1、电流

(1)概念：电荷的定向移动形成电流。

(2)产生电流的条件

①内因：要有能够自由移动的电荷──自由电荷。

②外因：导体两端存在电压──在导体内建立电场。

干电池、蓄电池、发电机等都是电源，它们的作用是提供并保持导体的两端的电压，使导体中有持续的电流。

(3)电流的方向：正电荷的定向移动方向为电流方向。

总结：在金属导体中，电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。在电解质溶液中，电流的方向与正离子定向移动的方向相同，与负离子定向移动的方向相反。

(4)电流

①定义：通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用的时间t的比值称为电流。

②公式：I＝　 　(量度式)

③单位：在国际单位制中，电流的单位是安培，简称安，符号是A。

电流的常用单位还有毫安(mA)和微安(μA)，它们之间的关系是：

1 mA＝10^－3A

1μA＝10^－6A

④测量仪器

在实际中，测量电流的仪器是电流表。

(5)直流与恒定电流

①直流：方向不随时间而改变的电流叫做直流。

②恒定电流：方向和强弱都不随时间而改变的电流叫做恒定电流。

例题：关于电流的方向，下列叙述中正确的是(　　　 )

A.金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向

B.在电解质溶液中有自由的正离子和负离子，电流方向不能确定

C.不论何种导体，电流的方向规定为正电荷定向移动的方向

D.电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同，有时与负电荷定向移动的方向相同.

解析：正确选项为C。

电流是有方向的，电流的方向是人为规定的.物理上规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向一定与电流的方向相反.

例题：某电解质溶液，如果在1 s内共有5.0×10¹⁸个二价正离子和1.0×10¹⁹个一价负离子通过某横截面，那么通过电解质溶液的电流强度是多大？

解析：设在t＝1 s内，通过某横截面的二价正离子数为n₁，一价离子数为n₂，元电荷的电荷量为e，则t时间内通过该横截面的电荷量为q＝(2n₁+_N2)e，所以电流为

I＝＝3.2 A。

例题：氢原子的核外只有一个电子，设电子在离原子核距离为R的圆轨道上做匀速圆周运动.已知电子的电荷量为e，运动速率为v，求电子绕核运动的等效电流多大？

解析：取电子运动轨道上任一截面，在电子运动一周的时间T内，通过这个截面的电量q＝e，由圆周运动的知识有：T＝

根据电流的定义式得：I＝＝

例题：来自质子源的质子(初速度为零)，经一加速电压为800kV的直线加速器加速，形成电流强度为1mA的细柱形质子流。已知质子电荷e=1.60×10^-19C。这束质子流每秒打到靶上的质子数为_________。假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中与质子源相距L和4L的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为n₁和n₂，则n₁∶n₂=_______。

解：按定义，

　　 由于各处电流相同，设这段长度为l，其中的质子数为n个，

则由。而

(四)、透镜：

　　　 ⑴透镜：是利用光的折射控制光路和成像的光学器材。　　　　　　　

　　　 ①透镜：是两个表面分别为球面(或一面为球面，另一面为平面)的透明体。

　　　 凸透镜：中间厚边缘薄的透镜。

　　　 凹透镜：中间薄边缘厚的透镜。

　　　 ②透镜的光心、主轴、焦点和焦距的概念(略)。

　　　 ③本节研究的内容适用薄透镜、近轴光线。

　　　 ⑵透镜对光线的作用

　　　 凸透镜：对光线有会聚作用。

　　　 凹透镜：对光线有发散作用。

　　　 注意理解：

　　　 ①透镜对光线的作用，是通过两次折射来实现的。

　　　 ②从凸透镜射出的光线不一定是会聚光束。

　　　 　 从凹透镜射出的光线也不一定是发散光束。

　　　 ⑶透镜成像规律：

　　　 ①规律：

透镜	物的位置	像的位置	像的性质	像的下倒	像的大小
		异侧	实像点
凸		异侧	实像	倒立	缩小
透		异侧	实像	倒立	等大
镜		异侧	实像	倒立	放大
		不　 成　 像
		同侧	虚像	正立	放大
凹 透 镜		同侧	虚像	正立	缩小

