文档文本内容
高中物理学知识的结构体系
高中物理包括必修1、2 共7 章；选修3-1、2、3、4、5 共19 章内容。归纳起来，整个高中物理的
知识体系可以分为力学、热学、光学、电磁学（电学和磁学）、原子物理学五大学科部分。
必修1 和2 属于力学部分；选修3-1、3-2 属于电磁学内容；选修3-4 主要为光学；选修3-5 主要
为原子物理学，有3 章（机械振动和机械波、动量守恒定律）为力学内容。除了热学部分是初中物理（选
修3-3 未学）的主讲内容外，其他都在高中期间得到学习和深化。
高中物理所有知识体系简表
力学
静力学
（必修1）
力的概念和三种常见力
重力、弹力、摩擦力
力的合成和分解
物体的平衡（相互作用）
运动学
（必修1、2）
（选修3-4）
直线运动
匀速直线运动、匀变速直线运动
曲线运动
(运动的合成和分解)
平抛物体运动
匀速圆周运动
天体运动问题
机械振动（简谐运动）
阻尼振动、受迫振动
机械波（横波、纵波）
反射、折射、干涉、衍射、叠加、多普勒效应
动力学
（运动和力）
（必修1、2）
（选修3-5）
牛顿运动定律
牛顿第一、二、三定律
万有引力与圆周运动
功与能
功、功率
动能、势能
动能定理
重力势能、弹性势能
机械能守恒定律
动量和冲量
动量定理
系统动量守恒定律
电学
电场（静电
场）
（选修3-1）
力的特性
库仑定律
电场强度
电场线
点电荷场强
匀强电场场强
带电粒子在电场中
的运动
能的特性
电荷的电势能（电势）
电势差
电场力的功
电容器
电路
（恒定电流）
（选修3-1）
电源
电动势
闭合电路的欧姆
定律
内电阻
电流、电压、功率
欧姆表
电阻
串、并联关系
欧姆定律
电功、电功率、电热
电阻定律
磁学
磁场
（选修3-1）
磁场的产生
永磁体磁场
电流磁场
磁场的性质
磁感强度、磁通密度、磁感线安培力(左手定则)、洛仑兹力(左手定则)带电粒子在磁场中
运动
磁通量
磁通密度
电磁感应
（选修3-2）
（选修3-4）
产生的条件
导体切割磁感线运动
法拉第电磁感应定律㈠
右手定则
穿过闭合电路所围面积中磁
通量发生变化
法拉第电磁感应定律㈡
楞次定律
自感
电磁振荡与电磁波
互感
变压器和电能的输送
交变电流
右手定则
光学
几何光学
（选修3-4）
光的直线传播
(均匀介质)
本影、半影、日食、月食、小孔成像
真空中的光速
电磁波谱
光的反射
反射定律、平面镜成像
光的折射
折射定律、全反射现象
光的色散
棱镜：全反射棱射
物理光学
（光的本
性）
（选修3-4、5）
光谱
发射光谱
吸收光谱
连续、明线光谱
光谱分析
光的波动性
光的干涉（双缝、薄膜）、光的衍射
光的粒子性
光子、光电效应
光的波粒二象性
电磁波谱
热学
( 初中物
理)
(选修3-3)
热学的基
本知识
分子动理论
分子无规则运动
扩散、布朗运动
动能（温度）
相互作用力
势能（体积）
物体的内能
分子动能、热能、物体的内能
热和功
内能的改变
做功、热传递
能量守恒定律
热力学第一、二定律
气体的性
质
气体的状态描述
物质的量、压强、体积、温度及其关系
理想气体
状态变化规律
克拉贝龙方程
一定质量理想气体
状态方程
等温过程、等压过
程、等容过程
饱和汽、非饱和汽
空气的湿度
原子物理
(选修3-5)
原子结构
核式模型、玻尔理论、电
子云
α粒子散射实验、放射、衰变、人工转变、裂变、聚变
原子核
以下详细总结各部分知识体系的结构和内容，并且与课本（人教版）建立联系。
力学知识结构体系
力学部分包括静力学、运动学和动力学三部分
PART I
静力学
三种
常见
的力
物体
的平
衡
力的合成与分解
一个力的作用效果，如果与几个力的效果相
同，则这个力叫那几个力的合力，那几个力叫这个力的分力。
由分力求合力的运算叫力的合成；由合力求分力的运算叫力的分
解。
力的
概念
定义
