物理思维导图八上

一、声现象

1. 声音的产生

• 振动：
  • 一切发声的物体都在振动
  • 振动停止，发声停止
    • 声源：
  • 固体、液体、气体都可以作为声源
  • 人靠声带振动发声
  • 动物靠特殊器官发声
  • 乐器靠不同部位振动发声
    • 声音的传播需要介质
  • 真空不能传声（真空罩实验）

2. 声音的传播

• 介质：
  • 固体、液体、气体都可以传声
    • 传播形式：
  • 声波（声以波的形式传播）
    • 声速：
  • 不同介质声速不同
  • 一般情况下，固体 > 液体 > 气体
  • 15℃时，空气中声速为340m/s
    • 影响因素：
  • 介质的种类
  • 介质的温度 (温度越高，声速越快)
    • 回声：
  • 声音遇到障碍物反射回来的现象
  • 利用回声测距（S=v*t/2）
  • 回声加强（例如空房间声音大）

3. 声音的特性

• 音调：
  • 声音的高低
  • 由振动频率决定
  • 频率越高，音调越高
  • 单位：赫兹 (Hz)
  • 人耳听觉范围：20Hz - 20000Hz
  • 超声波：高于20000Hz
  • 次声波：低于20Hz
    • 响度：
  • 声音的大小
  • 由振幅和距离决定
  • 振幅越大，响度越大
  • 距离越远，响度越小
  • 单位：分贝 (dB)
    • 音色：
  • 声音的品质和特色
  • 由发声体的材料、结构决定
  • 区分不同发声体的依据

4. 噪声的危害和控制

• 噪声：
  • 妨碍人们正常休息、学习和工作的声音
  • 对人身心健康有害的声音
    • 噪声来源：
  • 工业噪声
  • 交通噪声
  • 生活噪声
    • 噪声等级：
  • 分贝 (dB)
    • 控制噪声的途径：
  • 在声源处减弱（消声）
  • 在传播过程中减弱（隔声、吸声）
  • 在人耳处减弱（戴耳塞）

5. 声的利用

• 传递信息：
  • 回声定位
  • 超声波探测
  • 医生听诊
    • 传递能量：
  • 超声波碎石
  • 超声波清洗
  • 超声波焊接

二、光现象

1. 光的直线传播

• 光在均匀介质中沿直线传播
  • 空气、水、玻璃等
    • 应用：
  • 小孔成像（倒立实像）
  • 影子（光的直线传播被物体阻挡）
  • 日食、月食
  • 激光准直

2. 光的反射

• 反射定律：
  • 反射光线、入射光线、法线在同一平面内
  • 反射光线、入射光线分居法线两侧
  • 反射角等于入射角
    • 反射类型：
  • 镜面反射（反射光线平行，反射面光滑）
  • 漫反射（反射光线向各个方向，反射面粗糙）
    • 平面镜成像：
  • 虚像
  • 像和物体大小相等
  • 像和物体到镜面的距离相等
  • 像和物体的连线与镜面垂直
  • 左右相反
    • 应用：
  • 平面镜成像
  • 潜望镜
  • 反光镜

3. 光的折射

• 折射定律：
  • 折射光线、入射光线、法线在同一平面内
  • 折射光线、入射光线分居法线两侧
  • 光从空气斜射入水或玻璃等介质时，折射角小于入射角
  • 光从水或玻璃等介质斜射入空气时，折射角大于入射角
  • 垂直入射时，传播方向不变，折射角等于入射角等于0
    • 折射现象：
  • 水中的物体看起来比实际浅
  • 海市蜃楼
  • 池底变浅

4. 光的色散

• 光的色散：
  • 太阳光通过三棱镜分解成七种颜色（红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫）
    • 色光的三原色：
  • 红、绿、蓝
    • 颜料的三原色：
  • 品红、黄、青
    • 物体的颜色：
  • 透明物体的颜色由透过的色光决定
  • 不透明物体的颜色由反射的色光决定

5. 不可见光

• 红外线：
  • 热效应显著
  • 应用：取暖器、遥控器、夜视仪
    • 紫外线：
  • 杀菌作用
  • 促进维生素D的合成
  • 过量照射有害
  • 应用：消毒、验钞

三、透镜及其应用

1. 透镜

• 凸透镜：
  • 中间厚，边缘薄
  • 对光线有会聚作用
    • 凹透镜：
  • 中间薄，边缘厚
  • 对光线有发散作用

2. 凸透镜成像规律

• 定义：
  • 焦点 (F)：平行于主光轴的光线会聚的点
  • 焦距 (f)：焦点到光心的距离
    • 成像规律：
  • u > 2f：倒立、缩小、实像 (应用于照相机、摄像机)
  • 2f > u > f：倒立、放大、实像 (应用于投影仪、幻灯机)
  • u < f：正立、放大、虚像 (应用于放大镜)
    • 实像和虚像：
  • 实像：实际光线会聚而成，可以呈现在光屏上
  • 虚像：光线的反向延长线会聚而成，不能呈现在光屏上

3. 眼睛与眼镜

• 眼睛的结构：
  • 晶状体相当于凸透镜
  • 视网膜相当于光屏
    • 近视眼：
  • 晶状体过厚或眼球前后径过长，像成在视网膜前
  • 矫正方法：佩戴凹透镜
    • 远视眼：
  • 晶状体过薄或眼球前后径过短，像成在视网膜后
  • 矫正方法：佩戴凸透镜

4. 显微镜和望远镜

• 显微镜：
  • 物镜 (成像，倒立放大的实像)
  • 目镜 (相当于放大镜，成像，正立放大的虚像)
    • 望远镜：
  • 物镜 (成像，倒立缩小的实像)
  • 目镜 (相当于放大镜，成像，正立放大的虚像)

四、质量与密度

1. 质量

• 定义：
  • 物体所含物质的多少
    • 单位：
  • 千克 (kg)
  • 常用单位：吨 (t)、克 (g)、毫克 (mg)
  • 换算关系：1t = 1000kg; 1kg = 1000g; 1g = 1000mg
    • 测量工具：
  • 天平
  • 量筒 (测液体质量，间接测量)
    • 特性：
  • 不随物体的形状、状态、位置的变化而变化

2. 密度

• 定义：
  • 单位体积的某种物质的质量
    • 公式：
  • ρ = m/V
  • m：质量 (kg)
  • V：体积 (m³)
  • ρ：密度 (kg/m³)
    • 单位：
  • 千克/米³ (kg/m³)
  • 克/厘米³ (g/cm³)
  • 换算关系：1g/cm³ = 1000kg/m³
    • 特性：
  • 同种物质，密度相同
  • 不同物质，密度一般不同

3. 密度的应用

• 鉴别物质：
  • 测出物质的质量和体积，计算出密度，查表鉴别
    • 求物体的质量和体积：
  • m = ρV
  • V = m/ρ
    • 判断物体是空心还是实心
  • 比较实际密度和该物质密度的大小。

4. 测量固体和液体的密度

• 固体密度测量：
  • 用天平测出固体的质量 (m)
  • 用量筒测出固体的体积 (V) （排水法）
  • 用公式 ρ = m/V 计算出固体的密度
    • 液体密度测量：
  • 用天平测出烧杯和液体的总质量 (m₁)
  • 将一部分液体倒入量筒中，测出液体的体积 (V)
  • 用天平测出烧杯和剩余液体的总质量 (m₂)
  • 计算出倒入量筒中液体的质量 m = m₁ - m₂
  • 用公式 ρ = m/V 计算出液体的密度

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