近八成考生都不知道的A-LEVEL物理知識點
A-level物理作為一個考試學科,卻有著自己獨特的魅力,他所涵蓋的內(nèi)容不光是一些基本的物理理論,還包含著物理學中很多驚奇的效應,這些效應不只是發(fā)生在日常生活中,也會發(fā)生在遙遠的太空,有一些已經(jīng)被驗證為知識圭臬,而有一些還停留在理論的層面,那對于這些A-level物理知識點,我們今天進行一個解析。
響徹寰宇的多普勒效應,不僅僅是在我們的生活中會出現(xiàn),哪怕是在外太空,也是無所不在。
現(xiàn)實生活中有一種現(xiàn)象我們經(jīng)常能夠碰到,例如站在街道旁邊聽來往車輛的行駛,我們會發(fā)現(xiàn),當汽車靠近我們的時候,我們聽到的聲音越來越尖銳,而當汽車遠離我們的時候,我們聽到的聲音變得越來越低沉,其實這就是多普勒效應。

天體物理中的多普勒效應有更為好聽的名字,即“紅移”和“藍移”,通過“紅移”和“藍移”可以判斷一個天體究竟是離我們遠去還是靠近我們,當我們遠離天體的時候,光波就會像紅光偏移,而當我們靠近天體的時候,光波就會向藍光偏移。
那究竟為什么會產(chǎn)生這種效應呢?言簡意賅的說就是波相對于觀察者產(chǎn)生移動的時候,觀察者接收到波的頻率發(fā)生改變所造成的。
更具體的說,當聲源(或光源)相對于觀測者移動時,觀測者所接收到聲波(或光波)的頻率會發(fā)生變化。當源朝著接收方移動時,源的波長會變短,頻率變高;如果源的移動方向是離接收方遠去,那么波長會變長,頻率降低。
在19世紀波的特性大行其實的時候,有一小部分科學家對光所具有的波的特性進行了質疑,他們提出光的粒子特性,以德國物理學家海因里?!ず掌?,菲利浦·萊納德,阿爾伯特·愛因斯坦為代表,最終提出了正確的理論機制。
光電效應其實指的是當光照射在金屬表面時,它會將金屬表面圍繞原子核旋轉的電子“踢”出來,從而讓金屬板帶電這一現(xiàn)象,但是光電效應的產(chǎn)生是有一定條件的,即光的頻率必須高于某個閾值——這個值的大小取決于材料。如果頻率低于閾值,那么不論光的強度有多大,都無法將電子踢出。
說到光電效應的應用,就不得不提到光合作用,其實植物的光合作用所依賴的基礎就是光電效應,當然很多現(xiàn)代許多電子設備,如光電二極管、光導纖維等等也是依賴于光電效應所制備的。
霍爾效應
霍爾效應指的是通有電流的金屬片垂直于磁感線放入磁場,那么在垂直于磁場有垂直于電流的方向就會生長一個電勢差,通過對磁場的研究,我們知道帶電粒子在磁場中會收到洛倫茲力的影響,使其方向發(fā)生偏移,隨著時間推移,在20世紀末,科學家通過使用半導體材料在接近絕對零度和強磁場下再次研究霍爾效應,發(fā)現(xiàn)在低溫半導體中,電子具有很強的流動性,但局限在二維平面,也因此得到了很多意想不到的發(fā)現(xiàn),其中一個就是改變了霍爾效應的特性;之后的發(fā)展也就到了近代,德國物理學家馮·克利青通過相似的條件研究霍爾效應發(fā)現(xiàn)電阻隨磁場強度的變化是階梯狀的,并不是線性的,這一發(fā)現(xiàn)為他贏得了1985年的諾貝爾物理學獎。
阿哈羅諾夫-波姆效應
電磁學中對于法拉第電磁感應和楞次定律是大家廣泛熟識的,但是在經(jīng)典電磁學中,一個意義同樣重大,但是卻鮮為人知的效應——阿哈羅諾夫-波姆效應也有著重大意義
經(jīng)典電磁學中指出,當粒子直接和電磁場接觸,粒子才會受到場的作用,而阿哈羅諾夫-波姆兩位物理學家提出,量子粒子就算從未和電場或者磁場接觸,也能夠收到電場或者磁場的影響,理論已提出,被廣泛質疑,因為經(jīng)典電磁學中指出場是所有物理效應的基本實體,而這些場可以用“勢”的概念表示,只要在場的范圍內(nèi),就可以有一個對應的值,這個值是一個純數(shù)學的范疇,不具有任何物理意義
但是阿哈羅諾夫-波姆提出將勢和物理含義結合起來,并用一個實驗進行論證,一束電子分成兩個路徑分別繞著螺線圈兩側運動,磁場集中在線圈內(nèi)部,磁場大小可以被調節(jié),兩條電子的路徑可以穿過一個基本沒有場的區(qū)域(當磁場大小調節(jié)的非常小的時候),但沒有場的區(qū)域下,電磁勢并不為零。
阿哈羅諾夫-波姆效應的最大意義就是提出了電磁勢并不僅是一個數(shù)值,更是一個真實的物理意義
這兩個效應非常的偏重于理論,也是物理學一個理論發(fā)展的縮影,下一期,我們回歸生活,聊聊另外兩個效應,蝴蝶效應和網(wǎng)球拍效應。
以上就是A加未來小編關于生活中的A-level物理知識點解析,如果大家有任何關于留學方面的問題,可以隨時聯(lián)系A加未來國際教育,我們將竭盡所能為所有的學子保駕護航!

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