力是物体对物体的作用。所以每一个实在的力都有施力物体和受力物体
三要素
大小、方向、作用点
矢量性
力的矢量性表现在它不仅有大小和方向，而且它的运算符合平行四边形定则。
效果
力的作用效果表现在，使物体产生形变以及改变物体的运动状态两个方面。
摩
擦
力
重力
由地球对物体的吸引而产生。方向：总是竖直向下。大小G＝mg。g 为重力加速度，由于物体到地心的距离变化和地球自转的影响，地球周围各地g 值不同。在地
球表面，南极与北极g 值较大，赤道g 值较小；通常取g=9.8 米／秒2。
重心的位置与物体的几何形状、质量分布有关。
任何两个物体之间的吸引力叫万有引力，
2
R
Mm
G
F
。通常取引力常量G＝6.67×10-11 牛·米2／千克2。物体的重力可以认为是地球对物体的万有引力。
弹力
弹力产生在直接接触并且发生了形变的物体之间。支持面上作用的弹力垂直于支持面；绳上作用的弹力沿着绳的收缩方向。
胡克定律F=kx，k 称弹簧劲度系数。
滑动摩擦力
物体间发生相对滑动时，接触面间产生的阻碍相对滑动的力，其方向与接触面相切，与相对滑动的方向相反；其大小f=μN。N 为接触面间
的压力。μ为动摩擦因数，由两接触面的材料和粗糙程度决定。
静摩擦力
相互接触的物体间产生相对运动趋势时，沿接触面产生与相对运动趋势方向相反的静摩擦力。静摩擦力的大小随两物体相对运动的“趋势”强
弱，在零和“最大静摩擦力”之间变化。“最大静摩擦力”的具体值，因两物体的接触面材料情况和压力等因素而异。
物体的平衡概念：当物体受到几个力的作用时处于静止状态或匀速直线运动状态，就说这几个力平衡，这时的物体处于平衡状态，且合力为零。
共点力：作用在一个物体上的几个力，作用于一点，或其延长线相交于一点。
共点力作用下的物体的平衡条件：作用在一个物体上的几个力，合力为零，即F 合＝0，则物体是平衡的。
“平衡力”与“相互作用力”的关系是：都是大小相等、方向相反，并且在同一条直线上，但“平衡力”的两个力的作用点在同一物体上，而“相互作用力”的两
个力分别作用在两个物体上。
PART II
运动力学
直线
运动
曲线
运动
加速度方向与速度方
向的关系
在直线
运动中，若速度增加，
则加速度与速度的方
向相同；若速度减小，
则方向相反。
运动
的描
述
质点
忽略物体的大小和形状，将其看作一个“具有质量”的物质点。能否看成质点与研究问题的性质有关。
参考系
运动是相对的。描述物体运动时，用于参考，观察其相对运动的物体。参考系可任选，以对研究问题简单、方便为准。
坐标系
描述物体运动时，在参考系上建立的适当的坐标系。
时间、位移
描述质点运动的物理量。位移是矢量，时间是标量。
速度、加速度
速度的变化量与变化时间段的比值，为加速度，矢量，
t
v
m/s2。
t
x
v
，矢量，m/s。
运动的合成与分解
已知分运动求合运动叫运动的合成，已知合运动求分运动叫运动的分解。运动的合成与分解遵守平行四边形定则
匀速率圆周运动
特点：合外力总指向圆心（又称向心力）。
描述量：线速度V，角速度ω，向心加速度α，圆轨道半
径r，圆运动周期T。
规律：F= m
r
V 2
=mω2r = m
r
T 2
2
4
匀速直线运动
v＝S/t
变速
直线
运动
万有引力定律：
ma
R
GMm
F
2
；
R
v
m
R
GMm
2
2
；
R
m
R
G Mm
2
2
；
R
T
m
R
GMm
2
2
2
适用范围：
两个质点间的引力，R 为两个质点间的距离
两个质量分布均匀的球体之间的引力，R 为两球心间的距离
一质量分布均匀的球体与球外一质点间的引力，R 为球心到质点间的距离
应用：
天体运动问题分析
人造地球卫星
宇宙速度
平抛物体的运动
特点：初速度水平，只受重力。
分析：水平匀速直线运动与竖直方向自由落体的合运动。
规律：水平方向
vx = v0，x=v0t
竖直方向
vy = gt，
2
