什么叫入射点?什么叫法线?——精英家教网——
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什么叫入射点?什么叫法线? 【】
题目列表(包括***和解析)
拯救城市的反射光美丽的叙拉古是物理学家阿基米德的家乡,位于地中海西西里岛的海岸上.是沟通欧非两大洲交通的重要港口,是军事上的要塞,并且是一个富饶的粮仓.公元前214年,罗马帝国的船队侵略希腊.进攻叙拉古城.强大的敌人帆船队兵临城下,古城中的人惊慌失措,纷纷逃离.但是阿基米德却镇静地叫人们各拿一面镜子在海边列队,把阳光反射向敌人船队的布帆.这些光会聚成又热又亮的先点,照得船上的敌人睁不开眼,浑身发烫,而又无处藏身.不久敌人帆船上的布帆被照得起了大火,吓得敌人不战自退.阿基米德的做法源自于年轻求学时期的波赛依顿之光.海中航行时看到一座灯塔的圆顶下发出耀眼的亮光.阿基带德仔细研究发现其秘密:原来在一团篝火的后面,放着一面面金属做的大镜子.通过镜子反射,灯塔的塔身变得加倍明亮,给阿基米德留下了深刻的印象.阅读后回答:(1)我们把太阳光看作平行光,照射到平面镜上发生了什么反射?反射光线有什么特点?(2)波赛依顿灯塔特别亮,火焰的光线照射到塔上发生什么反射?这种反射有什么特点?(3)要使得每个人使用的平面镜的反射光线集中照射到一点上,平行的太阳光射到各个平面镜的入射角是否相等?
拯救城市的反射光美丽的叙拉古是物理学家阿基米德的家乡,位于地中海西西里岛的海岸上.是沟通欧非两大洲交通的重要港口,是军事上的要塞,并且是一个富饶的粮仓.公元前214年,罗马帝国的船队侵略希腊.进攻叙拉古城.强大的敌人帆船队兵临城下,古城中的人惊慌失措,纷纷逃离.但是阿基米德却镇静地叫人们各拿一面镜子在海边列队,把阳光反射向敌人船队的布帆.这些光会聚成又热又亮的先点,照得船上的敌人睁不开眼,浑身发烫,而又无处藏身.不久敌人帆船上的布帆被照得起了大火,吓得敌人不战自退.阿基米德的做法源自于年轻求学时期的波赛依顿之光.海中航行时看到一座灯塔的圆顶下发出耀眼的亮光.阿基带德仔细研究发现其秘密:原来在一团篝火的后面,放着一面面金属做的大镜子.通过镜子反射,灯塔的塔身变得加倍明亮,给阿基米德留下了深刻的印象.阅读后回答:(1)我们把太阳光看作平行光,照射到平面镜上发生了什么反射?反射光线有什么特点?(2)波赛依顿灯塔特别亮,火焰的光线照射到塔上发生什么反射?这种反射有什么特点?(3)要使得每个人使用的平面镜的反射光线集中照射到一点上,平行的太阳光射到各个平面镜的入射角是否相等?
拯救城市的反射光美丽的叙拉古是物理学家阿基米德的家乡,位于地中海西西里岛的海岸上.是沟通欧非两大洲交通的重要港口,是军事上的要塞,并且是一个富饶的粮仓.公元前214年,罗马帝国的船队侵略希腊.进攻叙拉古城.强大的敌人帆船队兵临城下,古城中的人惊慌失措,纷纷逃离.但是阿基米德却镇静地叫人们各拿一面镜子在海边列队,把阳光反射向敌人船队的布帆.这些光会聚成又热又亮的先点,照得船上的敌人睁不开眼,浑身发烫,而又无处藏身.不久敌人帆船上的布帆被照得起了大火,吓得敌人不战自退.阿基米德的做法源自于年轻求学时期的波赛依顿之光.海中航行时看到一座灯塔的圆顶下发出耀眼的亮光.阿基带德仔细研究发现其秘密:原来在一团篝火的后面,放着一面面金属做的大镜子.通过镜子反射,灯塔的塔身变得加倍明亮,给阿基米德留下了深刻的印象.阅读后回答:(1)我们把太阳光看作平行光,照射到平面镜上发生了什么反射?反射光线有什么特点?(2)波赛依顿灯塔特别亮,火焰的光线照射到塔上发生什么反射?这种反射有什么特点?(3)要使得每个人使用的平面镜的反射光线集中照射到一点上,平行的太阳光射到各个平面镜的入射角是否相等?
