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高考物理知識點：光學(xué)和相對論。

俗話說，磨刀不誤砍柴工。作為教師就需要提前準(zhǔn)備好適合自己的教案。教案可以讓講的知識能夠輕松被學(xué)生吸收，幫助教師提前熟悉所教學(xué)的內(nèi)容。你知道怎么寫具體的教案內(nèi)容嗎？為此，小編從網(wǎng)絡(luò)上為大家精心整理了《高考物理知識點：光學(xué)和相對論》，希望能為您提供更多的參考。

20xx年高考物理知識點：光學(xué)和相對論

五、光學(xué)

40、1621年，荷蘭數(shù)學(xué)家斯涅耳找到了入射角與折射角之間的規(guī)律——折射定律。

41、1801年，英國物理學(xué)家托馬斯·楊成功地觀察到了光的干涉現(xiàn)象。

42、1818年，法國科學(xué)家菲涅爾和泊松計算并實驗觀察到光的圓板衍射—泊松亮斑。

43、1864年，英國物理學(xué)家麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，指出光是一種電磁波；1887年，赫茲證實了電磁波的存在，光是一種電磁波

44、1905年，愛因斯坦提出了狹義相對論，有兩條基本原理：①相對性原理——不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的；②光速不變原理——不同的慣性參考系中，光在真空中的速度一定是c不變。

45、愛因斯坦還提出了相對論中的一個重要結(jié)論——質(zhì)能方程式。

46．公元前468-前376，我國的墨翟及其弟子在《墨經(jīng)》中記載了光的直線傳播、影的形成、光的反射、平面鏡和球面鏡成像等現(xiàn)象，為世界上最早的光學(xué)著作。

47．1849年法國物理學(xué)家斐索首先在地面上測出了光速，以后又有許多科學(xué)家采用了更精密的方法測定光速，如美國物理學(xué)家邁克爾遜的旋轉(zhuǎn)棱鏡法。（注意其測量方法）

48．關(guān)于光的本質(zhì)：17世紀(jì)明確地形成了兩種學(xué)說：一種是牛頓主張的微粒說，認(rèn)為光是光源發(fā)出的一種物質(zhì)微粒；另一種是荷蘭物理學(xué)家惠更斯提出的波動說，認(rèn)為光是在空間傳播的某種波。這兩種學(xué)說都不能解釋當(dāng)時觀察到的全部光現(xiàn)象。

六、相對論

49、物理學(xué)晴朗天空上的兩朵烏云：①邁克遜－莫雷實驗——相對論（高速運動世界）,②熱輻射實驗——量子論（微觀世界）；

50、19世紀(jì)和20世紀(jì)之交，物理學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)：X射線的發(fā)現(xiàn)，電子的發(fā)現(xiàn)，放射性的發(fā)現(xiàn)。

51、1905年，愛因斯坦提出了狹義相對論，有兩條基本原理：①相對性原理——不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的；②光速不變原理——不同的慣性參考系中，光在真空中的速度一定是c不變。

52、1900年，德國物理學(xué)家普朗克解釋物體熱輻射規(guī)律提出能量子假說：物質(zhì)發(fā)射或吸收能量時，能量不是連續(xù)的，而是一份一份的，每一份就是一個最小的能量單位，即能量子；

53、激光——被譽為20世紀(jì)的“世紀(jì)之光”；

54、1900年，德國物理學(xué)家普朗克為解釋物體熱輻射規(guī)律提出：電磁波的發(fā)射和吸收不是連續(xù)的，而是一份一份的，把物理學(xué)帶進了量子世界；受其啟發(fā)1905年愛因斯坦提出光子說，成功地解釋了光電效應(yīng)規(guī)律，因此獲得諾貝爾物理獎。

55、1922年，美國物理學(xué)家康普頓在研究石墨中的電子對X射線的散射時——康普頓效應(yīng)，證實了光的粒子性。（說明動量守恒定律和能量守恒定律同時適用于微觀粒子）

56、1913年，丹麥物理學(xué)家玻爾提出了自己的原子結(jié)構(gòu)假說，成功地解釋和預(yù)言了氫原子的輻射電磁波譜，為量子力學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