2
1 gt
y
合速度
2
2
y
x
t
v
v
v
与x 正向夹角tgθ=
x
y
v
v
tg
匀变速直线运动
弹力产生在直接接触并且发生了形变的物体之间。支持面上作用的弹力垂直于支持面；绳上作用的
弹力沿着绳的收缩方向。速度规律vt＝v0 +at
位移规律
2
0
2
1 at
t
v
s
速度位移关系
as
v
vt
2
2
0
2
自由落体运动
速度规律vt＝gt
位移规律
2
2
1 gt
s
速度位移关系
gh
vt
2
2
非匀变速直线运动
平均速度、瞬时速度
机械
振动
简谐运动
物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动，叫做简谐振动。也称为无阻尼振动或等幅振动。
特征：振幅保持不变的自由振动。描述量：振幅A，周期T，频率f ＝1/T。x-t 图像：正弦曲线或余弦曲线
振动能：动能和势能之和，机械能守恒
相关物理量的周期性变化：位移、回复力、即时速度、即时加速度，动能与势能等。
受力特征：回复力F=-kx＝－mω2x
基本模型：①单摆（θ<10°）：
g
l
T
2
②弹簧振子：
k
m
T
2
，
)
cos(
)
(
t
A
t
x
；
)
2
cos(
t
A
v
；
)
cos(
2
2
t
A
x
a
衍射
波传播过程中遇到孔和障碍物时，绕过孔和障碍物的现象叫波的衍
射。发生明显衍射的条件是孔、障碍物的尺寸与波长可比拟。
衍射是波特有的现象。
干涉
波的叠加：两列波重叠区域，任何一点的位移等于两列波引起的位
移的矢量和。
二列频率相同、振动方向相同的波相遇，使媒质中有的地方振动加强，
有的地方振动减弱，且加强与减弱部分相间隔的现象叫波的干涉。
干涉是波特有的现象。
干涉区域内某点是振动最强点还是振动最弱点的充要条件：
①最强：该点到两个波源的路程之差是波长的整数倍，即δ=nλ
②最弱：该点到两个波源的路程之差是半波长的奇数倍，即δ=(2n+1)λ/2
机械波
振动在媒质中传播形成波；媒质各点都在各自平衡位置附近振动但不随波形
一起迁移，波是能量传递的一种形式。
描述量：波幅A，波长λ，波速V，周期T，频率f。
描述公式：V=λ/T=λf；波速大小由传播振动的介质特性所决定；波的频率等于质点振
动频率，大小由振源决定，与介质无关；波长由波源和介质决定
波的图像：表述了某一时刻各个质点偏离平衡位置的状况。为正弦曲线或余弦曲线（与
振动图像很相似，但是有本质区别）
波的类型：横波和纵波。
波的例子：声波（超声波、次声波、可听声波20-20000Hz）
阻尼振动
定义：振幅逐渐减小的自由振动叫阻尼振动。
特征：振幅递减
原因：振动能逐渐转化为其他形式的能。
自
由
振
动
受
迫
振
动
受迫振动
定义：物体在周期性外力（驱动力）作用下的振动叫受迫振动。
特征：受迫振动稳定后的频率等于驱动力的频率；而当驱动力的频率接近
振动物体的固有频率时，受迫振动振幅增大的现象叫共振。
机械
波
波的特性：
1、波的叠加原理：各列波彼此通过，互不干扰；介质质点位移等于各位移的矢量和
2、波的特有现象：
波的衍射
绕过障碍物或孔继续传播的现象
波的干涉
两列波在相遇的区域内叠加形式的一种现象
3、特殊现象：多普勒效应
波的形成条件
波源和介质
波的形成原因
介质质点之间有相互作用
波的实质
传递振动的形式、能量和信息，质点并不随着波动而迁移；
后一质点的振动滞后于前一质点，且重复前一质点的振动；
每个质点的的起振方向是相同的。
多普勒效应
波源与观察者之间有相对运动时，观察者感到频率发生变化
的现象。
波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率增大
PART III
动力学
运
动
和
力
牛顿第一定律
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。
