區(qū)域，場強沿X軸正方向二、選擇題II本題共3小題，每小題2分，共6分。每小題列出的四個備選項中至少有一個是符合題目要求的。全部選對的得2分，選對但不全的得1分，有選錯的得0分14【加試題】下列說法正確的是A波源的頻率越高，波速越大B溫度升高，放射性元素的半衰期不變C氫原子吸收光子從低能級躍遷到高能級D光發(fā)生全反射時，臨界角隨入射角增大而變大15【加試題】擺球質(zhì)量相等的甲、乙兩單擺懸掛點高度相同，其振動圖象如圖所示。選懸掛點所在水平面為重力勢能的參考面，由圖可知A甲、乙兩單擺的擺長之比是49BTA時刻甲、乙兩單擺的擺角相等CTB時刻甲、乙兩單擺的勢能差最大DTC時刻甲、乙兩單擺的速率相等

簡介：23表征交變電流的物理量表征交變電流的物理量學案（粵教版選修學案（粵教版選修3232）1交變電流完成一次周期性變化的__________稱為交變電流的周期交變電流在1S內(nèi)完成周期性變化的________叫做它的頻率，周期和頻率互為________即____________或____________2讓交變電流與恒定電流分別通過________阻值的電阻，如果它們在____________內(nèi)產(chǎn)生的________相等，這個恒定電流I、電壓U的數(shù)值就叫做相應(yīng)交變電流的電流、電壓的有效值3正弦式交變電流的峰值和有效值的關(guān)系為________________，________________4雙選某交變電流的方向在1S內(nèi)改變100次，則其周期T和頻率F分別為AT＝001SBT＝002SCF＝100HZDF＝50HZ5雙選一矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生交變電流的電動勢的圖象如圖1所示，則圖1A交變電流的頻率是4ΠHZB當T＝0時，線圈平面與磁感線垂直C當T＝ΠS時，E有最大值D交流電的周期是2ΠS6如圖2是一個正弦式交變電流的圖象，下列說法正確的是圖2A周期是02S，電流的峰值是10AB周期是015S，電流的峰值是10AC頻率是5HZ，電流的有效值是10AD頻率是02HZ，電流的有效值是707A【概念規(guī)律練】知識點一交變電流的周期和頻率1某交變電壓隨時間的變化規(guī)律如圖3所示，則此交變電流的頻率為________HZ線圈轉(zhuǎn)動的角速度是________RADS若將此電壓加在10ΜF(xiàn)的電容器上，則電容器的耐壓值不應(yīng)小于________V圖32我國照明電壓的瞬時值表達式為E＝220SIN100ΠTV，它的周期是________，頻率是2________，在1S內(nèi)電流的方向改變________次，電壓最大值為________知識點二交變電流的峰值和有效值3關(guān)于交變電流的感應(yīng)電動勢的有效值U和最大值UM，下列說法中正確的是A任何形式的交變電流都具有U＝UM的關(guān)系2B只有正余弦式交變電流才具有U＝的關(guān)系UM2C照明電壓220V、動力電壓380V指的都是最大值D交流電壓表和交流電流表測的都是最大值4電阻R1、R2與交流電源按照圖4A方式連接，R1＝10Ω，R2＝20Ω合上開關(guān)S后，通過電阻R2的正弦式交變電流I隨時間T變化的情況如圖B所示則圖4A通過R1的電流有效值是12ABR1兩端的電壓有效值是6VC通過R2的電流最大值是12A2DR2兩端的電壓最大值是6V2【方法技巧練】一、有效值的計算方法5如圖5所示為一交變電流的圖象，則該交變電流的有效值為多大圖56某一交流電的電壓波形如圖6所示，求這一交流電的電壓有效值U參考答案參考答案課前預(yù)習練1時間次數(shù)倒數(shù)T＝F＝1F1T2相同相同時間熱量3I＝U＝IM2UM24BD由于正弦式交變電流每周期內(nèi)方向改變兩次，所以其頻率為50HZ，由T＝得1FT＝002S5BD6A由圖象可知T＝02S，IM＝10A，故頻率F＝＝5HZ，I＝＝5A＝7071TIM22AA正確，B、C、D錯誤課堂探究練150100Π200解析由圖象可知此正弦交變電壓的峰值UM＝200V，周期T＝002S，頻率F＝＝501THZ；Ω＝＝RADS＝100ΠRADS將該電壓加在電容器上，電容器的耐壓值不應(yīng)小于200V2ΠT2Π002點評交變電流完成一次周期性變化所需的時間叫周期；交變電流在1S內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)叫頻率周期T和頻率F的關(guān)系為T＝1F2002S50HZ100220V2解析由電壓的瞬時值表達式E＝220SIN100ΠTV可得UM＝220V，Ω＝100ΠRADS，所22以周期T＝＝002S；由公式F＝得F＝50HZ；一個周期內(nèi)電流的方向改變兩次，所以1S內(nèi)2ΠΩ1T電流方向改變100次點評交變電流在一個周期內(nèi)，電流的方向改變兩次3B電壓、電流的有效值和峰值之間的倍關(guān)系是僅限于正余弦交變電流而言的，所2以A是錯誤的，B是正確的；在交變電流的講述中沒有特別說明情況下的電流和電壓均指有效值，C錯誤；交流電壓表、交流電流表測的都是有效值，D錯誤點評交變電流的峰值IM或UM是它能達到的最大數(shù)值正余弦式交變電流的有效值I、U與峰值IM、UM之間的關(guān)系為I＝，U＝IM2UM24BR1與R2串聯(lián)，所以R1與R2中的電流變化情況相同從圖象可以看出，交變電流中電流最大值為06A，電流有效值為I＝＝06A，R1兩端的電壓有效值為U1＝IR1＝62IM2V，R2兩端電壓最大值為UM＝IMR2＝0620V＝12V，綜上所述，正確選項為B22點評在純電阻電路中，若電源為交流電源，歐姆定律仍然適用，公式I＝中I、U同時UR對應(yīng)有效值或最大值5I032解析交變電流一個周期T內(nèi)通過電阻R產(chǎn)生的熱量為2RT2＋IRT2，直流電I通I0220過R一個周期T產(chǎn)生的熱量為I2RT，由有效值的定義知2RT2＋IRT2＝I2RTI0220解得I＝I032方法總結(jié)只有正弦或余弦式交流電的有效值才是最大值的，對于其他形式的交變電12流要緊扣有效值的定義列方程計算有效值，時間一般取一個周期62V10解析假設(shè)讓一直流電壓U和題圖所示的交流電壓分別通過同一電阻，交流電在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q1＝2＝＋直流電在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q2＝TU21RT4＋U2RT482RT242RT2U2R由交流電有效值的定義，得Q1＝Q2，即＋＝T解得U＝2V82RT242RT2U2R10方法總結(jié)有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)定義的計算時要取一個完整周期的時間，而不是簡單的對電壓求平均錯解U＝V＝6V8＋42712NBSR＋RΠΩRNBS24R＋R2解析1在此過程中，穿過線圈的磁通量變化ΔΦ＝BS，經(jīng)歷時間ΔT＝＝T4Π2Ω產(chǎn)生的平均電動勢為＝N＝NBΩSEΔΦΔT2Π平均電流為＝＝IER＋R2NBΩSΠR＋R通過R的電荷量Q＝ΔT＝INBSR＋R

簡介：一、是非題1、常規(guī)X射線攝影的圖像的空間分辨率在目前所有的醫(yī)學影像中是最高的√。2、原子核的結(jié)合能就是在核子組成原子核的過程中所吸收的能量（）3、根據(jù)質(zhì)能關(guān)系ΔΕΔMC2原子核的靜質(zhì)量比組成它的核子的靜質(zhì)量總和要大（）4、在X線成像中顯示的是X線衰減系數(shù)的分布，而核醫(yī)學成像則顯示的是三維放射源的分布?！?在達到放射平衡（長期平衡）時，母體核和子體核的放射性活度相等?！?利用MRI信號的頻率存儲成像斷面的空間一個維（例如X）的信息，采用的是梯度較大的梯度磁場。（）7SPECT的空間分辨率較低，主要是因為相對完成的旋轉(zhuǎn)掃描過程中很難保證始終緊貼人體。（）8與SPECT相比，PET由于使甲電子自準直技術(shù)，因此采充的探測靈敏度有了明顯提高?！?不同的組織與器官的弛豫時間有顯著的不同，這一特點使MRI對軟組織及器官有特殊的分辨率√10超聲波診斷系統(tǒng)在發(fā)射超聲波時，探頭利用正向壓電效應(yīng)，將高頻電磁波振動的能量轉(zhuǎn)換為機械振動的能量。（）二、選擇題1、在臨床診斷上，超聲波通過反射原理所能顯示的病灶（B），主要與超聲波的波長有關(guān)。A、最大直徑B、最小直徑C、最大周長D、最小周長2、不穩(wěn)定核素，單位時間內(nèi)衰變的核子數(shù)與下列（D）因素有關(guān)A、與原有的核子數(shù)N0成正比B、與現(xiàn)存的核子數(shù)N成正比C、與衰變時間T成正比D、與現(xiàn)存的核子數(shù)N按指數(shù)規(guī)律變化3、若母體核的核子數(shù)為N1，半衰期為T1，衰變常數(shù)為Λ1，子體核相互的參數(shù)分別為N2、T2、Λ2，則形成長期平衡的條件是（C）A、N2N1，T2TT1B、T2〈〈T2，T2TT2C、Λ1〈〈Λ2，T2〈〈TT1D、子體核是一穩(wěn)定的核數(shù)4、某放射性核素的半衰期為30年，放射性活度減為原來的125所需的時間為BA、60年B、90年C、120年D、240年5、自然圖像的灰度直方圖與圖像質(zhì)量的關(guān)系為（A）A、直方圖在灰度低值區(qū)頻數(shù)較大，圖像偏暗B、直方圖在灰度低值區(qū)頻數(shù)較小，圖像偏暗C、直方圖在灰度高值區(qū)頻數(shù)較大，圖像偏暗D、直方圖在灰度高值區(qū)頻數(shù)較小，圖像偏亮6、標識X射線的波長僅與（A）因素有關(guān)A、陽極靶物質(zhì)B、陽極靶的角度C、管電流D、管電壓7、連續(xù)X譜中的短波極限僅與（B）有關(guān)A、與管電流有關(guān)B、與管電壓有關(guān)C、與靶的面積有關(guān)D、與靶的材料有關(guān)8、同位素的定義是（B）A、質(zhì)子數(shù)不同中子數(shù)相同的核素B、質(zhì)量數(shù)不同原子序數(shù)相同的核素C、質(zhì)量數(shù)相同原子序數(shù)不同的核素D、質(zhì)量數(shù)不同中子數(shù)相同的核素9、圖像量化深度對密度分辨率的影響是（A）A、量化深度越大圖像密度分辨率越高B、量化深度越小，圖像密度分辨率越高C、量化深度越大圖像密度分辨率越低D、圖像密度分辨率與圖像量化深度的大小無關(guān)10、一個同位素閃爍掃描機的準直器近晶體端面的孔徑為D。準直器的幾何焦距為F，準直器的厚度為L，則該掃描機的各向分辨距離為（A）A、RD0FLB、RD0LFC、RFD0LD、RLD0F11、采用自旋回波脈沖序列，為獲得T1加權(quán)像，應(yīng)選用（B）A、長TR，短TEB、短TR，短TEC、長TR，長TED、短TR，長TE12、設(shè)計相應(yīng)的電磁輻射的頻率符合特定層面的拉莫爾頻率，使該層面的氫核發(fā)生共振，稱這一過程為（四、名詞解釋1、窗口技術(shù)系指CT機放大或增強某段范圍內(nèi)灰度的技術(shù)。2、灰度直方圖灰度級直方圖是一種函數(shù)，它表示數(shù)字圖像中第一灰度級與該灰度級出現(xiàn)的概率密度（具有這一灰度級的像素數(shù)與圖像總像素數(shù)之比）之間的對應(yīng)關(guān)系。3、體素是指在受檢體內(nèi)欲成像的斷層表面上，按一定大小和一定坐標人為地劃分的很小的體積元。4、T1弛豫時間是MZ在激勵過后恢復到最大值M。這一過程中的時間常數(shù)。T1是縱向弛豫時間。五、計算及問答。1、觀察腦組織時，一般取窗寬為120HU，窗位為35HU，試估算腦組織的CT值范圍。答放大的灰度范圍上下限之差叫窗寬，放大的灰度范圍的中心灰度值叫窗位。設(shè)放大的灰度范圍上限為X，放大的灰度范圍下限為Y。已知窗寬＝120HU，窗位＝35HU。根據(jù)公式得窗寬＝X－Y窗位＝（X＋Y）2計算得X＝95HUY＝25HU結(jié)果腦組織的CT值范圍25HU95HU。2、彌散磁共振成象分哪兩種，簡述信號與彌散系數(shù)的關(guān)系。