　　　 ②实像和虚像比较：

　　　 ⑷透镜成像公式：

　　　 ①公式：

　　　　　　　 符号：物距：取“+”。

　　　　　　　　　　 　 像距v：实像取“+”；虚像取“－”。

　　　　　　　　　　 　 焦距f：凸透镜取“+”；凹透镜取“－”。　

　　　 ②放大率(m)：

　　　 ⑸透镜成像光路作图。

　　　 ①三条基本光线。

　　　 a． 平行主轴的光线，经透镜折射后，出射光线过焦点。

　　　 b．过焦点的光线，经透镜折射后平行主轴。

　　　 c．过光心的光线，经透镜后不改变方向。

　　　 ②透镜成像作用：

　　　 成像是光源s发出的光线经透镜折射后会聚于一点(或反向沿长线会聚于一点)。

　　　 在所有光线中选择两条基本光线可以确定像的位置。

(三)棱镜：

　　　 ⑴棱镜的色散：

　　　 ①棱镜对一束单色兴的作用：

　　　 一束光从空气，射向棱镜的一侧面时，经过两次折射，出射光相对入射光方向偏折角，出射光偏向底边。

　　　 ②棱镜对白光的色散作用：

　　　 a．现象：白光通过三棱镜后被分解成不同的色光。并按顺序排列为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。这种现象称色散现象。

　　　 b．说明：①白光是复色光，由不同颜色　　　　　　　　 　 的单色光组成。

　　　　　　　　　　 　②各种色光的偏折角度不同，所　　　　　　　　　 　 以介质对不同色光的折射率　　　　　　　　 　 不同。由于所以各种色　　　　　　　　　 　 光在同一介质中的传播速度不同。

　　　　　　　 如图对红光偏折角最小；对红光折射率最小；红光在玻璃中传播速度最大。

　　　　　　　　　　 对紫光偏折角最大；对紫光折射率最大；紫光在玻璃中传播速度最小。

　　　 ⑵全反射棱镜：

　　　 全反射棱镜，为横截面是等腰直角三角形的棱镜它可以将光全部反射，常用来控制光路。

例题：如图所示，一细束红光和一细束蓝光平行射到同一个三棱镜上，经折射后交于光屏上的同一个点M，若用n₁和n₂分别表示三棱镜对红光和蓝光的折射率，下列说法中正确的是　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　

A.n₁<n₂，a为红光，b为蓝光 B.n₁<n₂，a为蓝光，b为红光

C.n₁>n₂，a为红光，b为蓝光 D.n₁>n₂，a为蓝光，b为红光　

解析：由图可知，b光线经过三棱镜后的偏折角较小，因此折射率较小，是红光。

例题：如图所示，两细束平行的单色光a、b射向同一块玻璃砖的上表面，最终都从玻璃砖的下表面射出。已知玻璃对单色光a的折射率较小，那么下列说法中正确的有　

A.进入玻璃砖后两束光仍然是平行的

B.从玻璃砖下表面射出后，两束光不再平行

C.从玻璃砖下表面射出后，两束光之间的距离一定减小了

D.从玻璃砖下表面射出后，两束光之间的距离可能和射入前相同

解析：进入时入射角相同，折射率不同，因此折射角不同，两束光在玻璃内不再平行，但从下表面射出时仍是平行的。射出时两束光之间的距离根据玻璃砖的厚度不同而不同，在厚度从小到搭变化时，该距离先减小后增大，有可能和入射前相同(但左右关系一定改变了)。

例题： 如图所示，一束平行单色光a垂直射向横截面为等边三角形的棱镜的左侧面，棱镜材料的折射率是。试画出该入射光射向棱镜后所有可能的射出光线。

解析：由折射率为得全反射临界角是45°。光线从左侧面射入后方向不发生改变，射到右侧面和底面的光线的入射角都是60°，大于临界角，因此发生全反射。反射光线分别垂直射向底面和右侧面。在底面和右侧面同时还有反射光线。由光路可逆知，它们最终又从左侧面射出。所有可能射出的光线如图所示。