新课标物理基础知识第一章声现象填空1、一切正在发声的物体都在振动&,发声停止&振动&也停止。声音的传播需要&介质,&真空&不能传声。声在一秒内传播的距离叫声速,声速跟介质的&种类&&有关,还跟介质的&温度&有关。15℃空气中的声速是&&340 & & & &m/s。2、乐音特征有&音色&、& 音调&&、&响度&。声音的高低叫&&音调&,声音的大小叫& 响度&,每个发声体独具有的声音的特征叫&音色&&。3、音调的高低决定于物体振动的& 频率 &,物理学里用物体每秒钟振动的次数 &叫频率,频率的单位是&赫兹&,简称&&赫&,符号&Hz。 人耳能听到声音的音调范围是& 20Hz-20000Hz&。&高于20000Hz &叫做超声波,低于20Hz叫做次声波。4、弦乐器发出的声音是靠&弦的振动 &产生的,音调的高低与弦的粗细&、&长短&、&松紧&&有关。弦乐器通常有一个木制的&共鸣箱来使声音更洪亮。5、管乐器是靠&空气柱的振动 &发声的。长的空气柱产生&低&音,短的空气柱产生&高&音。6、我们听到声音的两种方式是气传导和骨传导。造成耳聋的两种类型:神经性耳聋和非神经性耳聋。7、声源到两只耳朵的距离一般不同,声音传到两只耳朵的&&时刻、&&强弱&&及其它特征也就不同。这些差异就是判断&&声源方向 &的重要基础。这就是双耳效应。正是双耳效应,人们可以准确地判断声音传来的&&方位&。8、什么是噪声?&0&&分贝是人们刚刚能听到的最弱的声音---------听觉下限。为了保护听力,声音不能超过& & & & & & & 90分贝,为了保证工作和学习,声音不能超过& & & & & 70分贝,为了保证休息和睡眠,声音不能超过&50 & & &分贝。9、声包括&次声&&、&超声&& 、&声音,&声能传递 能量 &和&信息。10、根据&& 回声定位 &的原理,科学家发明了声呐。11、外科医生用超声的振动除去人体内的结石,这是利用了声波传递&能量 &的性质。第二章光现象&能发光的物体 &&是光源。光在 同种均匀介质中和真空中是沿直线传播的,真空中光速是宇宙中最大的速度是3×108&&m/s =&3 ×105&km/s。在其它介质中,,随介质而不同。光年是&长度&单位,1光年=&9.46×1012千米。小孔成像和影子的形成说明了&光是沿直线传播&的。太阳光通过三棱镜***成&&各种&色光 ,色光的三原色是&红、绿、蓝&&,颜料的三原色是&&品红、黄、青 &。 &光射到物体表面被反射回去的现象&是光的反射。光的反射分为&镜面反射&、漫反射&两种。它们都遵守&&光的反射定律。&入射光线和法线的夹角&叫入射角。& & & & & & & & & & & & &&&反射光线和法线的夹角叫反射角。& &过入射点与物体表面垂直的直线叫法线。法线平分&&反射光线和入射光线的夹角。光的反射定律内容是&反射光线、入射光线 和法线在同一平面,反射光线和入射光线分居法线两侧,反射光线等于入射光线。光在反射中光路可逆。我们能看到本身不发光的物体,是因为光射到物体表面发生了&反射&。我们能从不同角度看到同一物体,是因为光射到物体表面发射了&漫反射&。平面镜的作用有&成像&、&改变光的传播方向&。平面镜成像特点有&&物体经平面镜成的是虚像,像与物体大小相等,像与物体的连线与镜面垂直,像于物体到镜面的距离相等。(成虚像、物、像相对镜面对称——正立、等大、等远。)凸面镜对光线有&发散作用,凹面镜对光线有会聚&& & & & & & & & & & &作用。棱镜可以把太阳光***成&红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫几种不同颜色的光,把它们按这个顺序排列起来就是光谱,&在光谱上红光以外人眼看不见的能量的辐射是红外线,&&在光谱的紫端,人眼看不见的光&是紫外线。红外线主要作用是&热作用强&,各种物体吸收红外线后温度&升高&&,红外线穿透云雾的能力强,利用灵敏的红外探测器吸收物体发出的红外线,再利用电子仪器对吸收的信号进行处理,可以显示被测物体的&形状&、&特征&,这就是红外遥感。紫外线主要作用是&&化学作用强&,很容易使照相底片感光,紫外线能&杀菌消毒&。紫外线能使荧光物质发光,可进行防伪,鉴别古画,并可用紫外线摄影。&影和像(1)影是光在传播过程中遇到不透光的物体时,在物体后面光不能直接照射到区域所形成的跟物体相似的暗区部分称为影。它是由光的直线传播产生的。(2)、像分为实像和虚像,像是以物体发出的光线,经光学器具形成的与原物相似的图景。⑴实像是物体发出的光线经光学器具后实际光线相交所成的像,如小孔成像,经凸透镜折射后成的倒立的像, & ⑵虚像是物体发出的光线经光学器具后,实际光线反射或折射的反向延长线会聚的像,如平面镜成像,凸透镜折射成正立的像。⑶实像可在屏上呈现,虚像在屏上不呈现,但实、虚像都可用眼睛观察到。第三章透镜及其应用1.光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折,这种现象&叫光的折射。&折射光线和法线的夹角 & & & & &&叫折射角。光从空气斜射入水或其他透明介质中时,折射光线&靠近&法线,折射角& 小于&入射角。光从水或其他透明介质斜射入空气中时,折射光线&远离&法线,折射角&大于&入射角。2. 