彌散磁共振成像僅計算出衰減與彌散系數(shù)的關(guān)系或僅確定彌散系數(shù)，這種彌散譜沒有空間定位不能作為成像數(shù)據(jù)。為了能準確地確定各體元的彌散系數(shù)，必須與成像的脈沖序列如SEGRE等結(jié)合得到由體素彌散系數(shù)差異形成的加權(quán)對比，叫做彌散加權(quán)像DIFFUSIONWEIGHTEDIMAGEDWI，也可以是被純彌散系數(shù)給定的，叫做彌散系數(shù)像。1彌散加權(quán)像DWI若與SE序列結(jié)合，就構(gòu)成自旋回波彌散成像。為了增加彌散的靈敏度，須插入額外的幅度很大的雙極梯度脈沖‘D，該兩個脈沖施加于1800脈沖的兩側(cè)見圖414，改變雙極脈沖的幅度，可產(chǎn)生不同強度的彌散力。權(quán)。得到由于彌散系數(shù)差異而形成的MR信號強度的差異，即彌散加權(quán)對比度成像DWI其中包括了幾弛豫權(quán)重。在DWI中，組織的彌散系數(shù)D越高，則其在圖像上的信號越低。2彌散系數(shù)成像彌散系數(shù)成像是通過對多幅彌散加權(quán)像進行計算，得到彌散系數(shù)D的分布D二，YZ，彌散系數(shù)像就是彌散系數(shù)按像素的分布圖，其對比度只依RTR1FT賴于彌散系數(shù)，彌散系數(shù)大的地方強度大亮度高，與DWI正好相反。由二由于用計算出的D成像，TL“T2效應(yīng)己消除，所以有很好的對比度，又因為D參數(shù)不依賴于于MR環(huán)境，所以DMAP與T1、T2加權(quán)像有本質(zhì)的不同，不同機器間得到的D系數(shù)像可以進行比較。3、放射性核素顯像的優(yōu)越性主要有哪些答1、靈敏度高?？删_的測出10ˉ1410ˉ18G水平。2、測量方法簡便。放射性核素顯像，只需進行放射性測量，可以完全排除非放射性物質(zhì)的干擾。3、準確性高，結(jié)果可靠。在機體生命過程的各階段中，都可用此技術(shù)進行研究。4、在醫(yī)學科學中應(yīng)用廣泛。細胞生物學、分子生物學、免疫學等，都離不開放射性核素顯像的應(yīng)用。特點1、引入體內(nèi)放射核素量很少，生物半衰期很短，在體外進行的放射性檢測靈敏度很高，是一種方便安全的影象技術(shù)。2、核醫(yī)影像是一種功能顯像，清晰度主要由臟器或組織的功能狀態(tài)決定，而不是取決于組織密度的變化。3、與其他影像的比較，核醫(yī)學影像含有豐富的人體內(nèi)部功能性信息，以功能性顯像為主。4傳統(tǒng)CT掃描方式的種類有哪些主要的技術(shù)特點包括哪兩個方面答1、單束平移旋轉(zhuǎn)掃描方式，又稱第一代CT掃描，掃描裝置是由一個X射線管和一個檢測器組成，X射線束被準直成筆直單射線束形式，X射線管和檢測器圍繞受檢體作同步平移旋轉(zhuǎn)掃描運動。

簡介：作者簡介,,加來道雄美籍日裔物理學家，畢業(yè)于美國哈佛大學，獲加利福尼亞大學伯克利分校哲學博士學位，后任紐約市立大學城市學院理論物理學教授。主要著作有超越愛因斯坦（與特雷納合著）量子場論超弦導論。其“超弦理論”，雖然只是短短一個一英寸長的方程式，也許就是解開宇宙之謎的第一把鑰匙。,刨根究底（PáO）撒手人寰（HUáN）湮沒（YāN）驚詫（CHà）柵欄（ZHà）畏葸不前（Xǐ）五彩斑斕（LáN）目眩（XUàN）鄙視（Bǐ）冷嘲熱諷（FěNG）杜撰（ZHUàN）怪誕（DàN）,字詞掌握,

簡介：（人物簡介類說明文）,一名物理學家的教育歷程,,加來道雄，美籍日裔物理學家，畢業(yè)于美國哈佛大學，獲加利福尼亞大學伯克利分校哲學博士學位，后任紐約市立大學城市學院理論物理學教授。主要著作有超越愛因斯坦（與特雷納合著）量子場論超弦導論。,本文的基本結(jié)構(gòu)分析,1文章的題目是“一名物理學家的教育歷程”，本文的敘述的順序是怎樣的2作者開頭說“童年的兩件趣事極大地豐富了我對世界的理解力，并且引導我走上成為一個理論物理學家的歷程”有何作用,本文的基本結(jié)構(gòu)分析,1文章的題目是“一名物理學家的教育歷程”，因此，敘述的順序主要是時間順序。2作者開頭就說“童年的兩件趣事極大地豐富了我對世界的理解力，并且引導我走上成為一個理論物理學家的歷程?！倍巴甑膬杉な隆弊鳛槲恼碌闹饕獌?nèi)容，又是共時性的敘述。這樣的結(jié)構(gòu)安排，使文章既脈絡(luò)清楚，又重點突出。,作者在文章中所說，“童年的兩件趣事極大地豐富了我對世界的理解力，并且引導我走上成為一個理論物理學家的歷程“。這兩件趣事是指什么,第一件趣事是指作者小時候在父母的帶領(lǐng)下，去舊金山游覽著名的日本茶園。作者在那里發(fā)現(xiàn)了豐富多彩的非常有趣的鯉魚世界。第二件趣事是指作者在八歲時曾聽過的一個有關(guān)整個人類歷史上最偉大的科學家的故事。,結(jié)構(gòu)圖,教育歷程童年→鯉魚世界的幻想想像青年→實驗成年→理論物理學家教育內(nèi)容愛因斯坦故事理論,結(jié)構(gòu)圖解,一（1段）全文總括記敘了作者在童年的兩件趣事，以及作者是如何由這兩件趣事來激發(fā)自己的科學興趣的。二（211段）由對鯉魚世界的遐想，推知人類認識的局限性。1幻想鯉魚“科學家”研究的局限性。2推知人類對多維空間研究的局限性。三（1218段）對愛因斯坦未竟事業(yè)的向往與學習研究。1探究愛因斯坦未完成的理論。2建立自己的原子對撞機。,“鯉魚科學家”對“世界”的認識是怎樣的,主要有以下幾點（1）“水池之外看不見的世界沒有科學意義。（2）“它們?yōu)樗徸约耗軌蜻\動而困惑不解”它們以神秘的“力”來掩蓋自己的無知。（3）“鯉魚科學家”的“消失”和“重現(xiàn)”它們認為是“奇跡”，是“可怖的事情”，而不肯去探究原因。（4）“鯉魚科學”的“傳奇故事”，真實地證明另一個世界的存在，而它們卻認為“胡說八道”，荒謬絕倫，違背它們的“自然規(guī)律”。,作者想通過“鯉魚科學家”對世界的認識說明什么,說明“自以為是”的人類和“鯉魚科學家”有相似之處。（1）人類“一生就在我們自己的‘池子’里度過”，只要“超出我們的理解力”的自然存在，他們就“拒絕承認”。（2）“科學家發(fā)明像力這樣一些概念”，是因為他們只愿意承認“那些看得見摸得著的事物”，不肯改變思考問題的方式。（3）“不能在實驗室里便利地驗證”的理論，他們就加以“鄙視”，表現(xiàn)出思想上的保守和固執(zhí)。,課文中閱讀多維空間歷險故事和統(tǒng)一場理論書籍兩小段內(nèi)容，對“教育歷程”的敘述有什么作用,課文的重點是童年趣事和建立實驗室，這三個事例已經(jīng)把“教育歷程”完整地勾畫出來。而夾雜在其中的兩個小事例，主要起補充和銜接的作用。歷險故事加深作者對高維空間的想像，激發(fā)興趣；而閱讀統(tǒng)一場理論書籍，既表現(xiàn)高中階段作者求知的熱情，也銜接起由理論到實驗的探究過程。,本文三個主要部分，并不是簡單地敘述成長的故事，而是具有深刻的科學精神內(nèi)涵，可以從中看到哪些方面的“教育”對成為優(yōu)秀科學家最為重要。（1）想像力科學是需要想像力的，想像力能帶來創(chuàng)造力。作者正是從對鯉魚世界的想像中，認識到人類觀察空間的局限性，間接感悟到高維空間存在的可能。由感性的想像上升到理性的創(chuàng)造，體現(xiàn)了創(chuàng)新意識和探索精神。,本文體現(xiàn)了怎樣的科學精神,（2）樂趣科學不應(yīng)該是枯燥的，而是應(yīng)該充滿樂趣的。探尋自然的奧秘，對真正的科學工作者來說，是和自然做的近似于捉迷藏的“游戲”，也是人生的“境界”?！坝螒颉笔顾麄儤反瞬黄?，充滿激情，不受外界的誘惑和干擾；而“境界”使他們不顧功利，不畏強權(quán)，只求真理。,,（3）實驗精神有了想像力，有了樂趣，那只是成為科學家的最基礎(chǔ)的因素，不去踏踏實實地做實驗，就不能得到基本數(shù)據(jù)，假說就不能確立。一味地空想，不去做基礎(chǔ)工作，不可能達到真理的彼岸。作者從事的高維空間理論，雖然還停留在紙面上，但是科學家們已經(jīng)在做許多基礎(chǔ)的實驗工作，努力使理論得到證明。即使如科學家霍金靠睿智的頭腦創(chuàng)建黑洞理論，也要有數(shù)學和天體物理學的實驗基礎(chǔ)，也不是空想出來的。,藝術(shù)鑒賞,1形象的描述作者借助于想象，采用了擬人化的筆法，讓鯉魚“科學家們”會看會想，會提出問題會說話，這樣就使深奧的科學道理變得淺顯易懂。2語言準確、嚴密作者講究選詞，講究用恰如其分的詞句來表達周密嚴謹?shù)囊馑肌?AXYZA代表成功，X代表艱苦的勞動，Y代表正確的方法，Z代表少說空話。愛因斯坦常常有同學問我做物理工作成功的要素是什么我想要素可以歸納為三個PPERCEPTION,PERSISTENCE,ANDPOWER。PERCEPTION眼光，看準了什么東西，就要抓住不放；PERSISTENCE堅持，看對了就要堅持；POWER力量，有了力量能夠闖過關(guān)，遇到困難你要闖下去。楊振寧,多維空間,0維沒有長寬高，單純的一個點。一維只有長度二維平面世界只有長寬三維長寬高立體世界我們?nèi)庋塾H身感覺到看到的世界三維空間是點的位置由三個坐標決定的空間。客觀存在的現(xiàn)實空間就是三維空間，具有長、寬、高三種度量。數(shù)學、物理等學科中引進的多維空間概念，是在三維空間基礎(chǔ)上所作的科學抽象。四維一個時空的概念日常生活所提及的“四維空間”，大多數(shù)都是指阿爾伯特愛因斯坦在他的廣義相對論和狹義相對論中提及的“四維時空”概念。我們的宇宙是由時間和空間構(gòu)成。時空的關(guān)系，是在空間的架構(gòu)上比普通三維空間的長、寬、高三條軸外又加了一條時間軸，而這條時間的軸是一條虛數(shù)值的軸。根據(jù)阿爾伯特愛因斯坦相對論所說我們生活中所面對的三維空間加上時間構(gòu)成所謂四維空間。一維是線，二維是面，三維是靜態(tài)空間，四維是動態(tài)空間（因為有了時間）。,

簡介：2024/3/22,,,2010十大天體物理學發(fā)現(xiàn),,北京時間12月8日消息，美國國家地理網(wǎng)站評選出2010年度十大天體物理學發(fā)現(xiàn),

簡介：第四單元近代以來世界的科學發(fā)展歷程,科學勃興進展輝煌,轉(zhuǎn)化生產(chǎn)科技革命,文藝復興思想解放,,,經(jīng)典力學、相對論和量子論、進化論（11、12課）,三次科技革命（13課）,科技歷程,,【課程標準】了解經(jīng)典力學的主要內(nèi)容，認識其在近代自然科學理論發(fā)展中的歷史地位。,探究他們分別是什么人有什么貢獻,第11課物理學的重大進展,伽利略牛頓愛因斯坦普朗克,古希臘科學家亞里士多德,物理學的曲折發(fā)展,“落體的速度與重量成正比”,,“物體從來都是靜止的，除非你用力推它才開始運動”,1背景2牛頓的經(jīng)典力學,1背景2創(chuàng)立3意義,1背景2誕生3發(fā)展4意義,一．經(jīng)典力學,1產(chǎn)生背景,①文藝復興運動的影響資本主義的發(fā)展②伽利略的貢獻及作用,經(jīng)典力學重要奠基者,2牛頓經(jīng)典力學,伽利略的研究成果,1687,自然哲學的數(shù)學原理物體運動三大定律和萬有引力定律,對解釋和預(yù)見物理現(xiàn)象有決定意義,伽利略（15641642），偉大的意大利物理學家和天文學家，他開創(chuàng)了以實驗事實為根據(jù)并具有嚴密邏輯體系和數(shù)學表述形式的近代科學，被譽為“近代科學之父”。他第一個把望遠鏡對準天空進行觀測，出版了星空使者一書。1632年，他出版了關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話，把哥白尼的學說推到了最終勝利的階段。,1610年，伽利略用望遠鏡發(fā)現(xiàn)有4顆衛(wèi)星圍繞著木星轉(zhuǎn)。這一發(fā)現(xiàn)震動了整個歐洲和全球科學界。伽利略是第一位利用望遠鏡觀察天體的人。目前人類發(fā)現(xiàn)的16顆木星衛(wèi)星中，有４顆叫“伽利略衛(wèi)星”。,木星和它的伽利略衛(wèi)星,他又發(fā)現(xiàn)太陽上有黑子，月球上有山脈，為哥白尼的地球繞著太陽公轉(zhuǎn)的“日心說”找到了有力證據(jù)。