57、1924年，法國物理學(xué)家德布羅意大膽預(yù)言了實物粒子在一定條件下會表現(xiàn)出波動性；

58、1927年美、英兩國物理學(xué)家得到了電子束在金屬晶體上的衍射圖案。電子顯微鏡與光學(xué)顯微鏡相比，衍射現(xiàn)象影響小很多，大大地提高分辨能力，質(zhì)子顯微鏡的分辨本能更高。

相關(guān)知識

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八、光學(xué)與相對論

一、直擊高考考點

(1)簡單的考情分析

光學(xué)知識在高考中屬于非主干知識。一般來說，考查基本概念和規(guī)律的試題只有一到二題，歷年高考中此類題一般難度都不大。試題一般以選擇題為主，是每年高考必考內(nèi)容。

(2)大綱要求

在《考試大綱》中，它主要涵蓋以下基本要求：

1．知道光沿直線傳播的原理，及半影和本影的區(qū)別；知道全反射的應(yīng)用-光導(dǎo)纖維，棱鏡和光的色散的基本知識。

2．理解光的反射及反射定律；理解平面鏡成像的特點和規(guī)律，并能正確的作圖。

3．理解光的折射及折射定律；理解折射率、全反射和臨界角的概念，全反射和不同色光折射率的關(guān)系，并能正確的應(yīng)用公式解題。

4．了解光本性學(xué)說的發(fā)展簡史，知道光的干涉現(xiàn)象、衍射和偏振現(xiàn)象；知道雙縫干涉，薄膜干涉，雙縫干涉的條紋間距與波長的關(guān)系。

5．知道光譜和光譜分析，紅外線、紫外線、X射線、r射線以及它們的應(yīng)用；光的電磁本性和電磁波譜，光的波粒二象性，物質(zhì)波，激光的特性及應(yīng)用

廣義相對論簡介

高考物理第一輪復(fù)習(xí)相對論學(xué)案

第十七章相對論簡介

這一章介紹高速物體的運動規(guī)律和相對論的時空觀。這章的教學(xué)有兩個特點。第一，我們平時接觸的都是低速運動，因此本章很多結(jié)論與日常經(jīng)驗不一致，難于接受。第二，相對論的全面闡述要用到較多的高等數(shù)學(xué)知識，所以這章許多結(jié)論都是直接給出的。相對論內(nèi)容非常抽象，不易理解，但考綱對本章要求不高，只要記住結(jié)論就行。
【教學(xué)要求】
1．了解相對論的幾個基本假設(shè)。
2．知道長度、時間的相對性。
3．初步了解相對論速度、質(zhì)量變換公式。
4．了解愛因斯坦質(zhì)能關(guān)系。
【知識再現(xiàn)】
1．慣性系：如果牛頓運動定律在某個參考系中成立，這個參考系就叫做慣性系．相對于一個慣性系做運動的另一個參考系也是慣性系．
2．狹義相對論的兩個基本假設(shè)
(1)狹義相對性原理：。
(2)光速不變原理：。
3．相對論質(zhì)量
物體以速度v運動時的質(zhì)量m與靜止時的質(zhì)量m0之間的關(guān)系
4．質(zhì)能方程：E＝mc2
知識點一狹義相對論的兩個基本假設(shè)
1．伽利略相對性原理：力學(xué)規(guī)律在任何慣性系中都是相同的。
2．狹義相對性原理：在不同的慣性參考系，一切物理規(guī)律都是相同的
3．光速不變原理：真空中的光速在不同的慣性參考系中是相同的，光速與光源、觀察者間的相對運動沒有關(guān)系。
注意：光速與光源的運動和觀察者無關(guān)。
4．對兩個基本原理的正確理解
①自然規(guī)律不僅包括力學(xué)規(guī)律，還包括電磁學(xué)規(guī)律等其他所有的物理學(xué)規(guī)律。
②強調(diào)真空中的光速不變指大小既不依賴于光源或觀察者的運動，也不依賴于光的傳播方向。
③幾十年來科學(xué)家采用各種先進的物理技術(shù)測量光速，結(jié)果都不違背光速不變原理。
【應(yīng)用1】下列說法正確的是（）
A．力學(xué)規(guī)律在任何參考系中都是相同的
B．在所有慣性系中物理規(guī)律都是相同的
C．在高速運動情況下，慣性系中的物理規(guī)律也不一定相同
D．牛頓運動定律在非慣性系中不變
導(dǎo)示:在所有的慣性參考系中，物理規(guī)律都是相同的，在非慣性參考系中，牛頓運動定律不再選用。故選B

