汤姆逊效应原理图（初中物理知识点）

本文目录

• 初中物理知识点
• 热电偶效应的原理是什么
• 十大最美丽的物理实验
• 温度传感器原理有什么
• 电子温度计的工作原理
• 求半导体制冷的工作原理

初中物理知识点

第一章 声现象知识归纳
1，声音的发生：由物体的振动而产生。振动停止，发声也停止。
2．声音的传播：声音靠介质传播。真空不能传声。通常我们听到的声音是靠空气传来的。
3．声速：在空气中传播速度是：340米/秒。声音在固体传播比液体快，而在液体传播又比空气体快。
4．利用回声可测距离：S=1/2vt
5．乐音的三个特征：音调、响度、音色。(1)音调:是指声音的高低，它与发声体的频率有关系。(2)响度:是指声音的大小，跟发声体的振幅、声源与听者的距离有关系。
6．减弱噪声的途径：(1)在声源处减弱；(2)在传播过程中减弱；(3)在人耳处减弱。
7．可听声：频率在20Hz～20000Hz之间的声波：超声波：频率高于20000Hz的声波；次声波：频率低于20Hz的声波。
8．超声波特点：方向性好、穿透能力强、声能较集中。具体应用有：声呐、B超、超声波速度测定器、超声波清洗器、超声波焊接器等。
9．次声波的特点：可以传播很远，很容易绕过障碍物，而且无孔不入。一定强度的次声波对人体会造成危害，甚至毁坏机械建筑等。它主要产生于自然界中的火山爆发、海啸地震等，另外人类制造的火箭发射、飞机飞行、火车汽车的奔驰、核爆炸等也能产生次声波。
第二章 光现象知识归纳
1. 光源：自身能够发光的物体叫光源。
2. 太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫组成的。
3．光的三原色是：红、绿、蓝；颜料的三原色是：红、黄、蓝。
4．不可见光包括有：红外线和紫外线。特点：红外线能使被照射的物体发热，具有热效应（如太阳的热就是以红外线传送到地球上的）；紫外线最显著的性质是能使荧光物质发光，另外还可以灭菌 。
1. 光的直线传播：光在均匀介质中是沿直线传播。
2．光在真空中传播速度最大，是3×108米/秒，而在空气中传播速度也认为是3×108米/秒。
3．我们能看到不发光的物体是因为这些物体反射的光射入了我们的眼睛。
4．光的反射定律：反射光线与入射光线、法线在同一平面上，反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角。（注：光路是可逆的）
5．漫反射和镜面反射一样遵循光的反射定律。
6．平面镜成像特点：(1) 平面镜成的是虚像；(2) 像与物体大小相等；（3）像与物体到镜面的距离相等；(4)像与物体的连线与镜面垂直。另外，平面镜里成的像与物体左右倒置。
7．平面镜应用：(1)成像；(2)改变光路。
8．平面镜在生活中使用不当会造成光污染。
球面镜包括凸面镜（凸镜）和凹面镜（凹镜），它们都能成像。具体应用有：车辆的后视镜、商场中的反光镜是凸面镜；手电筒的反光罩、太阳灶、医术戴在眼睛上的反光镜是凹面镜。
第三章 光的折射知识归纳
光的折射：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般发生变化的现象。
光的折射规律：光从空气斜射入水或其他介质，折射光线与入射光线、法线在同一平面上；折射光线和入射光线分居法线两侧，折射角小于入射角；入射角增大时，折射角也随着增大；当光线垂直射向介质表面时，传播方向不改变。（折射光路也是可逆的）
凸透镜：中间厚边缘薄的透镜，它对光线有会聚作用，所以也叫会聚透镜。
凸透镜成像：
(1)物体在二倍焦距以外(u》2f)，成倒立、缩小的实像(像距：f《v《2f)，如照相机；
(2)物体在焦距和二倍焦距之间(f《u《2f),成倒立、放大的实像(像距：v》2f)。如幻灯机。
(3)物体在焦距之内（u《f）,成正立、放大的虚像。如放大镜
光路图：
6．作光路图注意事项：