宗教法庭把他軟禁在家，不準外出。８年多后，伽伽利略臨死前仍不屈服，堅定地說“地球確實在圍著太陽轉(zhuǎn)”他的努力沒有白費，越來越多的人開始探索星空和科學,,科學的真理不應(yīng)在古代圣人的蒙著灰塵的書上去找，而應(yīng)該在實驗中和以實驗為基礎(chǔ)的理論中去找。伽利略,“近代科學之父”伽俐略,1590年，伽俐略在斜塔的頂層做自由落體運動實驗，讓兩個重量相差10倍的鐵球，同時從塔頂落下，結(jié)果兩球同時著地，因而，雄辯地一舉推翻了束縛人們近2000年的希臘學者亞里士多德關(guān)于重量不同的物體，其下落的速度也不相同的“物體下落速度與重量成正比”的理論。伽俐略開創(chuàng)了實驗物理的新時代，為經(jīng)典力學的創(chuàng)立奠定基礎(chǔ)。,,牛頓出生于英國的林肯郡，1665年畢業(yè)于著名的劍橋大學三一學院，獲得學士學位。三年后又獲得文學碩士學位。牛頓曾經(jīng)長期擔任英國皇家學會會長，他還擔任過英國議會議員，授予爵士稱號。1727年，他病逝，被安葬于威斯敏斯特教堂，這是一種極高的榮譽。,牛頓（16421727）,這就是牛頓在劍橋的蘋果樹,牛頓家里的蘋果樹,牛頓有哪些重要貢獻其中最重要的是什么,數(shù)學二項式定理，微積分光學發(fā)現(xiàn)太陽光的光譜，微粒說天文學發(fā)明反射式望遠鏡等力學自然哲學的數(shù)學原理物體運動三大定律；萬有引力定律形成經(jīng)典力學體系,第一件，用牛頓力學算出地球的形狀象只桔子。古希臘的亞里士多德認為地球是個正球體，兩千年來人們對此深信不疑。牛頓卻根據(jù)他的力學，說地球是個扁球體，象只大桔子。此言一出，學界嘩然。地球那么大，牛頓又從不出遠門，他憑什么說地球有點扁可是法國科學家經(jīng)過三次實地測量，終于證實了牛頓的看法。用力學能算出地球的形狀，真是個奇跡。,歷史上證實牛頓力學的三件事,第二件，用牛頓力學算出了哈雷彗星回歸周期長期以來到，人們一直認為彗星是神秘的，根本不能用科學來說明。牛頓說，既然彗星也是天體，就必然遵循力學規(guī)律。他的好友哈雷用牛頓力學算出了1682年出現(xiàn)的彗星的軌道，指出它的回歸周期是7576年，由此預(yù)言它將在1758年再次出現(xiàn)。哈雷1705年發(fā)表這個預(yù)言，當時他已49歲，卻要預(yù)言53年以后的事，豈非聳人聽聞可是1758年這顆彗星果然如期出現(xiàn)，并被命名為哈雷彗星。,1781年天王星被發(fā)現(xiàn)，科學家用牛頓力學計算它的軌道，可是計算結(jié)果總是同觀測紀錄不大相符。經(jīng)反復核算，觀測無誤。那問題是否出現(xiàn)在牛頓力學上面,科學家大膽猜想計算結(jié)果之所以不理想，是因為太陽系中還有一顆未知的行星，我們沒有考慮到它對天王星的引力作用。他們用牛頓力學算出了這顆未知行星的位置和質(zhì)量。1848年9月23日，柏林天文臺臺長用望遠鏡對準那個位置，一下子就看到了一顆新的行星海王星。,第三件用牛頓力學算出了一顆未知行星的位置,1727年3月20日，偉大的牛頓逝世，他被埋葬在威斯敏斯特教堂，在他的墓碑上鐫刻著讓人們歡呼這樣一位多么偉大的人類榮耀曾經(jīng)在世界上存在,,二、相對論的創(chuàng)立,經(jīng)典力學無法解釋一些新問題,20世紀初，愛因斯坦,狹義相對論，廣義相對論,①是物理學領(lǐng)域的一次重大革命②否定了經(jīng)典力學的絕對時空觀③發(fā)展了牛頓力學④推動物理學發(fā)展到一個新高度,,1879年生于德國，是舉世聞名的德裔美國科學家，現(xiàn)代物理學的開創(chuàng)者和奠基人。愛因斯坦1900年畢業(yè)于蘇黎士工業(yè)大學，后在大學任教，1914年任皇家物理研究所所長兼柏林大學教授。1921年獲諾貝爾物理學獎。1933年受希特勒迫害離開德國移居美國,愛因斯坦在物理學的許多領(lǐng)域都有貢獻，比如建立狹義相對論并推廣為廣義相對論、提出光的量子概念，并以量子理論解釋光電效應(yīng)、輻射過程、固體比熱等。,愛因斯坦（18791955）,狹義相對論發(fā)表100周年，也許全世界只有幾十個人能完全理解他的真諦，但這并不能掩蓋相對論對人類生活的巨大改變，這樣的改變還將繼續(xù)下去。,1905年，愛因斯坦26歲，接連寫下4篇改變整個20世紀物理學面貌的論文1光的量子說（解釋光電效應(yīng)）2布朗運動（證明分子的存在）3狹義相對論（修正了牛頓力學）4質(zhì)能互換律（EMC2）1916年，愛因斯坦發(fā)表了廣義相對論基礎(chǔ)，最具創(chuàng)見也是最偉大的貢獻5廣義相對論（取代了牛頓的萬有引力理論）,1905神奇的一年,愛因斯坦1905年提出的相對論，后來稱作狹義相對論，以光速永不改變、相對性原則來推論，得到“時間”會因速度快慢而改變的結(jié)論。,相對論的例子一卷錄音帶，如果在地面上播放需要一個小時；在快速飛行的宇宙飛船里播放，宇宙飛船里的人測定也是一個小時。但是由地面上的人員，來測定在宇宙飛船中播放的時間呢根據(jù)牛頓的理論，因為時間是絕對的，所以也是一小時；但是愛因斯坦的理論則認為應(yīng)該是一個多小時，因為時間是相對的，在不同速度下測量時間，長度是不一樣的。,什么是狹義相對論,什么是廣義相對論,廣義相對論是新的萬有引力概念,廣義相對論的重要結(jié)論是，加速運動與引力場的運動是等價的，要區(qū)別是由慣性力或者引力所產(chǎn)生的運動是不可能的。對此，愛因斯坦作了一個比喻。假想有一個人乘摩天樓的電梯自由降落，人不會感到自己在下降，因為這時電梯和人都依照重力加速度定律在下降，彷佛在電梯里不存在地球引力。,●相對論和經(jīng)典力學有何關(guān)系,1相對論否定了經(jīng)典力學的絕對時空觀；2相對論發(fā)展了牛頓力學，牛頓力學是相對論力學在低速狀態(tài)下的一個特例；3牛頓力學是整個力學的基礎(chǔ)，牛頓所創(chuàng)造的概念，至今仍指導著人們的物理學思想。,很抱歉推翻了您的理論,愛因斯坦曾說道“牛頓先生，很抱歉推翻了您的理論，不過您的成就是您那個時代一個人的智力和創(chuàng)造力所能達到的巔峰。但是，當我們對宇宙萬物有了更深入的了解以后，這些觀念將會被一些更抽象的新觀念所取代。”也許將來某一天，會有一位少不更事的科學家說道“愛因斯坦先生，很抱歉推翻了您的理論，不過您的成就是您那個時代一個人的智力和創(chuàng)造力所能達到的巔峰”,由于相對論的觀點與人們的日常經(jīng)驗不太一致，甚至有著尖銳的沖突，相對論從一開始就受到包括一些科學家在內(nèi)的很多人的反對。1921年愛因斯坦獲得了諾貝爾獎，當時不少德國的諾貝爾獎獲得者威脅說，如果給相對論授獎，他們就要退回已獲得的獎?wù)?，結(jié)果評選委員會只好讓愛因斯坦作為光電效應(yīng)理論的建立者得獎，相對論始終沒有獲得諾貝爾獎。但相對論在物理學上卻非常合理且為實驗所證實。,愛因斯坦根據(jù)相對論的觀點提出質(zhì)能轉(zhuǎn)換理論后，曾致信美國總統(tǒng)羅斯福，建議美國研制原子彈，以便在二戰(zhàn)中盡快戰(zhàn)勝法西斯國家。1945年8月，美國先后在日本的廣島、長畸投下兩顆原子彈，加速了日本法西斯的投降，但對無辜平民的傷害也同樣令全世界震驚。,當原子彈真的從潘多拉魔盒里跳出來后，愛因斯坦陷入了巨大的后悔與痛苦之中，自認一生最大錯誤就是建議研制原子彈。他痛心地說，“早知如此，我寧可當個修表匠”愛因斯坦就核武器問題的懊悔，代表了人類良知的高度，是人類良心發(fā)出的最強音。聽愛因斯坦的自責之聲，我們明白人類良知之寶貴,關(guān)于愛因斯坦的小故事多得不勝枚舉，無論是真是假，人們對一位偉大物理學家的崇拜是不會改變的。,信不信由你愛因斯坦小故事,●用手推車推孩子散步，竟會由于專心思考問題，而一不小心把孩子推到水溝里；●陪太太看電影時，卻在電影院里用手電筒看書；●1952年，以色列共和國請愛因斯坦去擔任總統(tǒng)，因為愛因斯坦是猶太人心目中的精神領(lǐng)袖，然而他沒有接受，覺得自己的個性并不適合處理行政。,●他穿的襪子左右腳常不同顏色；,為紀念愛因斯坦對物理學的貢獻，聯(lián)合國教科文組織特選定相對論發(fā)表100周年暨愛因斯坦逝世50周年的05年為世界物理年，許多國家更將2005年定為愛因斯坦年。并透過展示物理在經(jīng)濟技術(shù)文化等方面的重要作用，爭取公眾對物理學的理解與支持，期使物理學能在21世紀得到全新的發(fā)展。,尋找本世紀愛因斯坦，再創(chuàng)科學奇跡,紅色代表過去藍色代表未來黃綠代表連結(jié)過去到未來,2005世界物理年,對物理學家而言，這個標識象征的是光錐；對一般大眾而言常被看成是沙漏，象征著愛因斯坦在時間相對性上淵博的見解及洞察力。,,,,,1955年4月18日，愛因斯坦因主動脈瘤破裂逝世于普林斯頓。遵照他的遺囑，不發(fā)訃告，不舉行公開葬禮，不建墳?zāi)梗涣⒓o念碑。火化時按照他的書面遺囑免除所有花卉布置以及音樂典禮。骨灰撒在永遠對人保密的地方，為的是不使任何地方成為圣地。遺囑執(zhí)行者用歌德悼念席勒的詩結(jié)束了那樸素的葬禮我們?nèi)极@益不淺，全世界都感謝他的教誨；那專屬他個人的東西，早已傳遍廣大人群。他像行將隕滅的彗星，光華四射，把無限的光芒同他的光芒永相連結(jié)。,（18791955）,,①19C末20C初,人們對物質(zhì)的認識深入到原子內(nèi)部,②微觀的粒子運動不能用經(jīng)典力學來解釋,①愛因斯坦利用量子論成功解釋了光電效應(yīng)②丹麥玻爾提出有關(guān)原子的量子理論,三、量子論的誕生與發(fā)展,①使人類對微觀世界的基本認識取得革命性進步②與相對論一起,構(gòu)成現(xiàn)代物理學的基礎(chǔ),1900,德國物理學家普朗克,,加熱到不同溫度的物體發(fā)出不同顏色的光,科學家們?yōu)榱丝偨Y(jié)熱輻射規(guī)律，推導出兩個公式。但這兩個公式的計算結(jié)果總是與實驗結(jié)果不相符合。1900年，為了解決熱輻射理論上的疑點，德國物理學家普朗克提出了量子假說輻射像物質(zhì)一樣，是由具有能量的基本單位量子來實現(xiàn)的。,,普朗克生于德國基爾。1879年在慕尼黑大學獲得博士學位后，先后在慕尼黑大學和基爾大學任教。由于量子論創(chuàng)立，普朗克獲得1918年諾貝爾物理學獎。普朗克是德國人所具有的最好品質(zhì)的范例誠懇，忠于職守，他的業(yè)余愛好是音樂，在這方面表現(xiàn)了專業(yè)藝術(shù)才干；另一項業(yè)余愛好是他一直堅持到晚年的登山運動。,普朗克（18581947）,量子論和相對論是現(xiàn)代物理學的兩大支柱，量子論的形成標志著人類對于客觀規(guī)律的認識，開始從宏觀世界深入到微觀世界。量子力學和狹義相對論結(jié)合形成原子核物理學，指導制造原子彈、氫彈和建立核電站。量子力學還為電子技術(shù)、半導體技術(shù)、晶體技術(shù)和激光技術(shù)等奠定了理論基礎(chǔ)。,,物理學發(fā)展的過程,,,思考總結(jié)物理學的發(fā)展給了我們什么樣的啟示,敢于質(zhì)疑，勇于創(chuàng)新，實踐出真知,1、17世紀是人類在自然科學領(lǐng)域取得重大突破的時期，其原因不包括A、資本主義經(jīng)濟發(fā)展的要求B、科學家的艱苦努力C、理性主義的確立D、工業(yè)資本主義的推動,隨堂練習,D,2、（2008年江蘇高考）一位科學家的墓碑上鐫刻這這樣的銘文“他以神一般的力量，第一個說明了行星的運動和圖像。”這位科學家應(yīng)該是A、伽利略B、牛頓C、愛因斯坦D、普朗克,隨堂練習,B,3、英國著名詩人蒲伯說“自然界和自然規(guī)律隱藏在黑暗中，上帝說，讓牛頓出生吧于是一切都是光明?！庇纱丝梢钥闯雠ｎD的主要貢獻是A、建立了經(jīng)典力學體系B、建立了微積分理論C、提出了萬有引力定律D、提出了進化論的觀點,隨堂練習,A,4、證明“天上一日，地上一年”的民間說法的是A、牛頓萬有引力定律B、愛因斯坦相對論C、量子論D、牛頓三大運動定律,隨堂練習,B,