光的折射规律;折射光线、入射光线和法线在同一平面上;折射光线和入射光线分居法线两侧;光从空气斜射入某透明介质时,折射角小于入射角,光从某透明介质斜射入空气中时,折射角大于入射角,当光线垂直射向介质表面时,传播方向不变。3.生活中由岸边向水中看,虚像比实际池底位置高,由水中向岸上看虚像比实际物体高等成因都是光的折射现象。例:我们看到水中的鱼,实际是由于光的折射形成的鱼的&虚&象,比鱼的实际位置高。潜水员潜入水中看到岸上的物体,比实际的物体&高&。4.凸透镜能使&和主光轴平行的光线会聚于主光轴上一点,这一点叫凸透镜的焦点,焦点到凸透镜光心的距离叫&&焦距 &。对光有会聚作用,称会聚透镜。5.凹透镜能使& 和主光轴平行的光线&发散,发散光线的反向延长线交于主光轴上一点,这一点叫凹透镜的虚&焦点。对光有发散作用,称发散透镜。6.凸透镜对光有&会聚&作用,凸透镜又叫&会聚&&透镜。凹透镜对光有&&发散&作用,凹透镜又叫&&发散&透镜。应广义地体会“会聚作用”,“发散作用”。如从凸透镜焦点射出光线,经折射后平行主光轴,折射光线并没有相交一点,但折射光线的方向与入射光线相比,相互“靠拢”,仍对光起会聚作用。可见判断透镜对光线的作用,应当用折射光线与入射光线比较,若相“靠近”,则对光线起会聚作用;若相“远离”,则对光线起发散作用。三条特殊光线:(1)过透镜光心的光线,折射后,方向不变。(2)平行于主光轴的光线,经折射后过透镜焦点。(3)过透镜焦点的光线,经折射后平行主光轴。7.照相机利用了凸透镜成&&倒立缩小的实像的性质;投影仪利用了凸透镜成&&倒立放大的实像&的性质,投影仪上的平面镜的作用是&改变光的传播方向&;放大镜利用了凸透镜成&&正立放大的虚像&的性质。8.在凸透镜的焦点以外,物体经凸透镜成&倒立的实&像,并且物体离凸透镜焦点越近所成的像越&&大&,像到凸透镜的距离越&&远&,&到凸透镜的距离等于二倍焦距的点是凸透镜成放大像与缩小的像的分界点,到凸透镜的距离等于一倍焦距 &的点是凸透镜成实像与虚像的分界点。&9.凸透镜所成实像一定是&&倒立的,像与物体在凸透镜的两侧&。10.凸透镜所成虚像一定是&&正立的,像与物体在凸透镜的同侧。实像是由实际光线会聚而成,能用光屏承接,也能用眼睛直接看到;虚像是由实际光线的反向延长线相交而成,不能用光屏承接,能用眼睛直接看到。凸透镜成像规律物体到凸透镜的距离大于凸透镜焦距的二倍时,物体经凸透镜成倒立缩小的实像,像到凸透镜的距离大于一倍焦距小于二倍焦距,像和物体在凸透镜的两侧。物体到凸透镜的距离等于凸透镜焦距的二倍时,物体经凸透镜成倒立等大的实像,像到凸透镜的距离等于二倍焦距,像和物体在凸透镜的两侧。物体到凸透镜的距离大于凸透镜一倍焦距小于二倍焦距时,物体经凸透镜成倒立放大的实像,像到凸透镜的距离大于焦距的二倍,像和物体在凸透镜的两侧。物体到凸透镜的距离等于凸透镜的焦距时,物体经凸透镜不成像。物体到凸透镜的距离小于凸透镜的焦距时,物体经凸透镜成正立放大的虚像,像和物体在凸透镜的同侧。& & & &凸透镜成像规律 & & & & &焦距f物距u像距v像的性质应用U>2ff倒立缩小实像照相机、眼睛、摄影仪U=2fv=2f倒立等大实像f
2f倒立放大实像投影仪、电影机U=f不成像U正立放大虚像放大镜光心的光学性质是通过光心的光线传播方向不改变;焦点的光学性质是平行于主光轴的光束经透镜折射后相交(或者在反方向延长后相交)于该点。7、在研究凸透镜成像规律的实验中,在已画好的直线上依次放置蜡烛、凸透镜和光屏,并使三者的中心在同一高度,目的是能在光屏上接受到烛焰的像。8、① 焦点是凸透镜成实像和虚像的分界点,时不成像,成实像,成虚像。② 二倍焦距处是像大小的分界点,时,成等大实像,时,成缩小的实像,时,成放大实像或放大虚像。③ 成实像特点:成实像时,物、像在镜的两侧且倒立,同时像变小,像变大,物像移动方向一致。④ 成虚像的特点:成虚像时,物、像在镜同侧,且正立、放大,同时,,像变大,像变小,像物移动方向也一致。⑤ 成实像时,物、像距离最小值为4倍焦距(即)。9、不管成实像还是成虚像,像距大于物距,像是放大的,像距等于物距像与物体等大,像距小于物距像是缩小的。11、&晶状体&和&角膜&&共同作用相当于一个凸透镜,它把来自物体的光会聚在&视网膜&上,视网膜相当于光屏 &来接受物体的像。人的眼睛是靠调节晶状体的&平凸&&程度,改变&焦距&而获得清晰的像。12、近视眼的产生是由于晶状体&&太厚&,它的折光能力&太强&,或者眼球在前后方向上&&太长&,而造成的。这样的眼睛应配戴&凹透镜透镜的眼镜。13、远视眼的产生是由于晶状体&&太薄&,它的折光能力&&太弱&,或者眼球在前后方向上&&太短 &,而造成的。这样的眼睛应配戴&凸&透镜的眼镜。14、显微镜镜筒的两端各有一组透镜,每组透镜的作用都相当于一个&凸透镜&,物体经物镜成&倒立放大的实&像,这个像在经过目镜成&正立放大的虚&像。15、有一种望远镜是由两组凸透镜组成,物镜的作用是使远处的物体在&目镜&附近成&倒立缩小的像,这个像在经过目镜成&正立放大的像。16、一个物体离我们越近,它对眼睛的&视角就越大。经眼睛所成的像就越大。&第四章热现象1、物体的&冷热程度叫温度。家庭和实验室常用的温度计内装液体如水银、煤油、酒精等,是利用液体热胀冷缩&&&性质来测量温度的。