Conocimiento 3 de la asignatura optativa de segundo año de física 1
Primero, la cuantificación de energía
1. El establecimiento de la teoría cuántica: En 1900, el físico alemán Max Planck. Se propone que la energía de las partículas cargadas que vibran solo puede ser un múltiplo entero de un cierto valor mínimo de energía ε, que se denomina cuanto de energía.
ε=hν
h es la constante de Planck (6,63×10-34J.s).
2. Cuerpo negro: Si un objeto puede absorber completamente ondas electromagnéticas incidentes de varias longitudes de onda sin reflexión, es un cuerpo negro absoluto, o cuerpo negro para abreviar.
3. Radiación de cuerpo negro: La ley de la radiación de cuerpo negro es que cuanto mayor es la temperatura, mayor es la intensidad de la radiación de varias longitudes de onda y, al mismo tiempo, el valor máximo de la intensidad de la radiación se mueve hacia la más corta. longitud de onda. (La teoría cuántica de energía de Planck explica bien este fenómeno)
2. El punto de inflexión de la ciencia, la naturaleza partícula de la luz
1. Efecto fotoeléctrico (que demuestra que los fotones tienen energía)
p>
(1) La teoría electromagnética de la luz ha desarrollado la teoría ondulatoria de la luz a un nivel perfecto, pero no puede explicar el fenómeno del efecto fotoeléctrico. El fenómeno de que un objeto emita electrones bajo la irradiación de luz (incluida la luz invisible) se denomina efecto fotoeléctrico, y los electrones emitidos se denominan fotoelectrones. (Las imágenes experimentales están en el libro de texto)
(2) Resultados de la investigación sobre el efecto fotoeléctrico:
Nuevo libro de texto: ① Hay una corriente de saturación, lo que significa que cuanto más fuerte es la luz incidente , más fotoelectrones se emiten por unidad de tiempo. ② Hay un voltaje de control: ③ Frecuencia de corte: la energía de los fotoelectrones está relacionada con la frecuencia de la luz incidente, pero no tiene nada que ver con la intensidad de la luz incidente. Cuando la frecuencia de la luz incidente es inferior a la frecuencia de corte, no se producirá el efecto fotoeléctrico. ④ El efecto es instantáneo: la emisión de fotoelectrones es casi instantánea y generalmente no supera los 10-9 s.
Libro de texto antiguo: ① Cualquier metal tiene una frecuencia límite. La frecuencia de la luz incidente debe ser mayor que esta frecuencia límite para producir el efecto fotoeléctrico; la luz por debajo de esta frecuencia no puede producir el efecto fotoeléctrico; la energía de los fotoelectrones está relacionada con La intensidad de la luz incidente no tiene nada que ver con eso y solo aumenta con el aumento de la frecuencia de la luz incidente ③ Cuando la luz incidente incide en el metal, la emisión de fotoelectrones es casi instantánea y generalmente lo hace; no exceder 10-9s; ④ Cuando la frecuencia de la luz incidente es mayor que la frecuencia límite, la fotocorriente La intensidad es proporcional a la intensidad de la luz incidente.
(3) La mitad de la pared interior de la bombilla de vidrio fotovoltaico está recubierta con un metal alcalino como cátodo K (conectado al electrodo negativo de la fuente de alimentación) porque la función de trabajo del metal alcalino es pequeña .
2. Teoría del fotón: La luz misma está compuesta de fotones de energía indivisibles. La energía del fotón de la luz con frecuencia ν es hν. Estos fotones de energía se llaman fotones.
3. Ecuación del efecto fotoeléctrico:
EK=h-WO
(Domina el significado físico de la imagen ek/UC-ν) Al mismo tiempo, Corte H=WO (Ek es la energía cinética inicial del fotoelectrón; w es la función de trabajo, es decir, el trabajo realizado por el fotoelectrón que vuela directamente desde la superficie del metal para vencer la gravedad de la carga positiva).
Tercer conocimiento optativo de física para estudiantes de segundo año de secundaria 2
Primero está la corriente eléctrica: el movimiento dirigido de cargas en corriente eléctrica.