簡介：第四章分子物理學,★熱學研究熱運動的規(guī)律及其對物質(zhì)宏觀性質(zhì)的影響，以及與物質(zhì)其他運動形態(tài)之間的轉(zhuǎn)化規(guī)律?！餆徇\動組成宏觀物體的大量微觀粒子的一種永不停息的無規(guī)則運動。,對熱現(xiàn)象的研究方法不同產(chǎn)生兩門分支學科熱力學和統(tǒng)計物理學。,第四章分子物理學,★熱力學是研究物質(zhì)熱運動的宏觀理論。從基本實驗定律出發(fā)，通過邏輯推理和數(shù)學演繹，找出物質(zhì)各種宏觀性質(zhì)的關(guān)系，得出宏觀過程進行的方向及過程的性質(zhì)等方面的結(jié)論。,★統(tǒng)計物理學或統(tǒng)計力學的研究方法從物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)出發(fā)，按每個熱力學系統(tǒng)中的粒子所遵循的力學規(guī)律，用統(tǒng)計方法求出系統(tǒng)的宏觀的熱學規(guī)律，揭示熱現(xiàn)象的微觀本質(zhì)。,第四章分子物理學,第四章分子物理學,理想氣體的物態(tài)方程、微觀模型和分子動理論的統(tǒng)計方法。,理想氣體壓強公式和能量公式。范德瓦耳斯方程。,麥克斯韋速度分布函數(shù)。,彎曲液面附加壓強和毛細現(xiàn)象，表面活性物質(zhì)的應(yīng)用。,第一節(jié)動理學理論,1宏觀物體是由大量分子所組成的。2物體內(nèi)的分子都在永不停息的運動著。3分子間有相互作用力。,動理論是統(tǒng)計物理學最基本、最簡單的內(nèi)容，它是從物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)出發(fā)，對分子運動及相互作用提出一定的假設(shè)模型，再根據(jù)每個分子所遵從的力學規(guī)律，利用統(tǒng)計方法找出熱運動的宏觀量（如壓強、溫度等）與分子運動微觀量的統(tǒng)計平均值之間的關(guān)系。,一、動理學理論KINETICTHEORY及其實驗基礎(chǔ),研究分子運動就是要對大量的分子應(yīng)用正確的統(tǒng)計方法，得到合理的統(tǒng)計結(jié)果。因此，引入以下一些基本概念,必然事件，隨機事件，概率，隨機變量，統(tǒng)計平均值，漲落。,宏觀量是大量粒子運動的集體表現(xiàn)，決定于微觀量的統(tǒng)計平均值。,就個別分子而言，它的運動遵循物理學規(guī)律（微觀本質(zhì)），就大量分子而言，它們還要遵循統(tǒng)計規(guī)律（宏觀表現(xiàn)）,例如擲骰子擲大量次數(shù)，每點出現(xiàn)次數(shù)約1/6，呈現(xiàn)規(guī)律性。,二、分子現(xiàn)象的統(tǒng)計規(guī)律性,第一節(jié)動理學理論,第二節(jié)理想氣體動理論基本方程,態(tài)參量STATEPARAMETER描述狀態(tài)的物理量,對氣體，有三個重要的參量體積V、壓強P、溫度T，注意各量的單位。,平衡態(tài)EQUILIBRIUMSTATE以均勻為主要特征，包括熱平衡（溫度均衡），力學平衡（壓強均衡），化學平衡（化學成分均衡）。平衡態(tài)指宏觀狀態(tài)參量的平衡，而大量分子仍然在做無規(guī)則運動。,一、理想氣體物態(tài)方程,,理想氣體的狀態(tài)方程STATEEQUATIONFORIDEALGAS,對于質(zhì)量為M、摩爾質(zhì)量為Μ的理想氣體，有,對于氣體處于平衡態(tài)時，P、V、T中的其中任意兩個均為獨立的態(tài)參量。以獨立的態(tài)參量為坐標可作出氣體的狀態(tài)圖。,其中氣體常量R可由阿伏伽德羅定律求出,第二節(jié)理想氣體動理論基本方程,氣體分子熱運動CHAOTICMOTION基本特征,1氣體分子大小與分子間距相比較可忽略。,3碰撞為完全彈性碰撞，碰撞前后分子動能不變。,質(zhì)點,自由質(zhì)點,彈性質(zhì)點,理想氣體的微觀模型自由地作無規(guī)則運動的彈性質(zhì)點集合。,2除碰撞外，分子間及分子與容器壁之間均無相互作用。,第二節(jié)理想氣體動理論基本方程,二、理想氣體動理論基本方程,平衡態(tài)理想氣體的統(tǒng)計假設(shè),1分子數(shù)密度N處處相等（均勻分布），各處的N值為同一個NN/V值。,2分子沿各個方向運動的概率相同,分子速度在各個方向分量的各種平均值相等,任一時刻向各方向運動的分子數(shù)相同,第二節(jié)理想氣體動理論基本方程,平衡態(tài)理想氣體的壓強,※氣體壓強是大量分子不斷碰撞容器壁的結(jié)果,※壓強等于單位時間內(nèi)容器壁上單位面積所受的平均沖量,※個別分子服從經(jīng)典力學定律，大量分子整體服從統(tǒng)計規(guī)律,從微觀上看，氣體的壓強等于大量分子在單位時間內(nèi)施加在單位面積器壁上的平均沖量，就像密集的雨點打在雨傘上對傘產(chǎn)生一種壓力那樣。,第二節(jié)理想氣體動理論基本方程,壓強公式的推導,體積為V的容器中有N個質(zhì)量為M的氣體分子，處于平衡態(tài)?，F(xiàn)將它們分為若干組第I組為速度在VI→VIDV區(qū)間內(nèi)的分子，這組分子的速度基本上都是VI，數(shù)密度為NI。顯然有關(guān)系,平衡態(tài)時，器壁上壓強處處相等?，F(xiàn)對器壁上一塊小面積DA所受的壓力、壓強進行分析。,第二節(jié)理想氣體動理論基本方程,一次碰撞后，分子動量的改變,要求出所有分子對DA的總沖量，只要對上式求和。注意到VX0和VX0的分子各占總分子的一半,,因此該分子在一次碰撞后施加給器壁的沖量為2MVIX，沿X方向。,對第I組的分子，在DT時間內(nèi)如果處于以DA為底VI為軸線高為VIXDT的柱體內(nèi)，則這樣的分子就能與DA相碰撞，能發(fā)生碰撞的總數(shù)為NIVIXDTDA個，總沖量為,,第二節(jié)理想氣體動理論基本方程,,單位時間內(nèi)作用在DA上的沖量即力為FDI/DT，并且DA上的壓強PF/DADI/DADT,其中，代入上式，可得,理想氣體動理論基本方程，也叫壓強公式。氣體壓強本質(zhì)上是氣體分子碰撞器壁的平均沖力，其大小和分子數(shù)密度及分子平均平動動能成正比。,注意式中各量均為統(tǒng)計平均值，只有對大量分子才成立。,第二節(jié)理想氣體動理論基本方程,,壓強公式,為分子的平均平動動能。,宏觀量是大量粒子運動的集體表現(xiàn)，決定于微觀量的統(tǒng)計平均值。,第二節(jié)理想氣體動理論基本方程,三、分子的平均平動動能,,設(shè)總質(zhì)量為M的氣體包含有N個質(zhì)量為的M分子，分子的摩爾質(zhì)量為Μ，阿伏伽德羅常數(shù)為NA，則可以改寫理想氣體狀態(tài)方程,,為玻耳茲曼BOLTZMAN常量。,注意到前述理想氣體狀態(tài)方程中也有宏觀量壓強，因此作以下的改寫,第二節(jié)理想氣體動理論基本方程,,理想氣體的溫度公式,理想氣體溫度,第二節(jié)理想氣體動理論基本方程,溫度的微觀本質(zhì),理想氣體溫度T是分子平均平動動能的量度，是分子熱運動劇烈程度的標志。,溫度是大量分子熱運動的集體表現(xiàn)，是統(tǒng)計概念，對個別分子無溫度可言。,絕對零度達不到。,氣體分子的方均根速率,在常溫下許多氣體的速率可達幾百米每秒。,第二節(jié)理想氣體動理論基本方程,兩瓶不同種類的氣體，其分子平均平動動能相等，但分子密度數(shù)不同。問它們的溫度是否相同壓強是否相同,第二節(jié)理想氣體動理論基本方程,,試求氮氣分子在（1）溫度T1000°C時，（2）T0°C時，（3）T150°C時的平均平動動能和方均根速率。,（2）同理在溫度T0°C時,（1）在溫度T1000°C時,第二節(jié)理想氣體動理論基本方程,,（3）在溫度T?150°C時,第二節(jié)理想氣體動理論基本方程,第三節(jié)能量均分定理,討論理想氣體,對于能量問題要考慮分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)因為分子熱運動的能量包括了作為整體運動的平動能量、還有分子的轉(zhuǎn)動能量、甚至還有分子內(nèi)部的振動能量。,對于碰撞問題將分子看成質(zhì)點，碰撞形成壓強。,自由度確定一個物體的空間位置所需的獨立坐標數(shù)。,質(zhì)點的自由度（X，Y，Z）,最多3個自由度，受約束時自由度減少。例如飛機有3個自由度；輪船2個；火車1個。,對剛體而言，可以有平動和轉(zhuǎn)動，因此確定其運動的自由度也由平動自由度和轉(zhuǎn)動自由度構(gòu)成,第三節(jié)能量均分定理,一、自由度DEGREEOFFREEDOM,對一些常見分子,可根據(jù)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，確定熱運動能量應(yīng)包括平動、轉(zhuǎn)動和振動等自由度數(shù)目。見書中表格。,,單原子分子3個自由度；平動3個；轉(zhuǎn)動0個,本課程中不考慮分子內(nèi)部的振動，因此認為分子是剛性的。關(guān)于分子的振動能量的說明，需要用到量子力學的知識。,,各種分子的自由度,剛性多原子分子6個自由度；平動3個；轉(zhuǎn)動3個,剛性雙原子分子5個自由度；平動3個；轉(zhuǎn)動2個,第三節(jié)能量均分定理,,已知分子的平均平動動能,每個自由度對平動是等價的，平均分配到得動能為,同樣每個轉(zhuǎn)動自由度上的平均動能都等于,由于分子頻繁碰撞，動能在各運動形式、各自由度之間轉(zhuǎn)移，平衡時，各種平均動能按自由度均分。,第三節(jié)能量均分定理,二、能量均分定理ENERGYEQUALPARTITIONTHEOREM,,,在溫度為T的平衡態(tài)下，物質(zhì)分子的每一個自由度都具有相同的平均動能，等于KT/2,根據(jù)能量均分定理，如果氣體分子有I個自由度，則分子的平均總動能為,能量均分定理,能量均分定理是統(tǒng)計規(guī)律，反映大量分子系統(tǒng)的整體性質(zhì)，對個別分子或少數(shù)分子不適用。,第三節(jié)能量均分定理,,理想氣體的內(nèi)能,內(nèi)能是指氣體所包含的所有的動能和分子間相互作用勢能的總和。對于理想氣體，由于分子間沒有相互作用并且不考慮振動自由度，因此理想氣體的內(nèi)能就是各種動能之和。,1MOL理想氣體的內(nèi)能,M??MOL理想氣體的內(nèi)能,第三節(jié)能量均分定理,,單原子分子,剛性雙原子分子,剛性多原子分子,理想氣體的內(nèi)能只是溫度的單值函數(shù)，和熱力學溫度成正比。,第三節(jié)能量均分定理,對大量偶然事件統(tǒng)計,以對高考成績的統(tǒng)計為例說明先按5分為一個分數(shù)段分組，第I組在成績在HI→HI5區(qū)間內(nèi)，這一組的人數(shù)NI占總?cè)藬?shù)N的百分比為FINI/N，則有如下關(guān)系,歸一化。,,,,,,,,,顯然這里的NI或FI與分數(shù)段的大小?H以及所在位置H有關(guān)。更為精確的做法是將?H→0。,這次高考的平均成績?yōu)?本節(jié)首先介紹統(tǒng)計分布規(guī)律的一些基本概念。,第四節(jié)分子速率及其實驗測定,注意到在H→HDH區(qū)間內(nèi)的人數(shù)為，同樣可以求得這次高考成績的平均分數(shù)為,,,當?H→0時，前述的直方圖就變成了連續(xù)分布的曲線圖。,而乘積的積分就可得到曲線下面積，并且這個面積為。,由此可知，能求出函數(shù)最為重要。,第四節(jié)分子速率及其實驗測定,對大量分子的整體，在一定條件下，實驗和理論都證明它們的速率分布遵從一定的統(tǒng)計規(guī)律。理想氣體分子按速率間隔分布的規(guī)律稱為麥克斯韋速率分布規(guī)律。為了尋找這一規(guī)律，把速率分成很多小的區(qū)間△V，以△N表示N個分子分布在區(qū)間V→V△V中的分子數(shù)，可以做出如下的分布曲線,第四節(jié)分子速率及其實驗測定,一、分子速率的統(tǒng)計分布,,表示N個分子分布在V附近△V速率區(qū)間中的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比，與V、△V有關(guān)。