分类： AQA真题

迈克尔逊-莫雷实验

• 实验目的：
  • 检验以太的存在。
• 实验原理：
  • 使用光的干涉现象测量地球相对于以太的运动。
• 实验结果：
  • 没有发现以太的存在，光速在所有方向相同。
• 意义：
  • 为相对论奠定了基础。

狭义相对论

• 爱因斯坦的假设：
  • 光速在所有惯性参考系中恒定。
  • 物理定律在所有惯性参考系中相同。
• 时间膨胀：
  • 公式：$$
    t' = \frac{t}{\sqrt{1 - \frac{v^2}{c^2}}}
• 长度收缩：
  • 公式：$$
    L' = L \sqrt{1 - \frac{v^2}{c^2}}
• 质能关系：
  • 公式：$$
    E = mc^2

量子理论的诞生

• 黑体辐射问题：
  • 经典理论无法解释黑体辐射曲线。
• 普朗克假设：
  • 能量量子化：$$
    E = hf
• 光电效应：
  • 爱因斯坦解释光电效应：光具有粒子性质。
  • 方程：$$
    hf = \phi + \frac{1}{2}mv^2
• 意义：
  • 开启了量子物理学的大门。

波粒二象性

• 德布罗意假设：
  • 粒子具有波动性：$$
    \lambda = \frac{h}{p}
• 电子衍射实验：
  • 验证了电子的波动性质。

核物理的突破

• 卢瑟福散射实验：
  • 发现原子核。
• 核模型：
  • 原子由小而重的核和电子组成。
• 意义：
  • 推翻了汤姆森的“葡萄干布丁模型”。

材料的物理特性

• 应力和应变：
  • 应力公式：σ=FAσ=AF​（力/面积）。
  • 应变公式：ϵ=ΔLLϵ=LΔL​（长度变化/原长度）。
  • 杨氏模量：E=σϵE=ϵσ​（应力/应变）。
• 能量存储：
  • 弹性势能的计算：E=12σϵ⋅VE=21​σϵ⋅V。
  • 材料的断裂和屈服点。

流体力学

• 流体动力学：
  • 伯努利方程：$$
    P + \frac{1}{2} \rho v^2 + \rho gh = \text{constant}
  - 流体的连续性方程：$$ A_1v_1 = A_2v_2
• 流体粘性：
  • 牛顿流体的粘性公式：$$
    F = \eta A \frac{dv}{dx}
  - 斯托克斯定律：$$ F = 6\pi \eta rv
• 流体阻力：
  • 流体阻力与速度、粘性系数和物体半径的关系。

振动与波动

• 简谐运动：
  • 位移公式：$$
    x = A\cos(\omega t)
  $$-动能和势能的交换。$$
• 阻尼振动：
  • 阻尼对振动幅度和频率的影响。
• 共振现象：
  • 共振的条件及工程应用。

热力学与能量转换

• 热力学第一定律：
  • 能量守恒：$$
    \Delta Q = \Delta U + W
• 热效率：
  • 热机效率公式：$$
    \eta = \frac{W}{Q_{\text{in}}} \times 100%
• 传热方式：
  • 热传导、对流和辐射的物理原理。

电磁学与电路

• 电磁感应：
  • 法拉第定律：$$
    \mathcal{E} = -\frac{d\Phi}{dt}
  $$-自感和互感。$$
• 电路分析：
  • 电阻、电容和电感的串并联计算。
  • 交流电的相位关系。

医学成像技术

• X 射线成像：
  • X 射线的产生：高速电子撞击金属靶产生 X 射线。
  • X 射线的吸收特性（与物质密度和厚度相关）。
  • 图像增强技术（如使用对比剂）。
• 计算机断层扫描（CT）：
  • CT 的工作原理：多角度 X 射线扫描和计算机重建。
  • CT 图像的分辨率和对比度。
• 超声成像：
  • 超声波的反射、折射和衰减。
  • 超声成像的工作原理（如脉冲回波技术）。
  • 多普勒超声的应用（如血流速度测量）。
• 核磁共振成像（MRI）：
  • 核磁共振的物理基础：氢原子的自旋和磁场作用。
  • 射频脉冲与磁共振信号的产生。
  • MRI 的优势（高对比度、无电离辐射）。

辐射治疗

• 放射治疗：
  • 使用高能 X 射线或伽马射线杀死癌细胞。
  • 辐射剂量的计算和控制。
• 放射性同位素的应用：
  • 常见放射性同位素（如碘-131）在医学中的使用。
  • 半衰期的计算及其对治疗的影响。

生物物理学

• 声波和电磁波在人体中的传播特性。
• 辐射对人体组织的影响（如电离辐射的危害）。
• 辐射剂量的单位（如 Gray 和 Sievert）。