(二)全反射：

　　　 ⑴全反射现象：

　　　 ①光从光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角，当入射角增大到某一角度时，折射光消失，只剩下反射光，光全部被反射回光密介质中，这种现象叫全反射。

　　　 ②增大入射角时，不但折射角和反射角增大，光的强度也在变化，即折射光越来越弱；反射光越来越强；全反射时，入射光能量全部反射回到原来的介质中。

　　　 ⑵临界角(A)：

　　　 定义：当光从某种介质射向真空时，折射角度为90°时的入射角叫做临界角。

　　　 用A表示。根据折射定律：

　　　 ⑶发生全反射的条件：

　　　 ①光从光密介质入射光疏介质。

　　　 ②入射角大于临界角。

⑷光导纤维

全反射的一个重要应用就是用于光导纤维(简称光纤)。光纤有内、外两层材料，其中内层是光密介质，外层是光疏介质。光在光纤中传播时，每次射到内、外两层材料的界面，都要求入射角大于临界角，从而发生全反射。这样使从一个端面入射的光，经过多次全反射能够没有损失地全部从另一个端面射出。

例题：如图所示，一条长度为L=5.0m的光导纤维用折射率为n=的材料制成。一细束激光由其左端的中心点以α= 45°的入射角射入光导纤维内，经过一系列全反射后从右端射出。求：⑴该激光在光导纤维中的速度v是多大？⑵该激光在光导纤维中传输所经历的时间是多少？

解析：⑴由n=c/v可得v=2.1×10⁸m/s

⑵由n=sinα/sinr可得光线从左端面射入后的折射角为30°，射到侧面时的入射角为60°，大于临界角45°，因此发生全反射，同理光线每次在侧面都将发生全反射，直到光线达到右端面。由三角关系可以求出光线在光纤中通过的总路程为s=2L/，因此该激光在光导纤维中传输所经历的时间是t=s/v=2.7×10^-8s。

例题：如图所示，自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理。它虽然本身不发光，但在夜间骑行时，从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯后，会有较强的光被反射回去，使汽车司机注意到前面有自行车。尾灯的原理如图所示，下面说法中正确的是

A.汽车灯光应从左面射过来在尾灯的左表面发生全反射

B.汽车灯光应从左面射过来在尾灯的右表面发生全反射

C.汽车灯光应从右面射过来在尾灯的左表面发生全反射

D.汽车灯光应从右面射过来在尾灯的右表面发生全反射　

解析：利用全反射棱镜使入射光线偏折180°，光线应该从斜边入射，在两个直角边上连续发生两次全反射。所以选C。

例题：如图所示，AB为一块透明的光学材料左侧的端面。建立直角坐标系如图，设该光学材料的折射率沿y轴正方向均匀减小。现有一束单色光a从原点O以某一入射角θ由空气射入该材料内部，则该光线在该材料内部可能的光路是下图中的哪一个

解析：如图所示，由于该材料折射率由下向上均匀减小，可以设想将它分割成折射率不同的薄层。光线射到相邻两层的界面时，如果入射角小于临界角，则射入上一层后折射角大于入射角，光线偏离法线。到达更上层的界面时入射角逐渐增大，当入射角达到临界角时发生全反射，光线开始向下射去直到从该材料中射出。

例题：如图所示，用透明材料做成一长方体形的光学器材，要求从上表面射入的光线可能从右侧面射出，那么所选的材料的折射率应满足

A.折射率必须大于　　　　　 B.折射率必须小于

C.折射率可取大于1的任意值　 D.无论折射率是多大都不可能

解析：从图中可以看出，为使上表面射入的光线经两次折射后从右侧面射出，θ₁和θ₂都必须小于临界角C，即θ₁<C，θ₂<C，而θ₁+θ₂=90°，故C>45°，n=1/sinC<，选B答案。