惯性
物体的这种性质叫做惯性。惯性是物体的固有属性，衡量惯性的大小的物理量是质量。
弹性势能
物体由于发生弹性形变而具有的能。
2
p
2
1
E
kx
重力势能
EP＝mgh
h 为物体距零势能位置的高度。零势
能位置可依具体问题解题方便而定，故重力势能的大小只有相
对的意义。重力势能的变化表示了重力做功的多少。
冲量
力和力的作用时间的乘积叫做力的冲量
单
位
牛·秒。冲量的方向，即力的方向。
牛顿第三定律
两个物体间相互作用力与反作用力，总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。(作用力与反作用力同时产生，同时消失，是同种性质
的力，它们分别作用在不同的物体上，不存在“平衡’问题。)
牛
顿
运
动
定
律
功
和
能
功
功是能量转换的量度，即：有功必有能量形式的转换．做了多少功就有多少能量发生了形式转换。W=FScosα (两个要素：①力②力方向上有位移)单位:焦(J)
正功：表示动力功(即力与位移夹角小于900) 。
负功：表示阻力功(即力与位移夹角大于900。)
冲
量
和
动
量
动量
物体的质量和速度的乘积叫做动量
单位：
千克·米／秒。动量的方向，即速度的方向。
动能定理
合外力所做的功等于物体动能的变化。
W=EK2—EK1＝
2
1
2
2
2
1
2
1
mv
mv
定理适用于变力做功的过程
动量定理
物体所受合力的冲量等于物体的动量变化。
表达式Ft=P 末-P 初
（动量定理适用于变力作用的过程）
牛顿第二定律
物体加速度的大小跟它所受合外力的大小成正比，跟物体的质量成反比。加速度的方向与合外力方向相同。表达式F 合=ma，其中F 单位：牛（N）；
m 单位：千克（kg）；a 单位：米／秒2(m/s2)。意义：力是改变物体运动状态的原因。
功率
平均功率P=W/t ；单位：瓦（焦／秒）
即时功率P=FVcosα，单位：瓦（焦／秒）
动能
物体由于运动所具有的能
2
2
mv
EK
。
动能是运动状态的函数，动能是标量
势能
由于物体之间相对位置和物体各部分间相对
位置决定的能叫势能。
机械能守恒定律(动能和
势能统称机械能)
机械能
p
k
E
E
E
在只有重力做功的情形
下，物体的动能和重力势能
发生相互转化，但机械能的
总量保持不变。
同样，在只有弹力做功
的情形下，物体的动能和弹
性势能发生相互转化，机械
能总量也保持不变。
2
1
1
2
1 mv
mgh
2
2
2
2
1 mv
mgh
系统动量守恒定律
系统不受外力或者所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变
热学知识结构体系
热学包括：研究宏观热现象的热力学、研究微观理论的统计物理学，分子动理论是热现象微观理论的基础
物质是由大量分子组成的
①油膜法测分子的直径；②分子直径数量
级10
－10m，分子质量数量级10
－26kg
③阿伏伽德罗常数
NA=6.02×10
23mol
－1。是联系微观世界和宏观世界的桥梁。它把物质的摩尔质量、摩尔
体积这些宏观物理量和分子质量、分子体积这些微观物理量联系起来了。
分子势能
分子间由相互作用力和相对位置决定的能量。分子势能在微
观上决定着分子间距。宏观上决定着物体的体积V
扩散
不同的物质相互接触时，彼此进入对方的现象。扩散现象说明了分
子不停地做无规则运动及分子间有间隙。温度越高，扩散过程就越快，这说
明温度越高，分子的无规则运动的速度就越大。
改变物体内能的方式
①做功：其他形式的能与内能转化；②热传递：
物体间(或物体各部分之间)内能的转移。二者虽然是等效，但本质不同。
分子间作用力
分子间存在相互作用力，且引力和斥力同时存在，都随
距离增大而减小。且斥力减小得快。分子间作用力的合力称之为分子力。