2、温度计上的字母&C&表示采用的是&摄氏温度&,它规定:把&冰水混合物&&的温度规定为零度,把&一标准大气压下沸水& & &&的温度规定为100度。摄氏温度的单位是摄氏度&,用符号&&○C&&表示。3、国际单位制中采用的是&热力学温度&,单位是&开尔文,简称&&开& &&,符号是&&K&&&。4、医用温度计也叫做&&体温计&& ,内装液体是水银,比普通温度计多一个&缩口&,使温度计离开人体后仍能表示人体的温度,所以用体温计前要把升上去的液体用力&甩回到玻璃泡里再测人体温度。5、体温计的测量范围是&35&○C---42○C&,分度值0.1C & &&。6、使用温度计前,应先观察它的&量程&&,分清它的分度值&&。7、使用温度计测液体温度时,正确方法为:温度计的玻璃泡要&&全部浸没在被测液体中&,不要碰&到容器底和容器壁。&;要待示数&稳定后再读数;读数时玻璃泡&不能离开被测液体,视线 要&与温度计液柱的上表面相平。8、物质从&固&态变成&液态叫熔化;物质从& 液&态变成固&态叫凝固。物质从& 液&态变成&气 &态叫汽化;物质从&气&态变成&液&态叫液化 。物质从&固&态直接变成&气 & &态叫升华;物质从&&气态直接变成&固 &态叫凝华。其中 &吸热 &的是:&熔化、汽化、升华&&;& 放热的是&凝固、液化、凝华&&。9、固体分为&晶体和&非晶体&&两类。它们的重要区别是:晶体有一定的熔化温度&,叫&熔点&&,非晶体&没有熔点&。10、同一物质的熔点和凝固点&相同&。11、晶体在熔化过程要&&吸热,但温度&不变&&;晶体在凝固过程要&放&热,温度也&不变&& 。而非晶体的熔化过程 要吸热,温度&&升高&; 非晶体的凝固过程要& 放&热,温度&下降&&。12、汽化的两种方式为:蒸发和&沸腾&。13、影响蒸发快慢的因素有:&液体温度&&;液体表面积;&&液面上方空气流动快慢&。14、蒸发是液体在&任何温度下都能发生的,并且只在液体&表面&发生的 缓慢 的&&汽化现象 。沸腾是在一定&温度下发生的,在液体内部和表面&同时发生的剧烈的汽化现象。15、液体蒸发时温度要降低,它要从周围物体&吸收&热量,因此蒸发具有&致冷作用。16、水沸腾须具备两个条件:温度达到沸点&和&吸收热量。17、所有的气体,在& 温度 &&降到足够低时,都&&可以&&液化;而有的气体&&不能&&单靠&&&压缩体积& &使它液化,必须使它温度降到一定温度以下,才能设法使它液化。气体液化时要&放热。第五章电流和电路一、电路1、由&&电源&、&用电器&&、&开关&&、&导线&组成的电流的路径叫电路。2、电路中有持续电流的条件是电路中必须有&电源 & & &电路必须是&&闭合的(通路)&。3、电源是提供&电能的;用电器是&消耗&电能的;导线是&输送&电能的。开关是控制电路通断的&4、&容易导电的物体&叫导体;&不容易导电的物体&叫绝缘体。下列物质:棉线、塑料、食盐水、玻璃、大地、橡胶、碳棒、人体、空气、铅笔芯、钢尺,属于导体的是:&食盐水、大地、碳棒、人体、铅笔芯、钢尺。二、串联和并联串联电路开关的位置不同,它的控制作用&相同&。 & &6、并联电路中,干路开关控制&整个电路,支路开关控制&本支路&7、串联&电路和 &并联&电路是最基本的电路。8、串联电路和并联电路(1)串联电路:把元件逐个顺次连接起来组成的电路叫串联电路。各元件互相牵连,通则都通,断则都断,电路中只需要一个开关,并且开关的位置对电路没有影响。(2)并联电路:把元件并列地接连起来组成的电路叫并联电路。并联电路电流有两条或多条路径,各元件可以独立工作,干路的开关控制整个干路,支路的开关只控制本支路。(3)串联电路和并联电路的判别方法。① 电流路径法这是最重要的方法,就是从电路图中电源的正极出发沿电流的方向“走”一圈,回到负极,如果电流只有一条通路,依次通过了所有的用电器,则该电路是串联电路,如果电流通路有多条,并且每条通路都经过不同的用电器,则该电路是并联电路。电流表相当于导线,电压表相当于开路② 节点法。& & 节点法多用于一些不规范的电路分析过程,不论导线有多长,只要其间没有电源,用电器等,此导线两端点,便可看作一点,从而找出各用电器两端的公共点。③ 消元法。所谓消元法就是假设电路中某一用电器不存在,看电路会发生什么变化,若取消任一个用电器,电流都形不成通路,其余用电器都不能工作,那么此电路为串联,若取消任一支路中的用电器,其余支路都能形成通路,其余用电器均能正常工作的是并联。三、电流的强弱9、电流是表示电流强弱 的物理量。10、单位:安培(A),毫安(mA),微安(A),,。11、电流用电流表来测量,电流表必须串&联在待测的电路中,使电流从&正&接线柱流入从&负 &接线柱流出。被测电流不能&&电流表的量程&。绝对不允许不经过用电器直接把电流表接在&电源上&。12、串联电路各点的电流&&相等&。& & & 公式:I1=I2=····=In13、并联电路干路的电流等于各支路的电流&之和&。& & &I=I1+I2+??????+In&14、电能表:测量用户消耗多少&电能&的仪表。15、总开关:家庭电路需修理时&断开&总开关16、保险盒:电路中&电流&过大时保险丝熔断,切断电路对线路起到&保护&作用。17、插座:为&可移动&&用电器供电。18、电灯:照明。6、进户输电线。