(一)、折射定律：

　　　 ⑴折射现象：

　　　 光从一种介质，斜射入另一种介质的界面时，其中一部分光进另一种介质中传播，并且改变了传播方向：这种现象叫折射观察(光由一种介质，垂直界面方向入射另一种介质时传播方向不发生改变)。

　　　 ⑵折射定律：

　　　 ⑶折射率(n)：

　　　 ①定义：光从真空射入某介质时，入射角正弦和折射角正弦的比，称为该介质的折射率。用n表示。

　　　 即

　　　 ②折射率反映了介质对光的折射能力。如图光从真空以相同的入射角i，入射不同介质时，n越大，根据折射定律，折射角r越小，则偏折角越大。

　　　 ③折射率和光在该介质中传播速度有关。

　　　 a．折射率等于光在真空中速度c，与光在介质中速度之比。

　　　　　　　 即

　　　 b．由于。所以

　　　 ④光疏介质和光密介质：

　　　 光疏介质：折射率小的介质叫光疏介质。在光疏介质中，光速较大。

　　　 光密介质：折射率大的介质叫光密介质在光密介质中，光速较小。

　　　 4、反射和折射现象中，光路可逆。

例题： 直角三棱镜的顶角α=15°, 棱镜材料的折射率n=1.5，一细束单色光如图所示垂直于左侧面射入，试用作图法求出该入射光第一次从棱镜中射出的光线。

解析：由n=1.5知临界角大于30°小于45°，边画边算可知该光线在射到A、B、C、D各点时的入射角依次是75°、60°、45°、30°，因此在A、B、C均发生全反射，到D点入射角才第一次小于临界角，所以才第一次有光线从棱镜射出。

例题：为了观察门外情况,有人在门上开一小圆孔，将一块圆柱形玻璃嵌入其中,圆柱体轴线与门面垂直，如图所示．从圆柱底面中心看出去，可以看到的门外入射光线与轴线间的最大夹角称做视场角．已知该玻璃的折射率为n，圆柱深为l，底面半径为r．则视场角是(　　　 )

??A、arcsin　　　　　　 B、arcsin

??C、arcsin??????D、arcsin

解析：如图所示，当门外的入射光线进入玻璃时，

光线会发生折射现象，且入射角大于折射角，所以

观察者的视场范围变大，人的视角较小。由图可知：

sini=nsinr=n。

∴i=arcsin

所以本题的答案是B。

例题：已知一束单色光在水中的传播速度是真空中的，则(　　 )

A．这束光在水中传播时的波长为真空中的

B．这束光在水中传播时的频率为真空中的

C．对于这束光，水的折射率为

D．从水中射向水面的光线，一定可以进入空气中

解析： 由题意可知，当光从一种介质进入另一种介质时，光的频率是不变的。所以当光从水中进入空气中，频率不变，而传播速度变大，即波长也相应变大，波长为原波长的倍，n=，λ=λ。当光从水中进入空气中，即从光密介质进入光疏介质，如入射角大于临界角就会发生全反射，无光线进入空气中。

　　 即正确答案为A。

例题：已知介质对某单色光的临界角为θ，则(　 )．

　A．该介质对此单色光的折射率等于

　B．此单色光在该介质中的传播速度等于csinθ倍(c是真空中的光速)

　C．此单色光在该介质中的波长是在真空中的波长的sinθ倍　　

　D．此单色光在该介质中的频率是在真空中频率的倍

解析：由临界角的计算公式可知：sinθ=，得n=，故A对．光在介质中的传播速度v==c·sinθ，故B对．此单色光在介质中的波长λ=,又因为c=λf,得f =,

即可得：λ= λ·sinθ.λ为该光在真空中的波长，所以C正确．因为光从一种介质进入另一种介质时频率不变，且等于在真空中的频率，所以D错。

　　 在同一均匀介质中　　　 沿直线传播 (影的形成、小孔成像等)

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 光的反射定律

　　　　　　　　　　　　　 光的反射　　 分类(镜面反射、漫反射)