,表示N個分子分布在V附近單位速率區(qū)間中的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比，與V有關(guān)。,定義速率分布函數(shù),即在速率V附近，單位速率區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比，就是圖中曲線所描述的函數(shù)。,第四節(jié)分子速率及其實驗測定,麥克斯韋速率分布函數(shù)MAXWELL’SSPEEDDISTRIBUTIONFUNCTION,上式中的M是分子的質(zhì)量，是玻耳茲曼常數(shù)。,理想氣體在溫度為T的平衡態(tài)下的分子速率分布函數(shù)為,第四節(jié)分子速率及其實驗測定,分布函數(shù)FV為速率V的連續(xù)函數(shù)。注意到以下一些表達式的物理意義,1表示在總分子N中，速率在VVDV區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占分子總數(shù)的百分比。,2表示速率在VVDV區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)。,3表示在總分子數(shù)N中，速率在V1V2區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比。并且，當積分限為0∞時，這個積分的為100歸一化。,第四節(jié)分子速率及其實驗測定,在麥克斯韋速率分布曲線下的任意一塊面積等于相應(yīng)速率區(qū)間內(nèi)分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比。,歸一化條件,,,,,第四節(jié)分子速率及其實驗測定,1最概然速率MOSTPROBABLESPEED，與速率分布曲線上的最大值相對應(yīng),三個統(tǒng)計速率,2平均速率MEANSPEED,第四節(jié)分子速率及其實驗測定,3方均根速率ROOTMEANSQUARESPEED,,,,第四節(jié)分子速率及其實驗測定,同種分子在不同溫度下的分子速率分布曲線,第四節(jié)分子速率及其實驗測定,分子碰撞,分子碰撞在氣體動理論中起著重要作用碰撞產(chǎn)生壓力；碰撞實現(xiàn)能量均分、能量交換；碰撞使得平衡態(tài)下分子速率穩(wěn)定分布的統(tǒng)計規(guī)律；碰撞實現(xiàn)非平衡態(tài)向平衡態(tài)過渡；擴散過程、熱傳導及黏滯力等也都與分子碰撞有關(guān)。,在研究分子碰撞規(guī)律時，可把氣體分子看作無吸引力的有效直徑為D的剛性球。剛性球模型,分子的有效直徑D約在1010M的數(shù)量級。,第四節(jié)分子速率及其實驗測定,二個統(tǒng)計平均值,平均碰撞頻率單位時間內(nèi)分子與其它分子發(fā)生碰撞的平均次數(shù)。,約109S11010S1。,平均自由程MEANFREEPATH分子在連續(xù)兩次碰撞間通過的自由路程的平均值,常溫常壓下約108107M。,,第四節(jié)分子速率及其實驗測定,圖為同一種氣體，處于不同溫度狀態(tài)下的速率分布曲線，試問（1）哪一條曲線對應(yīng)的溫度高（2如果這兩條曲線分別對應(yīng)的是同一溫度下氧氣和氫氣的分布曲線，問哪條曲線對應(yīng)的是氧氣，哪條對應(yīng)的是氫氣,1T1T2,2紅氧蘭氫,,,第四節(jié)分子速率及其實驗測定,,例處理理想氣體分子速率分布的統(tǒng)計方法可用于金屬中自由電子“電子氣”模型。設(shè)導體中自由電子數(shù)為N,電子速率最大值為費米速率VF，且已知電子速率在V→VDV區(qū)間概率為,（1）畫出電子氣速率分布曲線,（2）由VF定出常數(shù)A,（3）求,第四節(jié)分子速率及其實驗測定,（1）,,,,,第四節(jié)分子速率及其實驗測定,（2）由歸一化條件,（3）,第四節(jié)分子速率及其實驗測定,例求氫在標準狀態(tài)下分子的平均碰撞頻率和平均自由程。（已知分子直徑D2?1010M,第四節(jié)分子速率及其實驗測定,,斯特恩OSTERN于1920年最早在實驗中測定了分子速率。之后，許多實驗成功地證實了麥克斯韋速率分布規(guī)律?，F(xiàn)簡要說明蔡特曼ZARTMAN和我國葛正權(quán)在19301934年測定分子速率的實驗裝置。,銀分子從分子源開口逸出，通過兩個準直的狹縫后，進入旋轉(zhuǎn)的圓筒。繼續(xù)前進，撞擊并粘附在彎曲的玻璃記錄板上。形成一定的分布。,第四節(jié)分子速率及其實驗測定,二、分子速率的實驗測定,分子速率測定實驗,設(shè)玻璃記錄板上L處的分子速率為V，則有如下關(guān)系,可求出L處的分子速率V與麥克斯韋分子速率分布理論曲線符合得很好,第四節(jié)分子速率及其實驗測定,1955年,利用已經(jīng)相當成熟的分子束實驗技術(shù),美國哥倫比亞大學的密勒RCMILLER和庫什PKUSCH以更高的分辨率，更強的分子射束和螺旋槽速度選擇器，測量了鉀和鉈的蒸汽分子的速率分布,所得實驗數(shù)據(jù)與理論曲線符合得極好。,第四節(jié)分子速率及其實驗測定,第五節(jié)真實氣體,理想氣體模型忽略了（1）氣體分子本身的體積；（2）氣體分子之間的相互作用力。所得規(guī)律不能完全適用真實氣體，尤其是在低溫和高壓的條件下。因此，理想氣體的方程要進行一些修正，使其更接近真實氣體的行為。,1869年安德魯斯TANDREWS對CO2氣體在不同的溫度下進行了仔細的等溫壓縮實驗研究，測得幾條等溫線。,一、真實氣體的等溫線,將一定量的氣體等溫壓縮，在壓縮過程中P和V的關(guān)系曲線稱為等溫線。從圖中可以看出PV平面有四個區(qū)域氣體、汽體、汽液共存和液體。,一系列等溫線,K為臨界點。臨界參量臨界溫度TK311°C（CO2的臨界溫度為311°C）；臨界比體積VK，為臨界壓強PK。不同物質(zhì)具有不同的臨界參量。幾種物質(zhì)的臨界參量見教材。,第五節(jié)真實氣體,實際氣體的分子之間存在相互作用力，可近似表示為,分子力由引力和斥力構(gòu)成。當分子間距等于平衡距離的若干倍時，分子間相互作用幾乎等于零，這一距離叫做有效作用距離。,在考慮分子力對氣體宏觀性質(zhì)影響時，可以將真實氣體看成相互有吸引力的剛性球的集合。,二、分子力,第五節(jié)真實氣體,范德瓦耳斯方程對理想氣體物態(tài)方程進行修正，將真實氣體看成相互有吸引力的剛性球的集合。它的形式簡單、物理意義明確。,1MOL理想氣體,體積的修正剛性分子具有一定的體積，不可能無限地被壓縮，因此可被壓縮的體積要變小些，變成VM－B。,B約為1MOL分子總體積的4倍。,第五節(jié)真實氣體,三、范德瓦耳斯方程,,壓強的修正分子間具有一定的引力，反映為真實氣體表面層中單位面積上的分子受到內(nèi)部分子的總吸引力，一般叫做內(nèi)壓強PI。內(nèi)壓強PI和單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)成正比，還和每個分子碰壁分子與器壁碰撞時所受內(nèi)部分子的引力成正比，即與氣體的摩爾體積成反比，PIA/VM。因此有,對質(zhì)量為M、摩爾質(zhì)量為Μ真實氣體,真實氣體的范德瓦耳斯方程VANDERWAALSEQUATION,第五節(jié)真實氣體,

簡介：生活中的振動,生活中的振動,偏心輪與振動,手機的振動電機解剖圖,手機振動電機里的偏心輪,篩面粉,振動篩分機,可用于分離不同大小的藥粉、食品原料、礦物等,中學學過的振動,單擺,鐘擺,中學學過的振動,第一節(jié)簡諧振動,振動（廣義）一個物理量隨時間T作周期性變化,“周期性”是這種運動形式的典型特征,機械振動物體在一定位置附近作來回往復的運動。,簡諧振動的基本規(guī)律；簡諧振動的合成。平面簡諧波波動方程；惠更斯原理及波的疊加原理，波的干涉。機械振動和機械波的應(yīng)用。,第五章振動和波,彈簧振子SPRINGOSCILLATOR,一根輕彈簧連接一個質(zhì)點，置于光滑水平面上。K為勁度系數(shù)COEFFICIENTOFSTIFFNESS,小幅振動滿足胡克定律,一、簡諧振動運動方程,第一節(jié)簡諧振動,F?KX,第一節(jié)簡諧振動,上式即MAKX0,,由牛頓第二定律F?KXMA,,,,令,第一節(jié)簡諧振動,彈簧振子的運動方程,這樣的運動規(guī)律符合簡諧函數(shù)形式，叫做簡諧振動SIMPLEHARIMONICVIBRATION。,A振幅AMPLITUDE,離開平衡位置的最大位移。,三個重要的特征量,?角頻率（或稱圓頻率）ANGULARFREQUENCY,在2?秒時間內(nèi)完成全振動的次數(shù)。,?初相INITIALPHASE,反映初始時刻振動系統(tǒng)的運動狀態(tài)。,第一節(jié)簡諧振動,二、簡諧振動的特征量,振動的相位PHASE,?T?稱為振動的相位，T0時刻的相位?為初相。,1、用“相位”描述物體的運動狀態(tài)。2、用“相位”來比較兩個同頻率簡諧振動的“步調(diào)”。,頻率?1秒內(nèi)完成全振動的次數(shù)，單位HZ。周期T完成一次全振動所經(jīng)歷的時間,單位S。,頻率與周期FREQUENCYPERIOD,第一節(jié)簡諧振動,速度和加速度,以上兩式表明，速度和加速度隨時間的變化也滿足簡諧運動的規(guī)律，但與位移有相位差速度超前位移Π/2，加速度與位移反相,振動曲線（XT圖）,第一節(jié)簡諧振動,第一節(jié)簡諧振動,相位與位置、速度、加速度的關(guān)系,彈簧振子各狀態(tài)參數(shù)圖,,,,,ΩTΦ0，XA，F(xiàn)－FMAX，V0,ΩTΦΠ/2，X0，F(xiàn)0，V－VMAX,ΩTΦΠ，X－A，F(xiàn)FMAX，V0,ΩTΦ2Π，XA，F(xiàn)－FMAX，V0,ΩTΦ3Π/2，X0，F(xiàn)0，VVMAX,例1一個做簡諧振動的質(zhì)點位移與時間關(guān)系為,求1周期、角頻率、頻率、振幅和初相2T20S時質(zhì)點的位移、速度和加速度,第一節(jié)簡諧振動,角頻率周期頻率振幅、初相,第一節(jié)簡諧振動,解振動方程,第一節(jié)簡諧振動,例2如圖所示的簡諧振動曲線，求振動方程XT,,,,,,Y/CM,10,0,5,10,2,T/S,第一節(jié)簡諧振動,解,第一節(jié)簡諧振動,設(shè)振動方程,T0時,T0時,T2時,第一節(jié)簡諧振動,振動方程,?決定于振動系統(tǒng)的動力學性質(zhì)，叫做系統(tǒng)的固有角頻率。,前述的彈簧振子例子,A，?決定于系統(tǒng)的初始條件T0,,,在02Π內(nèi)為多值函數(shù)，注意取舍,第一節(jié)簡諧振動,,,旋轉(zhuǎn)矢量的模為A，T0時，旋轉(zhuǎn)矢量與X軸的夾角為?，旋轉(zhuǎn)矢量的角速度為?。,矢量端點在X軸上的投影點作簡諧振動,第一節(jié)簡諧振動,三、簡諧振動的矢量圖示法,,第一節(jié)簡諧振動,旋轉(zhuǎn)矢量法,第一節(jié)簡諧振動,簡諧振動的能量,振子動能,振子勢能,振子的總能量為常量,第一節(jié)簡諧振動,,,,,,T,X,1、簡諧振動系統(tǒng)的機械能守恒。2、簡諧振動系統(tǒng)的總能量與振幅的平方成正比。,,,第一節(jié)簡諧振動,第三節(jié)簡諧振動的合成,,,,P點的運動就是兩個同方向振動的合成,1、兩個同方向、同頻率簡諧振動的合成,一、同方向簡諧振動的合成,假設(shè)有兩同向同頻簡諧振動,,,,,,,第三節(jié)簡諧振動的合成,合振動,,,,,,,,,,合振動可用矢量圖示法表示,,A1,A2均以角速度Ω旋轉(zhuǎn)，A也是以角速度Ω旋轉(zhuǎn),合振動也是一個頻率為Ω的簡諧振動,第三節(jié)簡諧振動的合成,合振動的振幅與初相,第三節(jié)簡諧振動的合成,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,兩個振動同步，同時達到最大，稱為同相,兩個振動步調(diào)相反，A1達到最大時，A2在最小，稱為反相,第三節(jié)簡諧振動的合成,例兩個同向同頻的簡諧振動，它們的振動表達式分別為（單位CM）,求合振動的振幅和初相,第三節(jié)簡諧振動的合成,解1,第三節(jié)簡諧振動的合成,,2、兩個同方向、不同頻率簡諧振動的合成,因為振動頻率不同，參與合成的兩個振動的相位差不再恒定，因此，合成的旋轉(zhuǎn)矢量的長度和轉(zhuǎn)動角速度也將不斷改變，合成后的運動不再是簡諧振動，如圖所示。,第三節(jié)簡諧振動的合成,,兩個頻率相同的簡諧振動在相互垂直的兩個方向上,求兩者的合振動消去T得到,上式為橢圓方程，注意上式與兩者的相位差有關(guān)。,二、相互垂直簡諧振動的合成,第三節(jié)簡諧振動的合成,同頻率不同相位差的合運動軌跡,第三節(jié)簡諧振動的合成,兩個相互垂直的簡諧振動的頻率成簡單整數(shù)比，此時的合振動具有穩(wěn)定封閉的軌跡圖形李薩如圖形,李薩如圖形LISSAJOUSFIGURE,第三節(jié)簡諧振動的合成,第三節(jié)簡諧振動的合成,第三節(jié)簡諧振動的合成,