19、用&测电笔&可以判断零线和火线,手指按住金属笔卡或笔尾金属体,用笔尖接触被测的导线,氖管发光是&火&线,不发光是&&零&线。20、双线触电:人体的两个部分别接触&火&线和&零&线,造成的触电。21、单线触电:人体接触火线,同时人体和& 大地 &相连通,造成的触电。22、如果发生了触电事故,要立即&断开电源。23、三线插头标有L的接&&火&线,标有N的接&&零线,标有E的接&&地&线。24、漏电保护器:站在地上的人不小心接触了火线,电流经过人体流入&大地&,漏电保护器迅速&切断电流,对人体起到保护作用。第六章欧姆定律一、. 电压(1)电压的作用:电压使电路中形成了电流,也就是说电压是使自由电荷发生定向移动形成电流的原因。(2)单位:伏特(V),千伏(kV),毫伏(mV),微伏(V),,,。(3)一些电压值:1节干电池的电压为1.5V,一个蓄电池的电压为2V,家庭电路的电压为220V,对人体的安全电压不高于36V。注:某段电路中有电流必有电压,而有电压时不一定有电流。5. 电压表(1)正确使用电压表① 必须把电压表和被测电路并联。② 必须让电流从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出。③ 被测电压不得超过电压表的量程。(2)电压表的量程和读数方法:实验室里使用的电压表通常有两个量程0—3V和0—15V,当使用0—3V量程时,每一大格表示1V,每一小格表示0.1V,当使用0—15V量程时,每一大格表示5V,每小格表示0.5V。(3) 电流表和电压表的异同点(1)相似点:① 使用时都应选适当的量程 & &&② 都必须使电流从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出。③ 接线时如不能估算被测量的大小,都应先接较大量程接线柱,试触后再根据指针示数接到相应的接线柱上。(2)不同点:① 电流表必须串联在待测电路中,电压表必须并联在待测电路两端。② 电流表不能直接连在电源的两极上,电压表能直接连在电源的两端测电源电压。6. 串、并联电池组电压特点串联电池组的电压等于各节电池的电压之和。并联电池组的电压等于每节干电池的电压。7. 串、并联电路电压的特点(1)串联电路特点:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和。(2)并联电路特点:并联电路中,各支路两端的电压相等。二、.电阻:(1)电阻是指导体对电流的阻碍作用,是导体本身的一种性质。(2)单位:欧姆,符号,千欧()兆欧()(3)决定电阻大小的因素:① 导体的电阻和它的长度成正比,导体越长电阻越大。② 导体的电阻与它的横截面积成反比,导体的横截面积越大其电阻越小。③ 导体的电阻还与导体的材料有关。注:由于导体电阻的大小跟长度、材料和横截面积有关,因此在研究电阻和其中一个因素的相互关系时,必须保持其它的因素不变,改变要研究的这一因素,研究它的变化对电阻有什么影响。因此,在常温下,导体的材料、横截面积相同时,导体的电阻跟长度成正比;导体的材料、长度相同时,导体的电阻跟横截面积成反比。④ 导体的电阻和温度有关:大多数导体的电阻随温度的升高而增大,但有少数导体的电阻随温度的升高而减小。& 2. 变阻器:(1)工作原理:根据改变电阻线在电路中的长度来改变电阻的大小。(2)作用:改变电阻值,以达到改变电流大小、改变部分电路电压的目的,还可起到保护电路中其他用电器的作用。(3)正确使用滑动变阻器:① 要了解所使用的变阻器的阻值范围和最大允许电流,如一个变阻器标有“”字样,表示此滑动变阻器的电阻最大值是50欧,允许通过的最大电流是1.5A,使用时要根据需要对滑动变阻器进行选择,不能使通过的电流超过最大允许值。② 闭合开关前,应将滑片移到变阻器接入电路的电阻最大处。③ 将变阻器连入电路时应采用“一上一下”两个接线柱的接法。注:判断滑动变阻器的滑片P移动时接入电路电阻的变化情况,关键是看接入电路中那段电阻线的长度变化,如变长则电阻变大,反之则变小。(4)电阻箱:一种能够表示出阻值的变阻器,实验室用的旋盘式电阻箱,是通过调节四个旋盘来改变连入电路的电阻值的,从旋盘上可读出阻值的大小。调节旋盘可得到之间的任意整数阻值,但不能像滑动变阻器那样逐渐改变电阻。十五、电流 & 电压 & 电阻1. 有关串、并联问题的解题步骤:(1)分析电路结构、识别电路元件间的串、并联关系。(2)弄清电流表的作用,清楚测量哪段电路的电流。(3)根据串联、并联电路中电流的特点,根据题目所给的已知条件,求出未知电流值。2、. 用电压表来检查电路用电压表来逐段测量电压是检查电路故障常用的方法,解答这类问题时应注意:由于电流表内阻较小,电流表只有串联在被测电路中才能测量电路的电流,电压表内阻很大,电压表只有并联在被测电路两端才能测量电压,在电路中,如果电流表指针几乎不动,而电压表有明显偏转。故障的原因就在于电压并接的哪段电路中某处一定发生了断路。3、 怎样判断滑动变阻器接入电路的电阻值的变化(1)确定滑动变阻器与电路的接法(2)根据电流通过滑动变阻器的情况,判断滑动变阻器的哪段连入了电路。(3)根据滑片位置的变化,判断通过电流的电阻长度的变化。(4)由电阻的长度变化判断接在电路中的滑动变阻器电阻大小的变化。三、欧姆定律1、 电流跟电压、电阻的关系。