光　　　　　　　　　　　　　　　　　　 平面镜成像特点(等大、对称)

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 光的折射定律()

　　 光从一种介质　　　　　 光的折射　　 棱镜(出射光线向底面偏折)

　　 进入另一种介质　　　　　　　　　　 色散(白光色散后七种单色光)

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 定义及条件(由光密介质进入光疏介质、

入射角大于临界角)

　　　　　　　　　　　　　　 全反射　　 临界角(C＝arcsin)

　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　全反射棱镜(光线可以改变90、180)

1、光的直线传播

⑴光源：能够自行发光的物体叫光源。光源发光过程是其他形式能(如电能、化学能、原子核能等)转化为光能的过程。

⑵光线：研究光的传播时，用来表示光的行进方向的直线称光线。实际上光线并不存在，而是对实际存在的一束很窄光束的几何抽象。

光束：是一束光，具有能量。有三种光束，即会聚光束，平行光束和发散光束。

⑶光的直线传播定律：光在均匀、各向同性介质中沿直线传播。如小孔成像、影、日食、月食等都是直线传播的例证。　

⑷光的传播速度：光在真空中的传播速度c=3×10⁸m／s，光在介质中的速度小于光在真空中的速度。

　 ⑸影：光线被不透明的物体挡住，在不透明物体后面所形成的暗区称为影。影可分为本影和半影，在本影区内完全看不到光源发出的光，在半影区内只能看到部分光源发出的光。如果光源是点光源，则只能在不透明物体后面形成本影；若不是点光源，则在不透明物体后面同时形成本影和半影。

　　 影的大小决定于点光源、物体和光屏的相对位置。

如图A所示，在光屏AB上，BC部分所有光线都照射不到叫做本影，在AB、CD区域部分光线照射不到叫做半影。

　　　　　 A　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B

　如图B所示，地球表面上月球的本影区域可以看到日全食，在地球上月球的半影区域，可以看到日偏食。如图C所示，如地球与月亮距离足够远，在A区可看到日环食.

C

例题：如图所示，在A点有一个小球，紧靠小球的左方有一个点光源S。现将小球从A点正对着竖直墙平抛出去，打到竖直墙之前，小球在点光源照射下的影子在墙上的运动是　　

A.匀速直线运动　　　　　 B.自由落体运动

C.变加速直线运动　　　　 D.匀减速直线运动

解析：小球抛出后做平抛运动，时间t后水平位移是vt，竖直位移是h=gt²，根据相似形知识可以由比例求得，因此影子在墙上的运动是匀速运动。

例题： 古希腊某地理学家通过长期观测，发现6月21日正午时刻，在北半球A城阳光与铅直方向成7.5角下射．而在 A城正南方,与A城地面距离为L的B城 ，阳光恰好沿铅直方向下射．射到地球的太阳光可视为平行光，如图所示．据此他估算出了地球的半径．试写出估算地球半径的表达式R=　　　　　　　 .

解析：太阳光平行射向地球，在B城阳光恰好沿铅直方向下射，所以，由题意可知过AB两地的地球半径间的夹角是 7.5，即AB圆弧所对应的圆心角就是7.5。如图所示，A、B两地距离L可看做是弧长，地球的周长为2πR，由=,得R=24L/π。

2、光的反射　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　 ⑴反射定律

　　 ⑵镜面反射和漫反射都遵守反射定律

　　 ⑶反射定律的应用

　　 　 ①平面镜对光线的作用

　　　　　　　　　　　　　　　　　 (图二)

控制光路：

　　 a：平面镜转过角，其反射光线转过角(见图三)

　　 b：互相垂直的两平面镜，可使光线平行反向射光(见图四)

c：光线射到相互平行的两平面镜上，出射光线与入射光线平行(见图五)

⑷平面镜成像

　　 ① 像的形成:如图所示,光源 “S”发出的光线,经平面镜反射后, 反射光线的反向沿长线全部交于“S ¢”, 即反射光线好像都从点“S ¢”。(见图六)

　　 ② 平面镜成像作用

　　 a . 已知点源S,作图确定像S的位置(见图七)

　　 方法: 根据反射定律作出两条入射光线的反射光线,反射光线的反向沿长线的交点即　 像S’　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　 b . 已知光源S’位置,作图确定能经平面镜观察到(见图八)

　　　 S的像S¢,眼睛所在的范围

　　　 方法:　 ① 根据成像规律找到S’

　　　　　　 ② 光线好象从S’射出

　　 c． 已知眼睛上的位置,作图确定眼睛经平面镜所能观察到的范围.