簡介：X射線物理基礎(chǔ),技術(shù)物理系康利平,X射線的發(fā)現(xiàn)及性質(zhì),倫琴，1895年發(fā)現(xiàn)X射線，1901年獲諾貝爾物理學獎,具有穿透性,X射線,陰極射線實驗,,,使底片感光,,使熒光物質(zhì)發(fā)出熒光,,,X射線的性質(zhì),肉眼看不見，但能使氣體電離，使照相底片感光，能穿過不透明的物體，還能使熒光物質(zhì)發(fā)出熒光。呈直線傳播，在電場和磁場中不發(fā)生偏轉(zhuǎn)；當穿過物體時僅部分被散射。對動物有機體（其中包括對人體）能產(chǎn)生巨大的生理上的影響，能殺傷生物細胞。,X射線最早的應(yīng)用,在X射線發(fā)現(xiàn)后幾個月醫(yī)生就用它來為病人服務(wù)右圖是紀念倫琴發(fā)現(xiàn)X射線100周年發(fā)行的紀念封,X射線的本質(zhì),波長很短的電磁波，1912年由勞埃證實波長在00110NM硬X射線，波長約025005NM，用于X射線衍射，其中010005NM用于金屬部件的無損探傷波長很長的軟X射線，用于醫(yī)學透視,X射線具有波粒二相性,能量動量X射線的強度是衍射波振幅的平方也是單位時間內(nèi)通過單位截面的光量子數(shù)目。X射線絕對強度難以測定，衍射中通常用相對強度表示,X射線的產(chǎn)生,,X射線的產(chǎn)生高速運動的粒子與某種物質(zhì)相撞擊后猝然減速，且與該物質(zhì)中的內(nèi)層電子相互作用而產(chǎn)生X射線可通過X射線管獲得幾個基本條件產(chǎn)生自由電子、使電子做定向高速運動、在電子運動路徑上設(shè)置使其突然減速的障礙物,X射線管的結(jié)構(gòu),,X射線管的結(jié)構(gòu),陰極C發(fā)射熱電子。一般由鎢絲制成，通電加熱后釋放出熱輻射電子。陽極A靶，使電子突然減速并發(fā)出X射線。窗口X射線出射通道。既能有足夠的強度維持管內(nèi)的高真空，又要對X射線的吸收較小。一般用金屬鈹或硼酸鈹鋰構(gòu)成的林德曼玻璃。窗口與靶面常成36°的斜角，以減少靶面對出射X射線的阻礙。,C,X射線管,高速電子轉(zhuǎn)換成X射線的效率只有1，其余99都作為熱而散發(fā)了。所以靶材料要導熱性好，常用黃銅或紫銅制作，還需要循環(huán)水冷卻。因此X射線管的功率有限，大功率需要用旋轉(zhuǎn)陽極焦點靶表面被電子轟擊的一塊面積，X射線就是從這塊面積上發(fā)射出來的。焦點的尺寸和形狀是X射線管的重要特性之一。焦點的形狀取決于燈絲的形狀，螺形燈絲產(chǎn)生長方形焦點X射線衍射工作中希望細焦點和高強度；細焦點可提高分辨率；高強度則可縮短曝光時間,旋轉(zhuǎn)陽極,上述常用X射線管的功率為500～3000W。目前還有旋轉(zhuǎn)陽極X射線管、細聚焦X射線管和閃光X射線管。因陽極不斷旋轉(zhuǎn)，電子束轟擊部位不斷改變，故提高功率也不會燒熔靶面。目前有100KW的旋轉(zhuǎn)陽極，其功率比普通X射線管大數(shù)十倍。,旋轉(zhuǎn)陽極,加速器中可以引出X射線,加速器中引出X射線,,加速器中引出X射線,連續(xù)X射線譜,X射線強度與波長的關(guān)系曲線，稱之X射線譜。在管電壓很低（小于20KV）時，射線從最小值ΛSWL向長波方向伸展，強度在ΛM處有一最大值。這種強度隨波長連續(xù)變化的譜線稱連續(xù)X射線譜ΛSWL稱該管電壓下的短波限,連續(xù)譜與U、I、Z的關(guān)系,I、Z不變，提高U，譜線強度整體提高，ΛSWL和ΛM減小U、Z不變，提高I，譜線強度一致提高，ΛSWL和ΛM不變U、I相同，Z越高，譜線強度越大，但ΛSWL和ΛM相同,X射線管的效率,連續(xù)譜的總強度X射線管的效率Η，是指電子流能量中用于產(chǎn)生X射線的百分數(shù)，當僅產(chǎn)生連續(xù)譜時，其效率為,,X射線管的效率,管電壓越高，陽極靶材的原子序數(shù)越大，X射線管的效率越高。K1很小，約（11～14）109V1，即使用原子序數(shù)大的鎢靶（Z＝74），在管電壓高達100KV的情況下，X射線管的效率也僅有1﹪左右99％的能量都轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?所以陽極多用高熔點金屬制造，如W、AG、MO、CU、N、CO、FE、CR等，并通循環(huán)水冷卻,連續(xù)譜的經(jīng)典物理學解釋,根據(jù)經(jīng)典物理學的理論，一個高速運動的電子到達靶面，因突然減速而產(chǎn)生很大的負加速度，這種負的加速度一定會引起電子周圍的電磁場發(fā)生急劇變化，此時必然要產(chǎn)生電磁波，或至少一個電磁脈沖。由于極大數(shù)量的電子射到陽極上的時間和條件不可能相同，因而得到的電磁波將具有連續(xù)的各種波長，形成連續(xù)X射線譜。,連續(xù)譜的量子力學解釋,在管電壓U作用下，電子到達靶的動能為EU，若一個電子與靶碰撞時，把全部能量給予一個光子，這就是一個光量子能獲得的最大能量，即EUHΝMAXHC/ΛSWL此光量子的波長即為短波限，即ΛSWLHC/EU1240/U（NM）大量的電子在到達靶面的時間、條件均不同，而且還有多次碰撞，每次碰撞產(chǎn)生一個光量子，因而產(chǎn)生波長大于ΛSWL的不同波長的光子序列，即形成連續(xù)譜。,特征X射線譜,當管電壓超過某臨界值UK時，在連續(xù)譜的某些特定波長位置上出現(xiàn)一系列強度很強、波長范圍很窄的線狀光譜，稱為特征譜或標識譜。特征譜的波長不受U、I的影響，只取決于陽極靶材元素的原子序數(shù)Z。莫塞萊定律即,特征譜的產(chǎn)生機理,原子殼層按其能量大小分為數(shù)層，通常用K、L、M、N等字母代表它們的名稱。各殼層能量由內(nèi)向外逐漸增加（都為負）若撞擊靶的熱電子具有足夠高的能量，以致將內(nèi)層電子擊出成為自由電子即二次電子，此時原子系統(tǒng)處于激發(fā)狀態(tài)（高能態(tài)），必然會自發(fā)向穩(wěn)態(tài)（低能態(tài)）過渡。這一轉(zhuǎn)化是由高能級的電子向低能級的空位躍遷的方式完成的。如果K層電子被擊出，稱K激發(fā)，若L層電子躍遷到K層，多余能量以X射線光量子的形式輻射，即KΑ特征譜線；若M層電子向K層空位補充，則輻射波長更短的KΒ譜線。,特征譜的產(chǎn)生機理,對原子序數(shù)為Z的物質(zhì)來說，各能級的能量是固定的，其大小與Z和能級數(shù)N有關(guān)，所以譜線的波長是一定的。L層內(nèi)尚有能量差別很小的亞能級，故KΑ特征譜線是由KΑ1譜線和KΑ2譜線組成的剛好能擊出靶材K層電子的動能，UK稱為靶材物質(zhì)的K層臨界激發(fā)電壓，越靠近內(nèi)層激發(fā)電壓越高；UK還與Z有關(guān)。,特征譜產(chǎn)生機理,,,特征譜線的波長,自由電子能量為零，則每殼層電子能量為K層，N＝1；L層，N＝2；M層，N＝3；輻射譜線的能量為,得即莫塞萊定律其中，R里德伯常數(shù),,特征X射線的命名方法,如K層（N＝1）電子被擊出，由L層（N＝2）躍遷填補空位，則輻射的射線稱為K?。é＝1）射線；若由M層躍遷引發(fā)的輻射，則此射線稱為KΒ（ΔN＝2）射線。L層內(nèi)尚有能量差別很小的亞能級，故KΑ特征譜線是由KΑ1譜線和KΑ2譜線組成的若L層電子被擊出，則射線為L系若M層電子被擊出，則射線為M系,特征譜的強度隨管電壓U和管電流I的提高而增大K3為常數(shù)；UN為特征譜的激發(fā)電壓，對K系，UN＝UK；M為常數(shù)，K系M＝15；L系M＝2,各特征譜線比較,多晶體的衍射分析中總希望應(yīng)用以特征譜為主的單色光源，即應(yīng)有盡可能高的I特/I連對K系譜線，當U/UK＝4時I特/I連獲最大，所以X射線管適宜的工作電壓U≈3～5UK,對比,莫塞萊定律的應(yīng)用,特征X射線譜的頻率（或波長）只與陽極靶物質(zhì)的原子結(jié)構(gòu)有關(guān)，而與其他外界因素無關(guān)，是物質(zhì)的固有特性。1913～1914年莫色萊發(fā)現(xiàn)物質(zhì)發(fā)出的特征譜波長與它本身的原子序數(shù)間存在以下關(guān)系根據(jù)莫色萊定律，將實驗結(jié)果所得到的未知元素的特征X射線譜線波長，與已知的元素波長相比較，可以確定它是何元素。它是X射線光譜分析的基本依據(jù),,X射線與物質(zhì)的相互作用,X射線與物質(zhì)的相互作用，是一個比較復雜的物理過程。會產(chǎn)生一系列效應(yīng)，這是X射線應(yīng)用的基礎(chǔ)入射到某物質(zhì)的X射線分為散射、穿透和吸收三部分,透射系數(shù)和吸收系數(shù),強度為I0的入射線照射到厚度為T的均勻物質(zhì)上，透過深度為X處厚度為DX的物質(zhì)后其強度的衰減DIX/DX與DX成正比，即ΜL稱線吸收系數(shù)，X射線通過單位厚度（即單位體積）物質(zhì)的相對衰減量。,左式積分得透射系數(shù),質(zhì)量吸收系數(shù),單位體積內(nèi)物質(zhì)的質(zhì)量隨其密度而異，所以ΜL對一確定的物質(zhì)也不是一個常量。為表達物質(zhì)本質(zhì)的吸收特性，提出質(zhì)量吸收系數(shù)ΜM，則有,ΜM的物理意義X射線通過單位面積上單位質(zhì)量的物質(zhì)后強度的相對衰減量。多元素的化合物、固溶體活混合物的ΜM僅取決于各組元的質(zhì)量吸收系數(shù)ΜMI及各組元的質(zhì)量分數(shù)ΩI，即,,,,吸收限,質(zhì)量吸收系數(shù)決定于吸收物質(zhì)的原子序數(shù)Z和X射線的波長X射線的波長越短，穿透能力就越強，吸收系數(shù)越小但ΜM并非連續(xù)變化，而是在某些波長位置上突然升高，出現(xiàn)了吸收限每種物質(zhì)都有本身確定的一系列吸收限，吸收限的存在暴露了吸收的本質(zhì),X射線的真吸收,X射線通過物質(zhì)時產(chǎn)生光電效應(yīng)和熒光輻射或俄歇效應(yīng)，使入射X射線的能量變成光電子、俄歇電子和熒光X射線的能量，使X射線強度被衰減，是物質(zhì)對X射線的真吸收過程。真吸收還包括Ｘ射線穿過物質(zhì)時引起的熱效應(yīng),光電效應(yīng),當入射光量子的能量等于或略大于吸收體原子某殼層電子的結(jié)合能時，此光量子就很容易被電子吸收，獲得能量的電子從內(nèi)層溢出稱為自由電子，稱光電子。原子則處于相應(yīng)的激發(fā)態(tài)，這種原子被入射輻射電離的現(xiàn)象即光電效應(yīng),光電效應(yīng)消耗大量入射能量，表現(xiàn)為吸收系數(shù)突增，相應(yīng)的入射波長即為吸收限。使K層電子變成自由電子需要的能量是ΩK則ΝK、ΛK分別是K吸收限的頻率和波長,入射譜與吸收譜,處于激發(fā)態(tài)的原子也要通過電子躍遷向低能態(tài)轉(zhuǎn)化，同時輻射被照物質(zhì)的特征X射線（熒光X射線，二次X射線）。這個過程稱為熒光效應(yīng)，與由熱電子入射激發(fā)特征X射線的過程完全相同。