知識點二時間和空間的相對性
1．“同時”的相對性：“同時”是相對的。在一個參考系中看來“同時”的，在另一個參考系中卻可能“不同時”。
理解：由于光速不變，即光速在任何慣性系中都是相同的，那么當(dāng)另一個慣性系的速度能夠和光速相比時，同時性就是相對的。即在一個慣性系中同時發(fā)生的兩事件，在另一個慣性系中就不一定是同時發(fā)生的。
2．長度的相對性：一條沿自身長度方向運動的桿，其長度總比靜止時的長度小。即
式中l(wèi)，是與桿相對運動的人觀察到的桿長，l0是與桿相對靜止的人觀察到的桿長。
注意：①在垂直于運動方向上，桿的長度沒有變化。
②這種長度的變化是相對的，如果兩條平行的桿在沿自己的長度方向上做相對運動，與他們一起運動的兩位觀察者都會認(rèn)為對方的桿縮短了。
3．時間間隔的相對性：從地面上觀察，高速運動的飛船上時間進程變慢，飛船上的人則感覺地面上的時間進程變慢。

式中是與飛船相對靜止的觀察者測得的兩事件的時間間隔，是地面上觀察到的兩事件的時間間隔。
4．相對論的時空觀：經(jīng)典物理學(xué)認(rèn)為，時間和空間是脫離物質(zhì)而獨立存在的，是絕對的，二者之間沒有聯(lián)系；相對論則認(rèn)為時間和空間與物質(zhì)的運動狀態(tài)有關(guān)，物質(zhì)、時間、空間是緊密聯(lián)系的統(tǒng)一體。
理解：在速度較低的時候，長度、時間是感覺不出來變化的，所以容易理解為長度、時間與物質(zhì)之間沒有什么關(guān)系，尤其是時間會認(rèn)為是流逝的均勻的坐標(biāo)。當(dāng)速度很大時，長度和時間都跟著變化了，這時對宇宙的看法也必然要變化，長度和時間與物質(zhì)是緊密相關(guān)的，長度和時間是不能離開物質(zhì)而獨立存在的。長度和時間隨著物質(zhì)存在的運動狀態(tài)而變化是更重要的理解。
【應(yīng)用2】在地面上有一長l00m的跑道，運動員從起點跑到終點，用時l0s，現(xiàn)從以0.8C速度沿跑道向前飛行的飛船中觀察，跑道有多長?
導(dǎo)示:由長度的相對性可知：跑道長

知識點三狹義相對論的其它結(jié)論
1．相對論速度變換公式：。（式中v為高速火車相對地的速度，u′為車上的人相對于車的速度，u為車上的人相對地面的速度）。對于低速物體u′與v與光速相比很小時，根據(jù)公式u=可知c，這時u≈，這就是經(jīng)典物理學(xué)的速度合成法則。對于高速物體u′與v與光速相等時，即u′=c，不論v如何取值，在什么參考系中觀察，光速都是c。
注意：這一公式僅適用于u′與v在一直線上的情況，當(dāng)u′與v相反時，u′取負(fù)值。
2．相對論質(zhì)量：。（式中m0為物體靜止時的質(zhì)量，m為物體以速度v運動時的質(zhì)量，由公式可以看出隨v的增加，物體的質(zhì)量隨之增大）。
3．質(zhì)能方程：E=mc2
設(shè)E為物體運動時的能量，E0為靜止時的能量，動能為Ek，則Ek=E-E0
【應(yīng)用3】一電子的質(zhì)量m0=9.1×10-31kg，以0.99c的速度運動，則（1）電子的總動能多大？
（2）電子的經(jīng)典力學(xué)的動能與相對論的動能之比是多大？
導(dǎo)示：（1）由，且E=mc2
得E=5.8×10-13J
（2）經(jīng)典動能Ek=m0(0.99c)2
相對論中電子的動能Ek’=(m-m0)c2
兩者之比值為：Ek/Ek’=0.08