(1)电流跟电压的关系:在电阻一定的情况下,导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比。(2)电流跟电阻的关系:& & 在电压不变的情况下,导体中的电流跟导体的电阻成反比。2. 欧姆定律。(1)欧姆定律的内容:通过导体的电流强度跟导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。注:① 电流、电压和电阻三个量都是对于同一段导体或同一段电路而言的。② 注意电压、电流的因果关系,电压是原因、电流是结果,因为导体两端加了电压、导体中才有电流,不是因为导体中通了电流才加了电压,因果关系不能颠倒。所以不能说电压与电流成正比。③ 注意电流和电阻的因果关系,不能说导体的电阻与通过它的电流成反比,电阻是导体本身的一种特性,即使导体中不通电流,它的电阻也不会改变,更不会因为导体中电流的增大或减小而使它的电阻发生改变。④ 成“正比”和成“反比”是有前提条件的。⑤ 单位要统一。(2)数学表达式:,变形公式和。3. 伏安法测电阻。(1)原理:根据欧姆定律的变形公式,测出待测电阻两端的电压和通过的电流,就可以求出导体的电阻。(2)实验器材:电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、待测电阻和导线。(3)电路图:(4)滑动变阻器的作用:① 改变电路中电流大小,改变串联电阻两端的电压。② 保护电路的作用。第七章电功率一、(1)电功:电流所做的功叫电功,用W表示,电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程,电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能量。(2)公式:,即电流在某段电路上所做的功,等于这段电路两端的电压,电路中的电流和通电时间的乘积。电功公式,是计算电功普遍适用的公式。,这两个公式只适用于纯电阻电路。注:① 统一使用国际单位的主单位。② 各物理量必须统一在同一段电路中。③ 统一在同一做功过程中。(3)单位:焦耳、千瓦时。1千瓦时=焦=1度(4)电能表:是测量电功的仪表,把电能表接在电路中,电能表的计数器上先后两次读数数差,就是这段时间内用电的度数。(5)串、并联电路中电功的特点:① 在串联电路中,电流做的总功等于各部分电功之和,各部分电功跟电阻成正比。② 在并联电路中,电流做的总功等于各支路电功之和。各支路电功与电阻成反比:
牛顿 牛顿(Isaac Newton,)伟大的物理学家、天文学家和数学家,经典力学体系的奠基人。 牛顿日(儒略历日)诞生于英格兰东部小镇乌尔斯索普一个自耕农家庭。出生前八九个月父死于肺炎。自小瘦弱,孤僻而倔强。3岁时母亲改嫁,由外祖母抚养。11岁时继父去世,母亲又带3个弟妹回家务农。在不幸的家庭生活中,牛顿小学时成绩较差,“除设计机械外没显出才华”。 牛顿自小热爱自然,喜欢动脑动手。8岁时积攒零钱买了锤、锯来做手工,他特别喜欢刻制日晷,利用圆盘上小棍的投影显示时刻。传说他家里墙角、窗台上到处都有他刻划的日晷,他还做了一个日晷放在村中央,被人称为“牛顿钟”,一直用到牛顿死后好几年。他还做过带踏板的自行车;用小木桶做过滴漏水钟;放过自做的带小灯笼的风筝(人们以为是彗星出现);用小老鼠当动力做了一架磨坊的模型,等等。他观察自然最生动的例子是15岁时做的第一次实验:为了计算风力和风速,他选择狂风时做顺风跳跃和逆风跳跃,再量出两次跳跃的距离差。牛顿在格兰瑟姆中学读书时,曾寄住在格兰瑟姆镇克拉克药店,这里更培养了他的科学实验习惯,因为当时的药店就是一所化学实验室。牛顿在自己的笔记中,将自然现象分类整理,包括颜色调配、时钟、天文、几何问题等等。这些灵活的学习方法,都为他后来的创造打下了良好基础。 牛顿曾因家贫停学务农,在这段时间里,他利用一切时间自学。放羊、购物、农闲时,他都手不释卷,甚至羊吃了别人庄稼,他也不知道。他舅父是一个神父,有一次发现牛顿看的是数学,便支持他继续上学。1661年6月考入剑桥大学三一学院。作为领取补助金的“减费生”,他必须担负侍候某些富家子弟的任务。三一学院的巴罗(Isaac Barrow,)教授是当时改革教育方式主持自然科学新讲座(卢卡斯讲座)的第一任教授,被称为“欧洲最优秀的学者”,对牛顿特别垂青,引导他读了许多前人的优秀著作。1664年牛顿经考试被选为巴罗的助手,1665年大学毕业。& 在年,伦敦流行鼠疫的两年间,牛顿回到家乡。这两年牛顿才华横溢,作出了多项发明。1667年重返剑桥大学,1668年7月获硕士学位。1669年巴罗推荐26岁的牛顿继任卢卡斯讲座教授,1672年成为皇家学会会员,1703年成为皇家学会终身会长。1699年就任造币局局长,1701年他辞去剑桥大学工作,因改革币制有功,1705年被封为爵士。1727年牛顿逝世于肯辛顿,遗体葬于威斯敏斯特教堂。 牛顿的伟大成就与他的刻苦和勤奋是分不开的。他的助手H.牛顿说过,“他很少在两、三点前睡觉,有时一直工作到五、六点。春天和秋天经常五、六个星期住在实验室,直到完成实验。”他有一种长期坚持不懈集中精力透彻解决某一问题的习惯。他回答人们关于他洞察事物有何诀窍时说:“不断地沉思”。这正是他的主要特点。