热
学
的
基
本
知
识
分子的动能：
分子由于热运动而具有的能量；由温度T 决定。
温度的微观含义：分子平均动能大小的标志，反映分子热运动的激烈程度
物体的内能
组成物体的所有分子的动能和势能的总和；
内能是宏观量，只对大量分子组成的物体有意义，对个别分子无意义。
物体的内能由分子数量(物质的量)、温度(分子平均动能)、体积(分子间
势能)决定，与物体的宏观机械运动状态无关．内能与机械能无必然联系
温度是分子平均动能大小的标志，温度相同时任何物体的分子平均动能相
等，但平均速率一般不等（分子质量不同）．
分子力做正功分子势能减少，分子力做负功分子势能增加。
分子势能为零一共有两处，一处在无穷远处，另一处小于r0，分子力为零
时分子势能最小，而不是零。
理想气体分子间作用力为零，分子势能为零，只有分子动能。
热力学第一定律
一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的
热量与外界对它所做的功的和。即外界对物体所做的功W 加上物体从外界
吸收的热量Q 等于物体内能的增加ΔU，即ΔU=Q+W。
其中，当外界对物体做功时W 取正，物体克服外力做功时W 取负；当
物体从外界吸热时Q 取正，物体向外界放热时Q 取负；ΔU 为正表示物体
内能增加，ΔU 为负表示物体内能减小。
分子热运动
分子永不停息地做无规则运动①扩散现象；②布朗运动
能量守恒定律
能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种
形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转
移的过程中，能量的总量保持不变。
热和
功
物体
的内
能
分子
动理
论
布朗运动
悬浮在液体中的固体颗粒永不停息的无规则运动。注意：①形
成条件：微粒足够小。②温度越高，运动越激烈。③观察到的是固体微粒(非
液体和固体分子)的无规则运动，反映的是液体分子运动的无规则性。④实
验中描绘的是某固体微粒每隔30s 的位置连线，不是该微粒的运动轨迹。
r=r0 时，最小；
r>r0 时，r 增大，则分子力做功，分子势能增加，r 减小，
分子力做正功，势能减小；
r<r0 时，r 增大，则分子力做正功，势能减小，
r 减小，克服分子力做功，势能增加
r0=10
－10m；r = r0 时，f 引=f 斥；r＞r0 时，f 引＞f 斥；r＜r0 时，f 引＜f 斥。
热力学第二定律
①克劳修斯表述:不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化(按热传导的方向性表述)。②开尔文表述:不可能从单一热源
吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化（按机械能和内能转化过程的方向性表述）。③第二类永动机(只从单一热源吸收热量，使之完全变为有用的功
而不引起其他变化的热机。)是不可能制成的。
热力学第二定律的微观解释:①熵增加原理：一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展，而熵值较大代表着较为无序，所以自发的宏观过程总是向无序度
更大的方向发展。因此热力学第二定律也叫做熵增加原理。②热力学第二定律的微观意义：一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行。
热力学第三定律：两种温度间的关系可以表示为：T = t+273.15K 和ΔT =Δt，要注意两种单位制下每一度的间隔是相同的。0K 是低温的极限，它表示所有分子都
停止了热运动。可以无限接近，但永远不能达到。不可能通过有限的过程把一个物体冷却到绝对零度。热力学第三定律不阻止人们想办法尽可能地接近绝对零度。