知識點四廣義相對論簡介
1．廣義相對論的兩個基本原理：
①廣義相對性原理：在任何參考系中，物理規(guī)律都是相同的。
②等效原理：一個均勻的引力場與一個做勻加速運動的參考系等價。
2．廣義相對論的幾個結(jié)論：
①物質(zhì)的引力使光線彎曲。
②引力場的存在使得空間不同位置的時間進程出現(xiàn)差別。

1．根據(jù)氣體吸收譜線的紅移現(xiàn)象推算，有的類星體遠(yuǎn)離我們的速度竟達光速c的80%，即每秒24萬公里。下列結(jié)論正確的是（）
A．在類星體上測得它發(fā)出的光的速度是(1+80％)c
B．在地球上接受到它發(fā)出的光的速度是(1-80％)c
C．在類星體上測得它發(fā)出的光的速度是c
D．在地球上上測得它發(fā)出的光的速度是c

2．如果你以接近于光速的速度朝一星體飛行，你是否可以根據(jù)下述變化發(fā)覺自己是在運動（）A．你的質(zhì)量在增加
B．你的心臟跳動在慢下來
C．你在變小
D．以上三種變化同時發(fā)生

3．一大船在平靜的大洋中勻速行駛，一個人在其密閉船艙內(nèi)向各個方向做立定跳遠(yuǎn)實驗，并由止來判斷船的航向，假設(shè)他每次做的功相等，下列正確的有（）
A．如果向東跳的最遠(yuǎn)，則船向東行駛
B．如果向東跳的最近，則船向東行駛
C．他向各個方向跳的一樣遠(yuǎn)，不能判斷行駛方向
D．他向各個方向跳的不一樣遠(yuǎn)，能判斷行駛方向

4．在地面上觀測一個物體，由于物體以一定速度運動，發(fā)現(xiàn)該物體質(zhì)量比靜止時的質(zhì)量增加了10%，求在地面上觀測時，此物體相對于靜止時的尺度在運動方向上縮短了百分之幾？
A．91％B．10％C．18％D．9.1％

5．一個以相對于實驗室0.8c速度運動的粒子，飛行了3m后衰變，該粒子存在了多少時間？與該粒子一起運動的坐標(biāo)系中來測量這粒子衰變前存在了多長時間？
答案：1.CD2.D3.C4.D
5.1.25×10-8s7.5×10-9s

相對論的誕生

一名合格的教師要充分考慮學(xué)習(xí)的趣味性，作為高中教師就要精心準(zhǔn)備好合適的教案。教案可以讓學(xué)生們充分體會到學(xué)習(xí)的快樂，幫助授課經(jīng)驗少的高中教師教學(xué)。那么一篇好的高中教案要怎么才能寫好呢？以下是小編為大家精心整理的“相對論的誕生”，希望能為您提供更多的參考。