对此有许多故事流传:他年幼时,曾一面牵牛上山,一面看书,到家后才发觉手里只有一根绳;看书时定时煮鸡蛋结果将表和鸡蛋一齐煮在锅里;有一次,他请朋友到家中吃饭,自己却在实验室废寝忘食地工作,再三催促仍不出来,当朋友把一只鸡吃完,留下一堆骨头在盘中走了以后,牛顿才想起这事,可他看到盘中的骨头后又恍然大悟地说:“我还以为没有吃饭,原来我早已吃过了”。 牛顿的成就,恩格斯在《英国状况十八世纪》中概括得最为完整:“牛顿由于发明了万有引力定律而创立了科学的天文学,由于进行了光的***而创立了科学的光学,由于创立了二项式定理和无限理论而创立了科学的数学,由于认识了力的本性而创立了科学的力学”。(牛顿在建立万有引力定律及经典力学方面的成就详见本手册相关条目),这里着重从数学、光学、哲学(方法论)等方面的成就作一些介绍。& (1)牛顿的数学成就 17世纪以来,原有的几何和代数已难以解决当时生产和自然科学所提出的许多新问题,例如:如何求出物体的瞬时速度与加速度?如何求曲线的切线及曲线长度(行星路程)、矢径扫过的面积、极大极小值(如近日点、远日点、最大射程等)、体积、重心、引力等等;尽管牛顿以前已有对数、解析几何、无穷级数等成就,但还不能圆满或普遍地解决这些问题。当时笛卡儿的《几何学》和瓦里斯的《无穷算术》对牛顿的影响最大。牛顿将古希腊以来求解无穷小问题的种种特殊方法统一为两类算法:正流数术(微分)和反流数术(积分),反映在1669年的《运用无限多项方程》、1671年的《流数术与无穷级数》、1676年的《曲线求积术》三篇论文和《原理》一书中,以及被保存下来的1666年10月他写的在朋友们中间传阅的一篇手稿《论流数》中。所谓“流量”就是随时间而变化的自变量如x、y、s、u等,“流数”就是流量的改变速度即变化率,写作等。他说的“差率”“变率”就是微分。与此同时,他还在1676年首次公布了他发明的二项式展开定理。牛顿利甩它还发现了其他无穷级数,并用来计算面积、积分、解方程等等。1684年莱布尼兹从对曲线的切线研究中引入了和拉长的S作为微积分符号,从此牛顿创立的微积分学在大陆各国迅速推广。 微积分的出现,成了数学发展中除几何与代数以外的另一重要分支──数学分析(牛顿称之为“借助于无限多项方程的分析”),并进一步进进发展为微分几何、微分方程、变分法等等,这些又反过来促进了理论物理学的发展。例如瑞士J.伯努利曾征求最速降落曲线的解答,这是变分法的最初始问题,半年内全欧数学家无人能解答。1697年,一天牛顿偶然听说此事,当天晚上一举解出,并匿名刊登在《哲学学报》上。伯努利惊异地说:“从这锋利的爪中我认出了雄狮”。& (2)牛顿在光学上的成就 牛顿的《光学》是他的另一本科学经典著作(1704年)。该书用标副标题是“关于光的反射、折射、拐折和颜色的论文”,集中反映了他的光学成就。 第一篇是几何光学和颜色理论(棱镜光谱实验)。从1663年起,他开始磨制透镜和自制望远镜。在他送交皇家学会的信中报告说:“我在1666年初做了一个三角形的玻璃棱镜,以便试验那著名的颜色现象。为此,我弄暗我的房间……”接着详细叙述了他开小孔、引阳光进行的棱镜色散实验。关于光的颜色理论从亚里士多德到笛卡儿都认为白光纯洁均匀,乃是光的本色。“色光乃是白光的变种。牛顿细致地注意到阳光不是像过去人们所说的五色而是在红、黄、绿、蓝、紫色之间还有橙、靛青等中间色共七色。奇怪的还有棱镜分光后形成的不是圆形而是长条椭圆形,接着他又试验“玻璃的不同厚度部分”、“不同大小的窗孔”、“将棱镜放在外边”再通过孔、“玻璃的不平或偶然不规则”等的影响;用两个棱镜正倒放置以“消除第一棱镜的效应”;取“来自太阳不同部分的光线,看其不同的入射方向会产生什么样的影响”;并“计算各色光线的折射率”,“观察光线经棱镜后会不会沿曲线运动”;最后才做了“判决性试验”:在棱镜所形成的彩色带中通过屏幕上的小孔取出单色光,再投射到第二棱镜后,得出核色光的折射率(当时叫“折射程度”),这样就得出“白光本身是由折射程度不同的各种彩色光所组成的非匀匀的混合体”。这个惊人的结论推翻了前人的学说,是牛顿细致观察和多项反复实验与思考的结果。 在研究这个问题的过程中,牛顿还肯定:不管是伽利略望远镜(凹、凸)还是开普勒望远镜(两个凸透镜),其结构本身都无法避免物镜色散引起起的色差。他发现经过仔细研磨后的金属反射镜面作为物镜可放大30~40倍。1671年他将此镜送皇家学会保存,至今的巨型天文望远镜仍用牛顿式的基本结构。牛顿磨制及抛光精密光学镜面的方法,至今仍是不少工厂光学加工的主要手段。 《光学》第二篇描述了光照射到叠放的凸透镜和平面玻璃上的“牛顿环”现象的各种实验。除产生环的原因他没有涉及外,他作了现代实验所能想到的一切实验,并作了精确测量。他把干涉现象解释为光行进中的“突发”或“切合”,即周期性的时而突然“易于反射”,时而“易于透射”,他甚至测出这种等间隔的大小,如黄橙色之间有一种色光的突发间隔为1/89000英寸(即现今2854×10-10米),正好与现代波长值5710×10-10米相差一半! 《光学》第三篇是“拐折”(他认为光线被吸收)即衍射、双折射实验和他的31个疑问。这些衍射实验包括头发丝、刀片、尖劈形单缝形成的单色窄光束“光带”(今称衍射图样)等10多个实验。牛顿已经走到了重大发现的大门口却失之交臂。他的31个疑问极具启发性,说明牛顿在实验事实和物理思想成熟前并不先作绝对的肯定。