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物理竞赛:物理光学和近代物理的重难点知识

2018-09-07 09:36|编辑: 谢老师|阅读: 538

摘要

今天,让我们一起来看看物理光学和近代物理的重难点知识吧~

9月8日,物理竞赛预赛即将开赛,你还有哪些竞赛知识点不知道呢?

今天,让我们一起来看看物理光学和近代物理的重难点知识吧~

01.物理光学

光程和惠更斯原理

这个部分是物理光学的基础,尤其是惠更斯原理的应用,需要大家熟悉掌握。

同学们掌握好原理的同时,也要知道惠更斯原理可以和运动学结合起来,解决一些有趣的问题。对于一些光学和力学类比的题目,要学会利用等时线来解答。

现象和简单计算(小重点)

(1)干涉

我们要注意干涉和衍射是比较传统的重点,尤其是杨氏双缝的公式。把双缝的模型进行变形是竞赛中经常出现的考查方式。

比如,前方单缝的位置、高度发生变化,会对结果造成什么影响;或者双缝后面分别加入不同的折射率的介质等等。

此外,还可以考查等厚干涉、等倾干涉、迈克耳孙干涉仪等等各种干涉问题,这些都是传统的模型考查。还有一些比较常规的考查方式,比如在变换一些条件之后,要求你计算干涉图形的变化,这种问题就需要动动脑筋才能解出,同学们也需要注意一下。

在这些问题中,有一个比较明显的易错点,就是半波损失,也称作π相位突变。它的发生条件是入射光从光疏介质(折射率较小)到光密介质(折射率较大)的界面处发生反射。这一点同学们一定要熟记!从往年经验来看,在这上面丢分的概率并不小。

(2)衍射

传统上,衍射部分会考查一些定性问题和定量计算。定性问题通常以填空题和选择题(选项)的形式进行考查。定量的计算,一般都要用积分来处理。

复数计算和积分(难点)

光的复振幅方法,可以进行菲涅耳积分来解决光的几乎所有的干涉和衍射的问题。

鉴于现在复赛的大纲中,已经把微积分明确列出,再加上大家也比较熟悉复数的计算,所以不能排除在决赛甚至复赛中考查复数菲涅耳积分的可能性。

对于初学同学来说,这部分知识太难,可以根据自身情况考虑是否战略性放弃。

偏振(难点

偏振本身,也是新考纲明确加入的内容。

(1)几种偏振光

有两个知识点比较适合出选择填空题:一是几种偏振光的判定,二是是用偏振片、平面镜等原件变换偏振光。它们都有一定的考查可能性。

(2)布鲁斯特角

基于偏振,以及电磁学的边界条件,可以进行布鲁斯特角、以及前面提到的半波损失等问题的定量计算。

(3)马吕斯定律

由于马吕斯定律计算的难度不是很大,所以也有一定的考查可能性。但有一点需要注意,在计算过程中进行乘的运算时,对物理量指数的处理一定不要出错!

(4)双折射效应

在双折射反应中,只有对光程差的计算难度比较适合高中物理竞赛,所以通常情况下,对双折射进行定量考查是非常少出现的。

色散

前面几何光学中说的彩虹、光晕等等,都是因为色散的作用,才会产生五彩斑斓的效果。

关于色散本身的定量计算,也可以结合电学的知识,讨论用偶极子模型来模拟介质对于光的反应效果。

02.近代物理

几种原子模型

卢瑟福原子模型、波尔原子模型和简单的量子模型考查概率较大,大家一定要区分清楚每个模型的核心抽象要素,也要明确知道模型的优点和缺点。这三个模型中,考查概率最大的就是波尔原子模型以及类波尔原子模型。

如果把条件修改,改成正负电子偶,或者其他的类氢原子的情况,大家都要能灵活地列出解决波尔原子模型问题的方程。一般一个角动量量子化,一个圆周运动牛顿定律就可以了。

波粒二象性和德布罗意

这个知识点在最近几年刚刚考察过,今年再一次考察的概率不是很大。

康普顿散射问题主要是利用了动量的矢量三角形方法来使得动量的方程变得简单。

除此之外,还可以用这两个知识来解决这个问题:一是相对论的能量动量关系,二是带有光的波粒二象性的能量守恒的式子。

核反应方程和能量亏损

这种问题比较简单,直接用质能关系就解决了。

物理光学和近代物理就是概念多、概念新、难理解,但是相对来讲是比较容易得分的模块。所以同学们掌握好核心公式和变量特征就可以比较轻松地得分啦~

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