1. Condiciones para la generación de corriente eléctrica:
(1) Libre;
(2) Corriente eléctrica; es una cantidad escalar, pero tiene una dirección: estipulamos que la dirección del movimiento direccional de la carga positiva es la dirección de la corriente;
Nota: Fuera de la fuente de alimentación, la corriente fluye desde el polo positivo al polo negativo de la fuente de alimentación; dentro de la fuente de alimentación, la corriente fluye desde el polo negativo al polo positivo;
p>
3. de la cantidad de carga Q que pasa por la sección transversal del conductor y el tiempo t que tardan en pasar estas cargas se llama corriente I;
(1) Expresión matemática: I = Q/t;
(2) Unidad de corriente internacional: Amperio a.
(3) Unidades de uso común: mA MA, microamperio uA; (4) 1A = 103ma = 106 ua
2. u es proporcional a la resistencia r del conductor;
1, definición: I = U/R
2 Corolario: R = U/I; p>3. La unidad internacional de resistencia es el ohmio, representado por ω;
1kω= 103ω, 1mω= 106ω;
4.
3. Circuito cerrado: compuesto por fuente de alimentación, cables, aparatos eléctricos y llaves;
1. Fuerza electromotriz: cuando la fuente de alimentación no está conectada al circuito, la fuerza electromotriz de la potencia el suministro es igual al voltaje entre los dos polos; representado por e;
2. Circuito externo: el circuito fuera de la fuente de alimentación se llama circuito externo; ; representado por r; el voltaje en ambos extremos se llama voltaje externo; 3. Circuito interno: dentro de la fuente de alimentación El circuito se llama resistencia interna y la resistencia del circuito interno se llama resistencia interna; el voltaje en ambos extremos se llama voltaje interno; por ejemplo, la bobina del generador y la solución en la batería seca son circuitos internos, y su resistencia es la resistencia interna
4. la fuente de alimentación es igual a la suma de los voltajes interno y externo; E = u interno + u externo = RIE = (R + r) I
4. La corriente en un circuito cerrado es directamente proporcional a la fuerza electromotriz de la fuente de alimentación e inversamente proporcional a la suma de las resistencias de los circuitos interno y externo;
1. R+r)
2. Cuando el circuito externo está desconectado, la resistencia externa es infinita y la fuerza electromotriz de la fuente de alimentación es igual al voltaje del terminal del circuito, que es la definición de la fuerza electromotriz de la fuente de alimentación;
3. Cuando la resistencia externa es cero (cortocircuito), debido a la pequeña resistencia interna, la corriente alta quemará el circuito;
5. entre el conductor y el aislante; cuanto mayor es la temperatura, menor es la resistencia del semiconductor;
6. Conductor La resistencia aumenta a medida que aumenta la temperatura. Cuando la temperatura baja a un cierto valor, la resistencia desaparece y se convierte en superconductividad.
Curso optativo de física de segundo año de secundaria 3 conocimientos 3
Nº 1. El descubrimiento de las ondas electromagnéticas
1. : cambiar el campo magnético para generar un campo eléctrico.
Las líneas del campo eléctrico generado en un campo magnético cambiante están cerradas (campo eléctrico de vórtice) ◎Comprensión: (1) Un campo magnético que cambia uniformemente produce un campo eléctrico estable.
(2) Los campos magnéticos que cambian de manera desigual producen campos eléctricos cambiantes.
2. El segundo núcleo de la teoría del campo electromagnético: al cambiar el campo eléctrico se produce un campo magnético.
Maxwell planteó la hipótesis de que un campo eléctrico cambiante, como una corriente eléctrica en un cable, produciría un campo magnético en el espacio, lo que significa que un campo eléctrico cambiante produciría un campo magnético.
◎Comprensión: (1) Un campo eléctrico uniforme produce un campo magnético estable.
(2) Los campos eléctricos que cambian de manera desigual producen campos magnéticos cambiantes.
3. Comprensión de la teoría del campo electromagnético de Maxwell:
Un campo eléctrico constante no produce un campo magnético.
Un campo magnético constante no produce un campo eléctrico.
Un campo eléctrico uniforme produce un campo magnético constante en el espacio circundante.
Un campo magnético que cambia uniformemente produce un campo eléctrico constante en el espacio circundante.
El campo eléctrico oscilante produce un campo magnético oscilante con la misma frecuencia.
El campo magnético oscilante produce un campo eléctrico oscilante con la misma frecuencia.
4. Campo electromagnético: si hay un campo eléctrico que cambia periódicamente en un área determinada del espacio, entonces este campo eléctrico cambiante producirá un campo magnético que cambia periódicamente en el espacio circundante; voluntad El espacio circundante genera un nuevo campo eléctrico que cambia periódicamente. El campo eléctrico cambiante y el campo magnético cambiante están conectados entre sí para formar una unidad inseparable, que es el campo electromagnético.