牛顿在《光学》一、二篇中视光为物质流,即由光源发出的速度、大小不同的一群粒子,在双折射中他假设这些光粒子有方向性且各向异性。由于当时波动说还解释不了光的直进,他是倾向于粒子说的,但他认为粒子与波都是假定。他甚至认为以太的存在也是没有根据的。 在流体力学方面,牛顿指出流体粘性阻力与剪切率成正比,这种阻力与液体各部分之间的分离速度成正比,符合这种规律的(如、空气与水)称为牛顿流体。 在热学方面,牛顿的冷却定律为:当物体表面与周围形成温差时,单位时间单位面积上散失的热量与这一温差成正比。 在声学方面,他指出声速与大气压强平方根成正比,与密度平方根成反比。他原来把声传播作为等温过程对待,后来P.S.拉普拉斯纠正为绝热过程。& (3)牛顿的哲学思想和科学方法 牛顿在科学上的巨大成就连同他的朴素的唯物主义哲学观点和一套初具规模的物理学方法论体系,给物理学及整个自然科学的发展,给18世纪的工业革命、社会经济变革及机械唯物论思潮的发展以巨大影响。这里只简略勾画一些轮廓。 牛顿的哲学观点与他在力学上的奠基性成就是分不开的,一切自然现象他都力图力学观点加以解释,这就形成了牛顿哲学上的自发的唯物主义,同时也导致了机械论的盛行。事实上,牛顿把一切化学、热、电等现象都看作“与吸引或排斥力有关的事物”。例如他最早阐述了化学亲和力,把化学置换反应描述为两种吸引作用的相互竞争;认为“通过运动或发酵而发热”;火药爆炸也是硫磺、炭等粒子相互猛烈撞击、***、放热、膨胀的过程,等等。 这种机械观,即把一切的物质运动形式都归为机械运动的观点,把解释机械运动问题所必需的绝对时空观、原子论、由初始条件可以决定以后任何时刻运动状态的机械决定论、事物发展的因果律等等,作为整个物理学的通用思考模式。可以认为,牛顿是开始比较完整地建立物理因果关系体系的第一人,而因果关系正是经典物理学的基石。 牛顿在科学方法论上的贡献正如他在物理学特别是力学中的贡献一样,不只是创立了某一种或两种新方法,而是形成了一套研究事物的方法论体系,提出了几条方法论原理。在牛顿《原理》一书中集中体现了以下几种科学方法: ①实验──理论──应用的方法。牛顿在《原理》序言中说:“哲学的全部任务看来就在于从各种运动现象来研究各种自然之力,而后用这些方去论证其他的现象。”科学史家I.B.Cohen正确地指出,牛顿“主要是将实际世界与其简化数学表示反复加以比较”。牛顿是从事实验和归纳实际材料的巨匠,也是将其理论应用于天体、流体、引力等实际问题的能手。 ②分析──综合方法。分析是从整体到部分(如微分、原子观点),综合是从部分到整体(如积分,也包括天与地的综合、三条运动定律的建立等)。牛顿在《原理》中说过:“在自然科学里,应该像在数学里一样,在研究困难的事物时,总是应当先用分析的方法,然后才用综合的方法……。一般地说,从结果到原因,从特殊原因到普遍原因,一直论证到最普遍的原因为止,这就是分析的方法;而综合的方法则假定原因已找到,并且已经把它们定为原理,再用这些原理去解释由它们发生的现象,并证明这些解释的正确性”。 ③归纳──演绎方法。上述分析一综合法与归纳一演绎法是相互结合的。牛顿从观察和实验出发。“用归纳法去从中作出普通的结论”,即得到概念和规律,然后用演绎法推演出种种结论,再通过实验加以检验、解释和预测,这些预言的大部分都在后来得到证实。当时牛顿表述的定律他称为公理,即表明由归纳法得出的普遍结论,又可用演绎法去推演出其他结论。 ④物理──数学方法。牛顿将物理学范围中的概念和定律都“尽量用数学演出”。爱因斯坦说:“牛顿才第一个成功地找到了一个用公式清楚表述的基础,从这个基础出发他用数学的思维,逻辑地、定量地演绎出范围很广的现象并且同经验相符合”,“只有微分定律的形式才能完全满足近代物理学家对因果性的要求,微分定律的明晰概念是牛顿最伟大的理智成就之一”。牛顿把他的书称为《自然哲学的数学原理》正好说明这一点。& 牛顿的方法论原理集中表述在《原理》第三篇“哲学中的推理法则”中的四条法则中,此处不再转引。概括起来,可以称之为简单性原理(法则1),因果性原理(法则2),普遍性原理(法则3),否证法原理(法则4,无反例证明者即成立)。有人还主张把牛顿在下一段话的思想称之为结构性原理:“自然哲学的目的在于发现自然界的结构的作用,并且尽可能把它们归结为一些普遍的法规和一般的定律──用观察和实验来建立这些法则,从而导出事物的原因和结果”。 牛顿的哲学思想和方法论体系被爱因斯坦赞为“理论物理学领域中每一工作者的纲领”。这是一个指引着一代一代科学工作者前进的开放的纲领。但牛顿的哲学思想和方法论不可避免地有着明显的时代局限性和不彻底性,这是科学处于幼年时代的最高成就。牛顿当时只对物质最简单的机械运动作了初步系统研究,并且把时空、物质绝对化,企图把粒子说外推到一切领域(如连他自己也不能解释他所发现的“牛顿环”),这些都是他的致命伤。牛顿在看到事物的“第一原因”“不一定是机械的”时,提出了“这些事情都是这样地井井有条……是否好像有一位……无所不在的上帝”的问题,(《光学》,疑问29),并长期转到神学的“科学”研究中,费了大量精力。但是,牛顿的历史局限性和他的历史成就一样,都是启迪后人不断前进的教材。选自:《物理教师手册》打印本文
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