　　 方法一: 根据反射定律作用(见图九)

方法二: 光线“好象”直接入射眼睛的像E¢(见图十)

③平面镜成像规律：正立、等大、虚像、像与物关于平面镜对称

⑸球面镜：

　　 反射面是球面一部分的镜叫做球面镜。用球面的内表面作反射面的叫凹镜。用球面外表面作反射面的叫凸镜。

　　 凹面镜：具有汇聚作用，使物体成倒立的实像和正立放大的虚像。

　凸面镜：具有发散作用，使物体成正立缩小的虚像。可增大成像范围。

　　 具体实例：耳鼻喉科大夫头戴的聚光灯装置是凹面镜，汽车司机旁视镜是凸面镜，其作用是增大视野。

　　 球面镜的焦点和焦距：作为常识一般的了解即可。

　　 凹镜：平行光线射到凹镜面上，反射光线会聚于一点这一点叫凹镜的焦点，用F表示，是反射光线实际交点是实焦点，如图9所示。顶点P是镜面的中心点。O点为球心。连接球心O与顶点P的直线叫主光轴又称主轴。焦点到顶点的距离叫焦距。用f表示，，R是球的半径。

凸镜：平行光线射到凸镜面上，反射光线的反向延长线会聚于一点，这一点叫凸镜的焦点，因不是反射光线实际交点，是虚焦点。其焦距：，主轴定义与凹镜相同，如图10所示。

例题：一个点光源S对平面镜成像．设光源不动,平面镜以速率v沿OS方向向光源平移，镜面与OS方向之间的夹角为30，则光源的像S将(　　 )．

A. 以速率0.5 v 沿SS连线向S运动

B．以速率v沿SS连线向S运动

C．以速率v沿SS连线向S运动

D．以速率2v 沿SS连线向S运动

解析：点光源S的像S与S对称于平面镜,由几何关系可知,OS连线与镜面交点为O,并有OS=SS=OS,构成正三角形.当镜面沿OS平移到S点,同时像点S由S处沿SS连线移到S处，故像点S速率也为v，方向由S指向S。

故所以选B。

例题：如图所示，画出人眼在S处通过平面镜可看到障碍物后地面的范围。

解析：先根据对称性作出人眼的像点S^/，再根据光路可逆，设想S处有一个点光源，它能通过平面镜照亮的范围就是人眼能通过平面镜看到的范围。图中画出了两条边缘光线。

例题：如图所示，用作图法确定人在镜前通过平面镜可看到AB完整像的范围。

解析：先根据对称性作出AB的像A^/B^/，分别作出A点、B点发出的光经平面镜反射后能射到的范围，再找到它们的公共区域(交集)。就是能看到完整像的范围。

例题：平面镜水平放置，一条光线以60°入射角射到平面镜上，当入射光线不变，而平面镜转动10°时，反射光线与水平面夹角可能是(　　 )

　　 A.10°　　　 B. 20°　　 C.40°　　　 D.50°

解析：根据反射定律，可画出如图所示光路图，此时反射光线与水平面成30°，镜面转动10°，依题意可顺时针转动，也可逆时针转动，前者法线顺时针转动10°，入射角减小10°，反射角减小

10°，反射光线与入射光线夹角减小20°，反射光线与水平面夹角变50°，后者，反射光线与入射光线夹角增大20°，与水平面夹角变为10°，故应选A、D。

　 例题：关于实像和虚像比较，下列说法正确的是(　　 )