物质是由大量分子组成的
分子永不停息地做无规则运动
分子间存在相互作用力
压强
用分子动理论解释气体压强的产生（气体压强的微观意义）。气体
的压强是大量分子频繁碰撞器壁产生的。压强的大小跟两个因素有关：
1
气体分子的平均动能，②分子的密集程度
体积：
气
体
的
性
质
物质的量：
温度
反映物体冷热程度的物理量（是一个宏观统计概念），是物体分子
平均动能大小的标志。任何同温度的物体，其分子平均动能相同。
热力学温度(T)与摄氏温度(t)的关系
T＝t+273.15（K）
说明：①两种温度数值不同，但改变1 K 和1℃的温度差相同
②０K 是低温的极限，只能无限接近，但不可能达到。
③这两种温度每一单位大小相同，只是计算的起点不同。摄氏温度把1
大气压下冰水混合物的温度规定为0℃，热力学温度把1 大气压下冰水混合物
的温度规定为273K（即把－273℃规定为0K），所以T=t+273
概念
理想气体是一种理想化模型，其分子间距很大，不存在分子势能，
分子间没有相互吸引和排斥，分子之间及分子与器壁之间发生的碰
撞是完全弹性的，不造成动能损失。这种气体称为理想气体。
理想气体状态方程即克拉贝龙方程
气体的体积、压强、温度间的关系：PV
nRT
，
1 1
2
2
1
2
pV
p V
T
T
等温变化图线
等容变化图线
等压变化图线
①等温变化图线为双曲线的一支，等容(压)变化图线均为过原点的直线(之所以
原点附近为虚线，表示温度太低了，规律不再满足)；②图中双线表示同一气
体不同状态下的图线，虚线表示判断状态关系的两种方法；③对等容(压)变化，
如果横轴物理量是摄氏温度t，则交点坐标为-273.15
饱和汽和饱和汽压
在密闭容器中的液面上同时进行着两种相反的过程：一方面分子从液面飞出来；另一方面由于液面上的汽分子不停地做无规则的热运动，
有的汽分子撞到液面上又会回到液体中去。随着液体的不断蒸发，液面上汽的密度不断增大，回到液体中的分子数也逐渐增多。最后，当汽的密度增大到一定程度
时，就会达到这样的状态：在单位时间内回到液体中的分子数等于从液面飞出去的分子数，这时汽的密度不再增大，液体也不再减少，液体和汽之间达到了动态平
衡状态。把跟液体处于动态平衡的汽叫做饱和汽，把未达到饱和的汽叫未饱和汽。一定温度下，饱和汽的压强一定，叫做饱和汽压。未饱和汽的压强小于饱和汽压。
饱和汽压只是指空气中这种液体蒸汽的分气压，与其他气体的压强无关。
饱和汽压与温度和物质种类有关。在同一温度下，不同液体的饱和气压一般不同，挥发性大的液体饱和气压大；同一种液体的饱和气压随温度的升高而迅速
增大。[对于某种液体而言单位时间、单位面积（液面）飞出的液体分子数只与温度有关]
将不饱和汽变为饱和汽的方法：①降低温度②减小液面上方的体积③等待（最终此种液体的蒸气必然处于饱和状态）
汽
气体
状态
描述
气体
的状
态
理想气体，由于不考虑分子间相互作用力，其内能仅由温度和分子总数决
定，与气体的体积无关。温度越高，内能越大。
理想气体与外界做功与否：体积增大，对外做了功（外界是真空则气体对
外不做功），体积减小，则外界对气体做了功。
理想气体内能变化情况看温度。
理想气体吸不吸热，则由做功情况和内能变化情况共同判断。（即从热力
学第一定律判断）
只有大量分子组成的物体才谈得上温度，不能说某几个氧分子的温度是多
少。因为分子运动是无规则的，某时刻它们的平均动能可能较大，另一时刻
平均动能也可能较小，无稳定的“冷热程度”。
1℃的O2 和1℃的H2 平均动能相同，1℃的O2 小于1℃的H2 平均速率。
理想
气体
等温过程
玻意耳定律：PV＝C
等容过程
查理定律：P / T＝C
等压过程
盖—吕萨克定律：V/ T＝C
电磁学知识结构体系
电磁学包括：电学和磁学两大部分。包括电性和磁性交互关系，主要研究电磁波、电磁场以及有关电荷、带电物体的动力学，二者很难清晰分割。