5. Ondas electromagnéticas: La propagación de campos electromagnéticos desde la zona donde se producen hasta zonas lejanas son ondas electromagnéticas.
6. Características de las ondas electromagnéticas:
(1) Las ondas electromagnéticas son ondas transversales. La intensidad del campo eléctrico E y la intensidad de la inducción magnética B cambian según reglas sinusoidales y son perpendiculares. entre sí y perpendiculares a la dirección de propagación de la onda.
(2) Las ondas electromagnéticas pueden propagarse a la velocidad de la luz en el vacío. V = λf.
(3) Las ondas electromagnéticas tienen características ondulatorias.
7. EDM de Hertz: Hertz observó la reflexión, refracción, interferencia, polarización y difracción de ondas electromagnéticas. También midió que las ondas electromagnéticas y la luz tienen la misma velocidad.
Así, Hertz confirmó la teoría electromagnética de la luz de Maxwell y Hertz capturó ondas electromagnéticas por primera vez en el calendario humano.
Segundo, oscilación electromagnética
1. Generación de corriente de oscilación del bucle LC: primero cargue el capacitor y almacene la energía en el capacitor en forma de energía de campo eléctrico.
(1) Se cierra el circuito y el condensador C comienza a descargarse a través del inductor l debido a la obstrucción de la fuerza electromotriz autoinducida generada en la bobina. En el momento de la descarga, la corriente en el circuito es cero, la energía del campo magnético es cero y la carga en la placa es cero. Posteriormente, la corriente en el circuito aumenta, la energía del campo magnético aumenta y la energía del campo eléctrico disminuye hasta que el voltaje a través del capacitor C es cero. Al final de la descarga, la corriente alcanza su máxima energía de campo magnético.
(2) Debido a la obstrucción de la fuerza electromotriz autoinducida en la bobina inductora L, la corriente no desaparecerá inmediatamente, sino que mantendrá la dirección de la corriente original y el condensador se cargará en el dirección opuesta, de modo que la energía del campo magnético se reducirá y la energía del campo eléctrico aumentará. El flujo de carga aumenta de mayor a menor y la corriente al final de la carga es cero. Luego el capacitor comienza a descargarse nuevamente, repitiendo el proceso de (1) y (2), pero la dirección de la corriente es opuesta a (1).
2. Condiciones efectivas para la emisión de ondas electromagnéticas: (1) La frecuencia de oscilación debe ser lo suficientemente alta, porque cuanto mayor sea la frecuencia, mayor será la capacidad de emitir ondas electromagnéticas. (2) Los campos eléctricos y magnéticos del circuito de oscilación deben dispersarse en un espacio lo más grande posible para que la energía del campo electromagnético pueda dispersarse de manera efectiva.
3. ¿Existe algún medio para emitir eficazmente ondas electromagnéticas al mundo exterior?
Transformación del circuito de oscilación: de circuito cerrado a circuito abierto
En tercer lugar, la emisión y recepción de ondas electromagnéticas
1. del circuito receptor es igual a Cuando las ondas electromagnéticas recibidas tienen la misma frecuencia, la corriente oscilante generada en el circuito receptor se llama resonancia eléctrica.
2. Sintonización: Proceso de provocar resonancia eléctrica en el circuito receptor. La frecuencia de un circuito sintonizado se cambia cambiando la capacitancia del capacitor.
3. Detección: "Detecta" la señal portadora de la oscilación de alta frecuencia recibida.
Cuarto, las ondas electromagnéticas y la sociedad de la información
1. Televisión
En pocas palabras: las señales de televisión son cuando las estaciones de televisión convierten por primera vez las señales de imagen en señales eléctricas que Se puede transmitir, la señal eléctrica recibida después de la transmisión se restaura en una imagen luminosa para reproducir la pantalla fluorescente. El haz de electrones convierte una imagen punto por punto en diferentes corrientes de señal según el brillo de cada punto, y emite ondas electromagnéticas con señales de imagen a través de la antena.
2. Principio de funcionamiento del radar
Utilizando la diferencia de tiempo entre transmitir y recibir, se calcula la distancia del objeto.