　　 A.虚像能用眼睛直接看到，但不能呈现在光屏上。

　　 B.实像呈现在光屏上，但不能用眼睛直接观察到。

　　 C.实像是实际光线集合而成，能用照像机拍摄。

　　 D.虚像总是正立的，而实像总是倒立的。

　 解析：物体发出的光线进入人的眼睛，在视网膜上形成清晰的像，人就能观察到这个物体。根据虚像的成像原理，选项A正确。实像可在光屏上呈现，人眼睛视网膜也是光屏，也能直接观察到，B选项错误。C、D选项均正确，故，A、C、D选项正确。

　　 本题正确选项的结论，应记住，可在一些问题处理过程中，用做判断依据。

3、光的折射：

7、绝对零度不可能达到

(1)绝对温度：－273.15℃，叫做绝对零度，又叫热力学零度。

以绝对零度为起点的温度叫做热力学温度，用T表示，单位是开尔文，符号是K。

(2)热力学温度与摄氏温度的关系

T＝t+273.15K

ΔT＝Δt

(3)热力学第三定律

热力学零度不可能达到，这个结论称做热力学第三定律。

例题：电冰箱是一种类型的制冷机，是用机械的方式制造人工低温的装置。下图为电冰箱的原理图，一般电冰箱使用氟里昂12，即二氯二氟甲烷(CCl₂F₂)作为制冷剂。试回答下列问题：

①叙述电冰箱的工作原理。

②一小孩看到电冰箱能制冷，便打开电冰箱使室内凉快些，试问此方法是否可行？

③压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环，那么下列说法中正确的是　　　

A．在电冰箱的内管道中，制冷剂迅速膨胀并吸收热量。

B．在电冰箱的外管道中，制冷剂迅速膨胀并放出热量。

C．在电冰箱的内管道中，制冷剂剧烈压缩吸收热量。

D．在电冰箱的外管道中，制冷剂被剧烈压缩放出热量。

解析：①热量不会自发地从低温热源移向高温热源，要实现这种逆向传热，需要外界做功。气态的制冷剂二氯二氟因压缩机中经压缩成高温气体，送入冷凝器，将热量传给空气或水，同时制冷剂液化成液态氟里昂，再通过膨胀阀或毛细管进行节流减压膨胀后，进入箱内蒸发器，液态氟里昂在低压下可以在较低的温度下蒸发为气体，在蒸发过程中制冷剂吸热，使周围温度降低，产生低温环境，蒸发后汽态的制冷剂再送入压缩机，这样周而复始，由外界(压缩机)做功，系统(制冷剂)从低温热源(蒸发器)吸热，把热量传到高温热源(冷凝器)，从而在冰箱内产生低于室温的温度。

②因为电冰箱的吸热装置(蒸发器)和散热器(冷凝器)同处室内，因此无法使室内温度降低，由于压缩机不断消耗电能做功转化为内能，室内温度还会升高。

③根据前面的分析可知，本题正确答案为：A、D

6、热力学第二定律

(1)扩散现象具有方向性

(2)热力学第二定律

①两种表述：不可能使热量由低温物体传到高温物体，而不引起其他变化；

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。也可以表述为第二类永动机是不可能制成的。

②两种表述是等效

5、第二类永动机

(1)热机：①概念：热机是把内能转化成机械能的装置。

②热机的效率热机做的功W和它从热源吸收的热量Q₁的比值，叫做热机的效率。

η＝

热机的效率不可能达到100%。

(2)第二类永动机

①第二类永动机：从单一热源吸收的热量，可以全部用来做功而不引起其他变化的热机，叫第二类永动机。

②第二类永动机不可能制成的原因

第二类永动机虽不违背守恒定律，不可能制成，是因为机械能和内能的转化过程具有方向性。

4、热传导的方向性

(1)热量自发地从高温物体传给低温物体

(2)热量从低温物体传给高温物体必须借助外界的帮助

(3)热传导具有方向性

(4)所有的宏观自发过程都具有单向性