熒光輻射，主要應(yīng)用于重元素（Z20）化學成分的分析同一元素的X射線發(fā)射譜與其吸收譜的關(guān)系,熒光效應(yīng),,,俄歇（AUGER）效應(yīng),如果原子中一個K層電子被入射光量子擊出后，L層一個電子躍遷填補空位，多余能量不以熒光X射線輻射，而是另一個L層電子獲得躍出成為自由電子，這樣的一個K層空位被兩個L層空位代替的過程稱為俄歇效應(yīng)躍出的L層電子稱KLL俄歇電子，每種原子的俄歇電子均具有一定的能量，測定俄歇電子的能量，即可確定該種原子的種類，所以，可以利用俄歇電子能譜作元素的成分分析。俄歇電子的能量很低，人們能夠檢測到的只是表面兩三個原子層發(fā)出的俄歇電子，因此，俄歇效應(yīng)應(yīng)用于輕元素表層的分析。,俄歇效應(yīng),,,吸收限的應(yīng)用濾波片的選擇,在一些衍射分析工作中，我們只希望利用KΑ輻射，但X射線管中發(fā)出的X射線包含KΑ、KΒ和連續(xù)譜，它們會使衍射花樣復雜化?？梢岳梦障迌蓚?cè)吸收系數(shù)差很大的現(xiàn)象制成濾波片，得到基本的單色光源,濾波片的選擇規(guī)則,濾波片材料的K吸收限位于光源ΛKΑ和ΛKΒ之間即ΛKΑ光源V′，即ΛΛ′?？梢杂靡粋€光子與一個電子的彈性碰撞機制來描述，由動量守恒和能量守恒定律來推導散射線的波長增大值△ΛΛ’Λ≈000241COSΘ不相干散射在衍射圖相上成為連續(xù)的背底。,,,,X射線產(chǎn)生及其與物質(zhì)相互作用小結(jié),X射線的安全防護,人體過量接受射線照射會引起損傷射線防護規(guī)定GBJ874國家標準重金屬鉛可以強烈吸收射線，用鉛玻璃屏蔽。,總結(jié),本章主要講述三個問題1X射線的性質(zhì),本質(zhì)和X射線的產(chǎn)生2X射線譜連續(xù)譜,特征譜3X射線與物質(zhì)的相互作用,總結(jié),關(guān)于X射線的性質(zhì),本質(zhì)和X射線的產(chǎn)生1了解X射線有哪些性質(zhì)2X射線的本質(zhì)是電磁波,具有波粒二相性3X射線的產(chǎn)生定義高速運動的粒子遇阻嘎然停止,其能量可以X射線形式釋放4X射線管結(jié)構(gòu)與工作原理,總結(jié),關(guān)于X射線譜連續(xù)譜,特征譜1連續(xù)譜產(chǎn)生機理的二種解釋經(jīng)典,量子,什么是短波限為什么會出現(xiàn)短波限2特征譜產(chǎn)生機制、特征譜的命名方法、臨界激發(fā)電壓、激發(fā)限,總結(jié),關(guān)于X射線與物質(zhì)的相互作用1宏觀效應(yīng)X射線強度衰減2微觀機制X射線被散射,吸收1散射相干散射,康譜頓散射2吸收產(chǎn)生光電子,二次熒光,俄歇電子3什么是吸收限如何選擇濾波片、靶材,

簡介：第3章聽覺,每章扉頁31聽覺32人類耳朵的反應(yīng)33聽覺缺陷,每章扉頁,現(xiàn)在人們可隨時隨地欣賞自己喜歡的音樂。但人們甚少關(guān)注到調(diào)高音量的潛在危險。,調(diào)低音量,人們一般認為耳機產(chǎn)生的聲音很微弱。但事實上，繁忙的交通所產(chǎn)生的噪音大約只有85DB，而耳機產(chǎn)生的聲音則可高達120DB我們在這章會討論有關(guān)聽覺的物理。,31聽覺,耳朵的結(jié)構(gòu),外耳,耳廓收集外來的聲波至外耳道,外耳道增加聲音的強度,耳膜把聲波轉(zhuǎn)換為機械振動,,,,中耳,小骨放大作用在卵圓窗的壓強,內(nèi)耳,耳蝸把振動轉(zhuǎn)換為電訊號，然後把電訊號傳送至腦部。,,,聽覺的機制,外耳,1收集聲音,2聲音令耳膜振動,,,中耳,3振動被中耳的小骨放大,4振動傳送到卵圓窗中,,內(nèi)耳,5卵圓窗的振動傳送到外淋巴,7感覺毛細胞產(chǎn)生神經(jīng)脈衝，傳送到腦部,,,6感覺毛細胞受刺激,8腦部分析神經(jīng)脈衝,,聽覺的機制,小測試P56O,32人類耳朵的反應(yīng),聲強度和分貝標度,人類的聽頻範圍20HZ?20KHZ。範圍的上限隨著年齡改變。人類耳朵的頻率辨別能力對頻率介乎60至1000HZ的聲音表現(xiàn)較佳。聲音頻率愈高，頻率辨別能力便愈差。聽覺閾是人類可探測到的某個特定頻率的聲音的最小強度。,以分貝表示聲強級L，其表達式為當中聲強度I0110?12WM?2。,,例題31,聲音的響度是感覺的量度，方是量度響度標度的典型標度,響度的方標度,等響曲線,小測試P62O,例題32,33聽覺缺陷,聽力損失,聽力損失有兩種1感覺神經(jīng)性聽力損失2傳導性聽力損失,聞閾圖可以顯示一個人對某個頻率範圍內(nèi)的聲音的反應(yīng)。,長期處於過量噪音中，會令耳蝸受損，導致聽力損失，是感覺神經(jīng)性聽力損失的一種。,對於頻率為4000HZ左右的聲音的聽力影響最嚴重。,小測試P65O,第3章完,

簡介：模型建構(gòu)類試題訓練,1、研究平靜水面產(chǎn)生的反射現(xiàn)象時，忽略的次要因素是鏡面材質(zhì)，突出的主要因素是能發(fā)生鏡面反射，可以將水面看成平面鏡。2、物理學中常用光線模型來表示一束光。光線表示了光的傳播路徑和方向，而忽略了光的亮度、色彩等其它性質(zhì)。3、如圖是打開的汽車后備箱蓋，它被液壓桿支撐。關(guān)箱蓋時，我們忽略掉后備箱的形狀等次要因素，抓住可以繞固定點O轉(zhuǎn)動、硬棒等主要因素，它可看作一個杠桿。,4、小明在綜合實踐課上發(fā)現(xiàn)利用羊角錘拔釘子比較省力。為什么省力呢小明思考忽略掉影響問題的次要因素是羊角錘的質(zhì)量、粗細等，考慮影響問題的主要因素是支點、硬棒、形狀等，構(gòu)建了杠桿或省力杠桿模型。根據(jù)所學的知識就明白了省力的道理。5、小明和媽媽開車去火車站，他看了看路旁的指示牌和汽車上的速度表，估計還有90S可以到火車站，在小明思考時考慮了影響問題的主要因素是路程和時間，忽略了影響問題的次要因素是速度的變化，構(gòu)建了勻速直線運動的模型，才估算出所用的時間。,6、點光源模型，忽略的次要因素是發(fā)光體的大小，突出的主要因素是會發(fā)光。7、研究托里拆利實驗和連通器時，使用了液片模型，忽略的次要因素是液片的厚度、重力，突出的主要因素是液片的受力情況。8、推導液體壓強公式時，建立了液柱模型，忽略的次要因素是液柱的重力、粗細，突出的主要因素是液柱的高度。9、茶壺、鍋爐水位計、“U”形反水彎，思考時抓住上端開口，下端連通的主要因素，忽略管的粗細、長短、材質(zhì)等次要因素，可以看做連通器模型。,10、研究串并聯(lián)電路時，忽略的次要因素是導線的電阻，突出的主要因素是用電器。11、用力的示意圖表示力時，忽略的次要因素是施力物體，突出的主要因素是力的大小和方向。12、用磁感線描述磁場時，忽略的次要因素是，突出的主要因素是磁場的方向和強弱。13、研究物體的運動時建立質(zhì)點模型，忽略的次要因素是物體的大小和形狀，突出的主要因素是物體的質(zhì)量。,14、物理學中，點電荷是帶電體的一種理想模型，是一個沒有大小和形狀的幾何點，而電荷又全部集中在這幾何點上。忽略的次要因素是帶電體的大小和形狀，突出的主要因素是帶電體的電荷量。15、小明從圓形魚缸側(cè)面看魚，所看到的魚比真實的魚要大些。他思考抓住影響問題的主要因素是魚缸中間厚邊緣薄、透明，忽略影響問題的次要因素是魚缸的材質(zhì)等，建構(gòu)來了凸透鏡模型，就可以解釋金魚被放大的原因了。16、研究盤山公路的作用時，小明認為盤山公路省力，他思考時抓住影響問題的主要因素是坡度，忽略的次要因素是形狀、平整程度，建構(gòu)了斜面模型。,17、在分析電路時，通常不考慮電壓表和電流表對電路的影響，對電壓表來說，忽略了它的次要因素分流作用，突出了它的主要因素分壓作用。,質(zhì)疑類試題訓練,1、據(jù)報道，國外有人利用水的沸點與壓強的關(guān)系，設(shè)計了一種“真空洗衣機”．它不需要洗衣粉就能使常溫的水產(chǎn)生大量的氣泡，從而達到洗滌的效果．你認為這則報道真實嗎理由是什么答真實；液體的沸點與液體上方的其他壓強有關(guān)，液體上方氣體壓強越大，液體沸點越高；反之，沸點越低．所以當洗衣機內(nèi)的氣體壓強減小后，常溫下也可以讓水沸騰，產(chǎn)生氣泡，達到洗滌的效果．,2、我國經(jīng)濟快速發(fā)展,很多廠商一改過去“酒香不怕巷子深”的觀點,紛紛為自己的產(chǎn)品做廣告,但有些廣告制作卻忽視了其中的科學性。如圖的兩幅廣告中各有一處科學性的錯誤,請你找出來,并簡要說明它違背了什么物理原理或規(guī)律。,甲圖茶水倒出來了；連通器；乙圖調(diào)羹匙看起來是直的；光的折射規(guī)律．,3、圖6是從某交通宣傳欄和某冷飲廠廣告宣傳片中選取的。指出兩幅圖中違背科學規(guī)律之處,A圖應(yīng)是緊急剎車時出現(xiàn)的情景，因為由于慣性，人車具有向前的速度，剎車后人的下身隨車減速，而上身由于慣性想保持原來的運動狀態(tài)，所以容易撞傷頭部造成人體傷害B圖“白氣”應(yīng)該向下飄。從冰箱拿出的冰棒溫度很低，周圍的水蒸氣遇冷液化形成小水珠，這就是“白氣”，又由于水的密度大于空氣的密度，因此“白氣”應(yīng)向下飄。,4、據(jù)電視臺報道某年8月的一天晚上當時氣溫20℃左右，廈門市一輛運送液化石油氣的汽車發(fā)生了交通事故，導致車上氣罐內(nèi)的液化石油氣泄漏，泄漏的液化石油氣急劇汽化。消防隊員在施救過程中，無意間發(fā)現(xiàn)泄漏孔附近潮濕的棉紗結(jié)了冰。于是消防隊員用潮濕的棉紗堵住泄漏孔，不一會兒棉紗居然也結(jié)了冰堵住了泄漏孔。看了這則報道后，小王猜想泄漏孔附近的溫度應(yīng)低于0℃；而小王的母親則猜想泄漏孔附近的溫度仍然為20℃左右。（1）根據(jù)上述報道中描述的現(xiàn)象，你認為____的猜想是正確的，這樣猜想的依據(jù)是_____________________________________。（2）請你解釋為什么堵泄漏孔的棉紗會結(jié)冰（1）小王，潮濕的棉布結(jié)冰，而結(jié)冰必須達到凝固點，溫度必須在0℃或0℃以下_。（2）泄露的液化石油氣急劇汽化時吸收大量的熱量，導致泄露附近的溫度下降，降到0℃或0℃以下，達到水的凝固點，以致水結(jié)了冰，因此堵泄露孔的棉紗會結(jié)冰,5、一部科幻電影中有這樣的場面一艘飛船在太空中遇險，另一艘飛船前去營救的途中，突然聽到了遇險飛船的巨大爆炸聲，然后看到了爆炸的火光。請你給導演指出這個場景中的兩處科學性錯誤1聲音不能在真空中傳播，無法聽見爆炸聲2光的速度大于聲音速度，應(yīng)先看到火光6、某公共場所為了提醒大家注意地面濕滑，設(shè)計了如圖所示的提示牌．請你指出該指示牌中所給情境與實際不相符的地方，并運用所學過的物理知識給以解釋．人應(yīng)該是向后摔倒的，而圖中人是向前摔倒的．,7、小明看到某參考書的熔點表中“干冰的熔點是580℃，而人類已知的最低溫度是27315℃”你認為書上的印刷是_____（選填“正確”或“錯誤”），支持你的觀點的證據(jù)是_________。錯誤人類已知的最低溫度是273℃8、一名登山運動員登上喜馬拉雅山歸來，宣稱在山上見到了“雪怪”，并在山上當場從外衣口袋里掏出鋼筆，迅速畫下了“雪怪”的圖像。請你從物理學的角度判斷這名運動員（選填“有”或“沒有”）說謊，支持你的觀點的證據(jù)是。假如你攀登喜馬拉雅山，并在山上發(fā)現(xiàn)“雪怪”，如何記錄雪怪的圖像。說謊，山上溫度很低（或低于0℃），從鋼筆中的墨水已凝固，無法畫出雪怪的圖像，使用鉛筆,9、一個寒冷的冬天，天空飄著鵝毛大雪，一個人跌跌撞撞地跑進警察局，他的敘述是這樣的我和朋友正在屋子里圍著火爐聊天，一個帶眼鏡的持槍男子破門而入，迅速瞄準我的朋友開槍并轉(zhuǎn)身逃跑了。由于前后時間太短了，并且作案人還帶著眼鏡，我沒留下任何作案人的信息。警察冷冷一笑，你一定在報假案。同學們，你能從物理學的角度說出警察判斷這個人報假警的依據(jù)嗎圍著火爐。說明室內(nèi)很暖和，當帶著眼鏡的人從寒冷的室外闖入溫暖的室內(nèi)時，室內(nèi)水蒸氣遇到冷的鏡片液化，眼鏡上會立刻蒙上一層水霧，不可能迅速瞄準并轉(zhuǎn)身逃跑。,物理學史類試題訓練,研究方法類試題訓練,1物理學中用“光線”來描述光的傳播路徑，關(guān)于“光線”以下說法不正確的是A光線是實實在在存在的B光線是利用“物理模型”法建立的C“光線”的建立過程是一個抽象的過程D光線重點反映了光波的直線性2物理學中用光線來描述光的傳播路徑，用磁感線來描述磁場，下列說法正確的是A光線是真實存在的B磁感線是真實存在的C磁感線描述的磁場不是真實存在的D光作為一種電磁波是真實存在的,3我們在學習物理知識過程中也學到了許多研究物理的科學方法,如控制變量法、轉(zhuǎn)換法、模型法、實驗推理法等。