3. Teléfono móvil
En estado de espera, el teléfono móvil emite continuamente ondas electromagnéticas para intercambiar información con el entorno. Las ondas electromagnéticas que emiten los teléfonos móviles durante el proceso de establecimiento de una conexión son especialmente fuertes.
5. Espectro electromagnético
1. Teoría electromagnética de la luz
(1) Maxwell calculó que la velocidad de propagación de las ondas electromagnéticas es la misma que la de Luz, lo que indica que la luz tiene naturaleza electromagnética.
(2) Espectro electromagnético
Espectro electromagnético, ondas de radio, rayos infrarrojos, luz visible, rayos ultravioleta, rayos X
Mecanismo de generación en el circuito de oscilación , los electrones libres se producen mediante movimiento periódico.
Los electrones externos del átomo están excitados.
Los electrones del interior del átomo se excitan, y el núcleo también se excita.
(3) Espectro ①Instrumentos y espectrómetros para la observación del espectro ②Clasificación, generación y características del espectro
2. Espectro de emisión características de generación continua del espectro
Consta de Compuesto. de luz continua de varias longitudes de onda producida por sólidos luminosos, líquidos y gases a alta presión.
Ii espectro de líneas brillantes se produce por la luminiscencia de gases raros y consta de algunas líneas brillantes discontinuas
Iii absorbe la luz blanca emitida por objetos de alta temperatura en el espectro, y ciertas Las longitudes de onda de la luz atraviesan el material. Después de ser absorbidas, se produce un espectro formado por unas líneas oscuras discontinuas sobre un fondo de un espectro continuo.
3. Análisis espectral:
Un elemento emite luz de unas longitudes de onda características a altas temperaturas y absorbe luz de estas longitudes de onda a bajas temperaturas. Por lo tanto, las líneas brillantes en las ondas de luz brillante y las líneas oscuras en el espectro de absorción se denominan líneas espectrales características del elemento y se utilizan para el análisis espectral.
4. Comparación de ondas electromagnéticas y ondas mecánicas:
I*** Similitud: Ambas pueden producir fenómenos de interferencia y difracción la frecuencia de sus fluctuaciones depende de la frecuencia de la onda; fuente; diferente La propagación en un medio tiene la misma frecuencia.
Ii diferencia: La propagación de las ondas mecánicas debe ser en el medio. Su velocidad de onda está relacionada con las propiedades del medio y no tiene nada que ver con la frecuencia de la onda. Las ondas electromagnéticas en sí mismas son un tipo de sustancia y pueden propagarse en el vacío o en los medios. La velocidad de propagación de las ondas electromagnéticas en el vacío es de 3,0 × 108 m/s. Cuando se propagan en un medio, la velocidad y la longitud de la onda no solo están relacionadas con las propiedades del medio, sino también con la frecuencia.
5.Diferentes mecanismos de las ondas electromagnéticas.
Las ondas de radio se generan por el movimiento periódico de electrones libres en un circuito oscilante.
La luz infrarroja, la luz visible y la luz ultravioleta son excitadas por electrones en las capas externas de los átomos.
Los rayos roentgen son generados por electrones en las capas internas de los átomos.
Los rayos gamma se producen por la excitación de los núcleos atómicos.
Las ondas electromagnéticas de diferentes frecuencias (longitudes de onda) muestran diferentes efectos.
La función principal de los rayos infrarrojos es el calor, que se puede utilizar para calentar objetos y realizar sensores remotos por infrarrojos.
La función principal de los rayos ultravioleta son los efectos químicos y se pueden utilizar para; esterilización y desinfección;
El poder de penetración de los rayos Roentgen es muy fuerte y el poder de penetración está relacionado con la densidad del material. Se puede utilizar para ver a través del cuerpo humano y comprobar defectos en algunas partes.
Los rayos γ se utilizan ampliamente en la industria y la medicina, como en la detección y prueba de defectos en la cirugía con bisturí grueso o gamma.
Artículos relacionados con los tres puntos de conocimiento del curso optativo de física para el segundo año
★ Resumen de los puntos de conocimiento eléctrico 3-1 del curso optativo de física para el segundo año; .
★Resumen de los puntos de conocimiento de la primera sección del Capítulo 1 del curso optativo 3-1 en física para el segundo año de secundaria
★Resumen de los cuatro puntos de conocimiento del curso optativo de química para el segundo año de secundaria.
★Plan de lecciones de química para el nuevo semestre de estudiantes de secundaria en 2020