电
学
电动势 ε=
q
W ；内电阻r
电场线 意义：? 电场线疏
密表示强度大小；? 电场线
方向表示正检验电荷受力
方向；? 电场线方向是电势
降落最快的方向；? 电场线
与等势面处处垂直。
带电粒子在电场中的运动
加速：Uq=ΔEk
匀强场中偏转侧移：
y= 2
1 ·
m
Eq ·t2 (V0⊥E)
电场力的功 WAB=UAB·q
特点：只与首末位置有关，
而与路径无关
电荷间的相互作用 库仑定律F=k
2
2
1
r
q
q
，适用于真空
中点电荷
电
场
电势差
UAB=UA－UB=
q
WAB
正电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷。
负电荷：用毛皮摩擦过的橡胶捧所带的电荷。
电荷简的相互作用规律：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
电荷量：电荷的多少。单位：库仑(C)
匀强电场场强
E= d
U
电容器 C= U
Q 法(库/伏)
平行板电容C=
kd
4
电场强度 E= q
F ,E 与F、
q、无关。
矢量性：方向规定为正检验
电荷受力的方向。单位：牛
顿/库仑或伏/米。
点电荷场强
E=k
2
r
Q
电
流
电
路
电
荷
电
阻
电
源
电流 电荷的定向移动形成电流。 电流方向：正电荷定向移动的
方向规定为电流的方向。获得持续电流的条件：电路中有电源、
电路为通路。
串、并联关系
串联 I=I1=I2=… U=U1+U2+… R=R1+R2+…
并联
I=I1+I2+ …
U=U1=U2= …
2
1
1
1
1
R
R
R
闭合电路欧姆定律 电流形式 I=
r
R
电压形式 ε=U+U′ 功率形式 Iε
部分电路欧姆定律 I= R
U ； 电功 W=IUt ；电功率 P=IU；电热 Q=I2Rt （焦耳定律）
电阻定律 R=ρ
S
L
能的
特性
力的
特性
电荷的
电势能
电势 U= q
，伏(焦/库)
电磁场和电磁波
电磁场是电磁作用的媒递物，具有能量和动量，物质存在的一种形式。其性质、特征及运动变化规律由麦克斯韦方程组确定。电磁场总是以光速向四周传播，形成电磁波。
光学知识结构体系
几
何
光
学
本影
半影
日食
月食
小孔成像
发射光谱
由发光物体直接产生的光谱叫发射光谱。
物
理
光
学
折射定律
光线从第一种媒质射入第二种媒质时,入射线、折射线与法线共面，且分居法线两侧；
入射角(i)与折射角(r)正弦的比值为一常量n，n=sini/sinr (n 由两种媒质种类决定)，称为第二种媒
质对第一种媒质的折射率。如第一种媒质是空气或真空，n 又称为第二种媒质的折射率。
光的直线
传播
(均匀介质)
光的
反射
反射定律
入射线、反射线与法线共面，且分居法线两侧，入射角=反射角。
光
的
折
射
全反射现象
光线从空气或真空中射向其它媒质(n 密＞n 疏)时，当入射角≧临界角C 时，折射光线完全消失,反射光最强.这种现象叫做全反射。SinC=1/n
全反射棱射
横截面是等腰直角三角形
的棱镜叫全反射棱镜。
吸收光谱
连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的光谱
真空中光速
c = 3.0×108 米/秒
平面镜成像
特点：成虚像;像与物等大小,正立,且与镜面位置对称。
棱镜
光从玻璃棱镜的一个侧面射入，从
另一个侧面射出时，出射光线跟入射光线
相比，向底面偏折。
明线光谱（线状谱）
由一些不连续的亮线组成的光谱。各种
元素都有一定的线状谱，元素不同，线状谱不同，故又称原子光
光的色散
一束白光通过三棱镜后发生色散,形成按一定次序(红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫)排列的光谱。