人教版物理選修3-4學(xué)案：15、1相對論的誕生
編寫人:審核；高二物理組
寄語：夢想決定現(xiàn)實。但，當(dāng)夢想只是夢想，現(xiàn)實就是另一種現(xiàn)實！
學(xué)習(xí)目標(biāo)
（1）了解經(jīng)典的相對性原理
（2）知道相對性原理與電磁規(guī)律之間的矛盾
（3）知道狹義相對論的兩個基本假設(shè)
學(xué)習(xí)重點、難點：狹義相對論的兩點假設(shè)
學(xué)習(xí)方法：閱讀小結(jié)
導(dǎo)讀：牛頓的經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)就是以牛頓命名的三條定律，這一理論形成于十七世紀(jì)，在以后的兩個多世紀(jì)里，牛頓力學(xué)對科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展起了巨大的推動作用，同時自身也得到了很大發(fā)展。但是，進入二十世紀(jì)，物理學(xué)研究的領(lǐng)域開始深入到了微觀高速領(lǐng)域，這時人們發(fā)現(xiàn)牛頓力學(xué)在這些領(lǐng)域不再適用。物理學(xué)的發(fā)展要求對牛頓力學(xué)以及某些長期認(rèn)為是不言自明的基本觀念作出根本性的變革，物理學(xué)需要一場革命！
二十世紀(jì)初誕生的相對論和量子力學(xué)就是這場從經(jīng)典物理向近代物理變革的標(biāo)志
學(xué)習(xí)過程：
A一、經(jīng)典的相對性原理
1、慣性系：
牛頓運動定律成立的參考系
相對于一個參考系做勻速直線運動的另一個參考系也是
2、伽利略相對性原理
力學(xué)規(guī)律在中都是相同的
還可表述為：在一個內(nèi)進行的任何力學(xué)實驗都不能判斷這個是否相對于另一個慣性系做勻速直線運動；或者說，任何慣性系都是的。
A二、相對性原理與電磁規(guī)律
牛頓的伽利略相對性原理是作為基本假設(shè)提出來的，它之所以為人們接受承認(rèn)，一方面是牛頓力學(xué)在解決力學(xué)問題獲得的巨大功；另一方面觀察結(jié)果與人們的經(jīng)驗相符。
但是十九世紀(jì)中葉，人們在研究與物體運動有關(guān)的電磁現(xiàn)象時，發(fā)現(xiàn)在電磁現(xiàn)象的規(guī)律不符合相對性原理
其中最典型的就是的問題
任何參照系中測得的光在真空的速率都應(yīng)該是這一數(shù)值
這一結(jié)論還特別為后來的很多精確的實驗所證實，最著名的是1887年所做的實驗。它們都明確無誤地證明光速的測量結(jié)果與光源和測量者的相對運動無關(guān)，亦即與參照系無關(guān)。
可見光和電磁波的運動不服從伽利略相對原理.
上述的矛盾使物理學(xué)家面臨兩個選擇，一是修正現(xiàn)有的理論，去迎合實驗結(jié)果（這相對比較容易，但常常無效）；另一種主張徹底擺脫“麥克斯韋電磁理論只適用于某一特殊的慣性系”，創(chuàng)立全新的理論。愛因斯坦、龐加萊等人選擇了后者．并提出了兩個假設(shè)。
A三、狹義相對論的兩個基本假設(shè)
1、狹義相對性原理
在不同的慣性參考系，一切都是相同的
2、光速不變原理
的光速在不同的慣性參考系中是的，光速與光源、觀察者間的相對運動沒有關(guān)系。
就是在看來如此簡單且最一般的兩個假設(shè)的基礎(chǔ)上愛因斯坦建立了一套完整的理論——狹義相對論
3、對兩個基本原理的正確理解
①自然規(guī)律不僅包括力學(xué)規(guī)律，還包括電磁學(xué)規(guī)律等其他所有的物理學(xué)規(guī)律；
②強調(diào)真空中的光速不變指大小既不依賴于光源或觀察者的運動，也不依賴于光的傳播方向
③幾十年來科學(xué)家采用各種先進的物理技術(shù)測量光速，結(jié)果都不違背光速不變原理。

B課本問題與練習(xí)
1、
結(jié)束語：
相對論的時空觀念與人們固有的時空觀念差別很大，很難被普通人所理解。人們都稱贊愛因斯坦偉大，但又常常弄不懂這偉大的內(nèi)容。這使人們想起英國詩人波譜歌頌牛頓的詩句:
自然界和自然界的規(guī)律隱藏在黑暗中，
上帝說：“讓牛頓去吧，”
于是一切都成為光明。
后人續(xù)寫道:上帝說完多少年之后，
魔鬼說：“讓愛因斯坦去吧，”
于是一切又回到黑暗中。

反思小結(jié)：
15、1相對論的誕生檢測卡
一、經(jīng)典的相對性原理的表述方法
表述1：力學(xué)規(guī)律在中都是相同的；
表述2：在一個內(nèi)進行的任何力學(xué)實驗都不能判斷這個是否相對于另一個慣性系做勻速直線運動；
表述3：任何慣性系都是的。
二、狹義相對論的兩個基本假設(shè)
1、狹義相對性原理
在不同的慣性參考系，一切都是相同的
2、光速不變原理
的光速在不同的慣性參考系中是的，光速與光源、觀察者間的相對運動沒有關(guān)系。
小試牛刀：
B級設(shè)某人在以速度為0、5C的飛船上，打開一個光源，則下列說法正確的是（）
A、飛船正前方地面上的觀察者看到這一光速為1、5c
B、飛船正后方地面上的觀察者看到這一光速為0、5c
C、在垂直飛船前進方向地面上的觀察者看到這一光速是c
D、在地面上任何地方的觀察者看到的光速都是c