下列用到同一種研究方法的是①用磁感線方便、形象地描述磁場②探究響度與振幅的關(guān)系時，觀察乒乓球被音叉彈開的幅度③為了表示光的傳播情況，用光線來表示光傳播的徑跡與方向④利用真空罩中的鬧鐘探究真空不能傳聲A①②B①③C②④D③④4我們在學習物理的過程中會采用很多研究方法。在探究“空氣能傳聲”時,逐漸將真空罩內(nèi)的空氣抽出,根據(jù)聽到罩內(nèi)的鬧鐘的聲音逐漸變?nèi)?得到“真空不能傳聲”的探究結(jié)論。以下物理問題所采用的研究方法與探究“真空不能傳聲”相同的是A用磁感線描述磁場B探究推斷物體不受力時的運動C探究動能跟哪些因素有關(guān)D探究串聯(lián)電路總電阻和分電阻之間的關(guān)系,5控制變量法是解決復雜問題的一種有效方法，在我們的生活、學習和工作中有廣泛的應(yīng)用。下面四個研究實例中，采取控制變量法的是（）A用水流的形成類比電流的形成B研究磁場時，用磁感線描述空間磁場的分布情況C研究滑動摩擦力與壓力大小關(guān)系時，保持接觸面的粗糙程度不變D利用光線來研究光的直線傳播現(xiàn)象6在探究阻力對物體運動的影響時，發(fā)現(xiàn)水平面的粗糙程度會影響小車運動的距離，水平面越光滑，小車運動距離越遠，在此基礎(chǔ)上通過科學推理得到了牛頓第一定律。以下物理問題所采用的研究方法與此相同的是（）A探究動能跟哪些因素有關(guān)B通過墨水的擴散現(xiàn)象研究分子的運動C用磁感線描述磁場D真空不能傳聲,7磁場是一種看不見的特殊物質(zhì)，我們可以通過磁場對小磁針作用的效果來認識它。這種方法在科學上叫做“轉(zhuǎn)換法”，下列研究實例中不是采用這種研究方法的是（）A比較溫度的高低，我們可以通過液體受熱后體積的變化來認識它B學習電壓，我們可以通過對比水壓來認識它C了解電磁鐵磁性的強弱，我們可以通過觀察它吸引大頭針的多少來認識D電路是否有電流，我們可以通過觀察電路中電流表的指針是否偏轉(zhuǎn)來認識8與觀察法、實驗法一樣，在實驗基礎(chǔ)上經(jīng)過概括、抽象、推理得出規(guī)律也是物理學的重要研究方法。在物理學史上通過實驗分析、經(jīng)過推理得出，卻不能用實驗直接驗證的定律或原理是（）A．牛頓第一定律B．歐姆定律C．焦耳定律D．阿基米德原理,9物理學研究中常常用到“控制變量”、“等效替代”、“模型”、“類比”等方法，如1研究光的傳播時,引入“光線”的概念2研究串聯(lián)電路的電阻時,引入“總電阻”的概念3研究磁場時,引入“磁感線”的概念4用宏觀的“擴散”現(xiàn)象研究微觀的分子運動上述四個事例中研究方法相同的是A1和2B2和3C1和3D2和410物理學研究中常用到“控制變量法“,“等效替代法“,“模型法“,“類比法“等方法,如①研究光的傳播時,引入“光線“的概念；②探究影響蒸發(fā)因素的實驗；③研究串聯(lián)電路的電阻時,引入“總電阻“的概念；④探究歐姆定律的實驗。上述四例中研究方法相同的是A①和②B②和③C①和③D②和④,11在研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)時,使用了“原子”的概念；在研究磁現(xiàn)象時,使用了“磁感線”的概念；在研究機械運動時,使用了“參照物”的概念；在研究透鏡時,使用了“實像”的概念。其中是根據(jù)客觀情況假想但實際不存在的是A參照物B實像C原子D磁感線12某同學學習電學知識后，在老師的引導下，聯(lián)想到力學實驗現(xiàn)象，并進行比較并找出相類似的規(guī)律，其中不正確的是A水壓使水管中形成水流，類似地，電壓使電路中形成電流B抽水機是提供水壓的裝置，類似地，電源是提供電壓的裝置C抽水機工作時消耗水能，類似地，電燈發(fā)光時消耗電能D水流通過渦輪時，將水能轉(zhuǎn)化為動能，類似地，電流通過電燈時，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能,13根據(jù)作用效果相同的原理，作用在同一物體上的兩個力，我們可以用一個合力來代替它，這種“等效法”是物理學中常用的方法之一，它使我們研究問題得到簡化。以下幾種情況中，屬于這種“等效法”的是A在研究磁現(xiàn)象時，用磁感線來描述看不見、摸不著的磁場B在研究電現(xiàn)象時，用電流產(chǎn)生的效應(yīng)來描述看不見、摸不著的電流C兩個電阻并聯(lián)時，可用一個電阻來代替兩個并聯(lián)的電阻D在研究電流變化規(guī)律時，用水壓和水流來類比電壓和電流14在下列各物理量的研究中，使用的物理方法相同的是1研究壓力的作用效果與壓力大小、受力面積大小的關(guān)系25歐與10歐的電阻串聯(lián)在電路中與一個15歐的電阻在同一電路中的效果相同3使用電流表測量電流時要選擇合適的量程4“曹沖稱象”所采用的物理方法A1與2B2與3C1與4D2與41A2D3B4B5C6D7B8A9C10D11D12C13C14D,

簡介：考前第9天物理學史和物理思想方法,指導四臨考回歸教材，以不變應(yīng)萬變,1重要的物理學史,考點提煉,6放大法在物理現(xiàn)象或待測物理量十分微小的情況下，把物理現(xiàn)象或待測物理量按照一定規(guī)律放大后再進行觀察和測量，這種方法稱為放大法，常見的方式有機械放大、電放大、光放大。7控制變量法決定某一個現(xiàn)象的產(chǎn)生和變化的因素很多，為了弄清事物變化的原因和規(guī)律，必須設(shè)法把其中的一個或幾個因素用人為的方法控制起來，使它保持不變，研究其他兩個變量之間的關(guān)系，這種方法就是控制變量法。比如探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，就用了控制變量法。,8等效替代法在研究物理問題時，有時為了使問題簡化，常用一個物理量來代替其他所有物理量，但不會改變物理效果。如用合力替代各個分力，用總電阻替代各部分電阻等。9類比法也叫“比較類推法”，是指由一類事物所具有的某種屬性，可以推測與其類似的事物也應(yīng)具有這種屬性的推理方法。其結(jié)論必須由實驗來檢驗，類比對象間共有的屬性越多，則類比結(jié)論的可靠性越大。如研究電場力做功時，與重力做功進行類比；認識電流時，用水流進行類比；認識電壓時，用水壓進行類比。,1在物理學史上，正確認識運動和力的關(guān)系且推翻“力是維持物體運動的原因”的物理學家及建立慣性定律的物理學家分別是A亞里士多德、伽利略B亞里士多德、牛頓C伽利略、愛因斯坦D伽利略、牛頓,考前必做,解析亞里士多德認為必須有力作用在物體上，物體才能運動，不受力的作用物體就保持靜止；伽利略根據(jù)小球從斜面上滾下的實驗，提出如果沒有摩擦阻力，小球?qū)⒂肋h運動下去，即力不是維持物體運動的原因；牛頓在總結(jié)了前人研究的基礎(chǔ)上提出了慣性定律；愛因斯坦建立了狹義相對論和廣義相對論，故D正確。答案D,2在物理學建立、發(fā)展的過程，許多物理學家的科學發(fā)現(xiàn)推動了人類歷史的進步，關(guān)于科學家和他們的貢獻，下列說法正確的是A古希臘學者亞里士多德認為物體下落的快慢由它們的重量決定，伽利略在他的兩種新科學的對話中利用邏輯推斷，使亞里士多德的理論陷入了困境B德國天文學家開普勒對他導師第谷觀測的行星數(shù)據(jù)進行了多年研究，得出了萬有引力定律C英國物理學家卡文迪許利用“卡文迪許扭秤”首先較準確的測定了靜電力常量D楞次發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，并研究提出了判斷感應(yīng)電流方向的方法楞次定律,解析古希臘學者亞里士多德認為物體下落的快慢由它們的重量決定，伽利略在他的兩種新科學的對話中利用邏輯推斷，使亞里士多德的理論陷入了困境，選項A正確；德國天文學家開普勒對他導師第谷觀測的行星數(shù)據(jù)進行了多年研究，得出了開普勒定律，選項B錯誤；英國物理學家卡文迪許利用“卡文迪許扭秤”首先較準確的測定了萬有引力常量，選項C錯誤；法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，楞次研究得出了判斷感應(yīng)電流方向的方法楞次定律，選項D錯誤。答案A,3物理學中用到大量的科學研究方法，在建立下列物理概念時，都用到“等效替代”方法的是A質(zhì)點，電場強度B平均速度，點電荷C彈力，電勢D合力與分力，合運動與分運動,解析等效替代方法是在保證某種效果特性和關(guān)系相同的前提下，將實際的、復雜的物理問題和物理過程轉(zhuǎn)化為等效的、簡單的、易于研究的物理問題和物理過程來研究和處理的方法。即兩概念對比，產(chǎn)生的某種效果相同，才是等效替代法，故只有選項D正確。答案D,4以下是力學中的三個實驗裝置，由圖1可知這三個實驗共同的物理思想方法是,圖1A極限的思想方法B放大的思想方法C控制變量的方法D猜想的思想方法,解析這三個實驗共同的物理思想方法是把微小量進行放大，使之能夠觀察和測量，即放大的思想方法，選項B正確。答案B,5多選為了認識復雜的事物規(guī)律，我們往往從事物的等同效果出發(fā)，將其轉(zhuǎn)化為簡單的、易于研究的事物，這種方法稱為等效替代法，下列哪些物理概念的建立使用了等效替代思想A慣性B重心C平均速度D合力與分力,解析重心是將物體各部分所受重力等效為集中于一點；平均速度是將變速運動過程等效為勻速運動過程，勻速運動的速度則為變速運動的平均速度；合力與分力是使力的作用效果相同。答案BCD,6多選下列關(guān)于物理學發(fā)展史的說法中正確的是A伽利略通過大量實驗，發(fā)現(xiàn)只要斜面的傾角一定，不同質(zhì)量的小球從不同高度開始滾動，小球的加速度都是相同的B奧斯特為了解釋磁體產(chǎn)生的磁場提出了分子電流假說C楞次在對理論基礎(chǔ)和實驗資料進行嚴格分析后，提出了電磁感應(yīng)定律D美國物理學家密立根經(jīng)過多次實驗，比較準確地測定了電子的電荷量,解析伽利略通過大量實驗，發(fā)現(xiàn)只要斜面的傾角一定，不同質(zhì)量的小球從不同高度開始滾動，小球的加速度都是相同的，選項A正確；安培為了解釋磁體產(chǎn)生的磁場提出了分子電流假說，選項B錯誤；紐曼和韋伯在對理論基礎(chǔ)和實驗資料進行嚴格分析后，提出了電磁感應(yīng)定律，選項C錯誤；美國物理學家密立根經(jīng)過多次實驗，比較準確地測定了電子的電荷量，選項D正確。答案AD,7多選以下說法符合物理史實的是A奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象B牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，并且用扭秤裝置測出了引力常量C開普勒關(guān)于行星運動的描述為萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)D庫侖認為在電荷的周圍存在著由它產(chǎn)生的電場，并提出用電場線簡潔地描述電場,解析奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，選項A正確；牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，卡文迪許用扭秤裝置測出了引力常量，選項B錯誤；開普勒關(guān)于行星運動的描述為萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)，選項C正確；法拉第認為在電荷的周圍存在著由它產(chǎn)生的電場，并提出用電場線簡潔地描述電場，選項D錯誤。答案AC,解析用質(zhì)點代替物體采用的科學方法為理想模型，故A錯誤；以時間趨向無窮小時的平均速度作為瞬時速度，采用了極限思維法，故B正確；在研究加速度與質(zhì)量和合外力的關(guān)系時，采用了控制變量法，故C錯誤；在推導勻變速直線運動的位移公式時，采用微元法將變速運動等效近似為很多小段的勻速運動，故D錯誤。答案B,