色散现象表明：白光是由各种单色光组成的复色光，同种媒质对不同色光的折射率不同，对紫光折射率最大，对红光折射率最小。
光
的
本
性
光
谱
光的
波动
性
光的
粒子
性
连续光谱
由连续分布的一切波长的光组成的光谱。
光谱分析
根据光谱来鉴别质和确定它的化学组成，这种方法叫光
谱分析。做光谱分析时，可利用明线光谱也可以利用吸收光谱。
光电效应
在光的照射下，物体发
射电子的现象叫光电效应。
特点：①入射光的频率必须大于被
照射金属的极限频率，才可以发生；
②光电子的最大初动能随入射光的
频率增大而增大；③光电子的发射
是光照瞬间进行的；④光电流的强
度与入射光强度成正比。
光子
光在空间传播不是连续的，是一份一
份的，每一份叫做一个光子。光子的能量
E=hv，h=6.63×10
－34 焦·秒，称普朗克常量。
爱因斯坦的光电方程：hv－W= 2
1 mv2，其中
W 为逸出功，2
1 mv2 为光电子最大初动能。
光的衍射
光的干涉（双缝干涉、薄膜干涉）
干涉的应用
光的波粒二象性
光既有波动性，又有粒
子性，故认为光具有波粒二象性（这里的波
动性和粒子性都是微观世界中的意义）。
电磁波谱
无线电波、红外线、可见光、
紫外线、伦琴射线、r 射线，由低频到高
频，构成了范围非常广阔的电磁波谱。
原子物理学知识结构体系
原
子
的
结
构
原
子
核
天然放射线
α射线: α粒子流。α粒子就是氦原子核,贯穿本领小,电离作用强。
β射线:高速电子流。β粒子就是电子，贯穿本领强，电离作用弱。
Υ射线:波长极短的电磁波。贯穿本领很强，电离作用很小。
汤姆生原子模型
a 粒子散射实验
实验的结果是：绝大多数a 粒
子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，少数a 粒子
发生了较大的偏转，极少数a 粒子偏转角超过了
90°，极个别的甚至被弹回，偏转角几乎是180°
原子核的衰变
指原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化。
半衰期
指放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间。
卢瑟福核式结构模型
在原子的
中心有一个很小的核叫原子核，原子
核集中了原子的全部正电荷和几乎
全部的质量，带负电的电子在核外绕
核旋转。
玻尔理论
1、原子只能处于一系列不连续的能量状态中，这些状态称为定态。
2、原子从一种定态跃迁到另一种定态时，辐射(或吸收)一定频率的
光子。光子的能量hv=E 初－E 终。(各定态的能量值叫能级。)
3、原子的不同能量状态与电子沿不同半径圆轨道绕核运动相对应。
能量不连续，故可能的电子轨道也不连续。
核能利用
重核裂变
如：
n
U
1
0
235
92
n
Xe
Sr
1
0
136
54
90
38
10
一个铀核裂变时，放出的几个中子如能再引起其他铀核
裂变，就可以使裂变不断地进行下去，这称为链式反应。（核反应堆、核电站）
轻核聚变
如：
n
He
H
H
1
0
4
2
3
1
2
1
（需几百万度高温条件），利用上述反应，均可释放出巨大的核能。
为热核反应
人工核转变（核反应）
发现质子
H
O
He
N
1
1
17
8
4
2
14
7
发现中子
n
C
He
Be
1
0
12
6
4
2
9
4
质能方程：E=mc2；ΔE=Δmc2
原子核的组成
原子核由质子和中子组成，质子与中子统称核子。具有相
同质子数和不同中子数的原子之间，互称同位素。
核力
指把各种核子紧紧地约束在原子核里的力。
核能
指原子核转变中释放(或吸收)的能量。
质能方向
E=mc2,指出物体具有的能量和它的质量之间的关系。由质能方
程可以根据原子核转变中发生的质量亏损Δm，计算出所能释放的核能Δ
E(Δm·C2)。