(1).要借助工具作图；(2)是实际光线画实线，不是实际光线画虚线；(3)光线要带箭头，光线与光线之间要连接好，不要断开；(4)作光的反射或折射光路图时，应先在入射点作出法线(虚线)，然后根据反射角与入射角或折射角与入射角的关系作出光线；(5)光发生折射时，处于空气中的那个角较大；(6)平行主光轴的光线经凹透镜发散后的光线的反向延长线一定相交在虚焦点上；(7)平面镜成像时，反射光线的反向延长线一定经过镜后的像；(8)画透镜时，一定要在透镜内画上斜线作阴影表示实心。
7．人的眼睛像一架神奇的照相机，晶状体相当于照相机的镜头（凸透镜），视网膜相当于照相机内的胶片。
8．近视眼看不清远处的景物，需要配戴凹透镜；远视眼看不清近处的景物，需要配戴凸透镜。
9．望远镜能使远处的物体在近处成像，其中伽利略望远镜目镜是凹透镜，物镜是凸透镜；开普勒望远镜目镜物镜都是凸透镜（物镜焦距长，目镜焦距短）。
10．显微镜的目镜物镜也都是凸透镜（物镜焦距短，目镜焦距长）。
第四章 物体的运动
1．长度的测量是最基本的测量，最常用的工具是刻度尺。
2．长度的主单位是米，用符号：m表示，我们走两步的距离约是 1米，课桌的高度约0.75米。
3．长度的单位还有千米、分米、厘米、毫米、微米，它们关系是：
1千米=1000米=103米；1分米=0.1米=10-1米
1厘米=0.01米=10-2米；1毫米=0.001米=10-3米
1米=106微米；1微米=10-6米。
4．刻度尺的正确使用：
(1).使用前要注意观察它的零刻线、量程和最小刻度值； (2).用刻度尺测量时，尺要沿着所测长度，不利用磨损的零刻线；(3).读数时视线要与尺面垂直，在精确测量时，要估读到最小刻度值的下一位；(4). 测量结果由数字和单位组成。
5．误差：测量值与真实值之间的差异，叫误差。
误差是不可避免的，它只能尽量减少，而不能消除，常用减少误差的方法是：多次测量求平均值。
6．特殊测量方法：
(1)累积法：把尺寸很小的物体累积起来，聚成可以用刻度尺来测量的数量后，再测量出它的总长度，然后除以这些小物体的个数，就可以得出小物体的长度。如测量细铜丝的直径，测量一张纸的厚度.(2)平移法：方法如图:(a)测硬币直径； (b)测乒乓球直径；
(3)替代法：有些物体长度不方便用刻度尺直接测量的，就可用其他物体代替测量。如(a)怎样用短刻度尺测量教学楼的高度，请说出两种方法？
(b)怎样测量学校到你家的距离?(c)怎样测地图上一曲线的长度？（请把这三题答案写出来）
(4)估测法:用目视方式估计物体大约长度的方法。
7. 机械运动：物体位置的变化叫机械运动。
8. 参照物：在研究物体运动还是静止时被选作标准的物体(或者说被假定不动的物体)叫参照物.
9. 运动和静止的相对性：同一个物体是运动还是静止，取决于所选的参照物。
10. 匀速直线运动：快慢不变、经过的路线是直线的运动。这是最简单的机械运动。
11. 速度：用来表示物体运动快慢的物理量。
12. 速体在单位时间内通过的路程。公式：s=vt速度的单位是：米/秒；千米/小时。1米/秒=3.6千米/小时。
13. 变速运动：物体运动速度是变化的运动。
14. 平均速度：在变速运动中，用总路程除以所用的时间可得物体在这段路程中的快慢程度，这就是平均速度。用公式：v=s/t;日常所说的速度多数情况下是指平均速度。
15. 人类发明的计时工具有：日晷→沙漏→摆钟→石英钟→原子钟。
第五章 力知识归纳
1．什么是力：力是物体对物体的作用。
2．物体间力的作用是相互的。 (一个物体对别的物体施力时，也同时受到后者对它的力)。
3．力的作用效果：力可以改变物体的运动状态，还可以改变物体的形状。（物体形状或体积的改变，叫做形变。）
4．力的单位是：牛顿(简称：牛)，符合是N。1牛顿大约是你拿起两个鸡蛋所用的力。
5．实验室测力的工具是：弹簧测力计。
6．弹簧测力计的原理：在弹性限度内，弹簧的伸长与受到的拉力成正比。
7．弹簧测力计的用法：(1)要检查指针是否指在零刻度，如果不是，则要调零；(2)认清最小刻度和测量范围；(3)轻拉秤钩几次，看每次松手后，指针是否回到零刻度，(4)测量时弹簧测力计内弹簧的轴线与所测力的方向一致；⑸观察读数时，视线必须与刻度盘垂直。（6）测量力时不能超过弹簧测力计的量程。
8．力的三要素是：力的大小、方向、作用点，叫做力的三要素，它们都能影响力的作用效果。
9．力的示意图就是用一根带箭头的线段来表示力。具体的画法是：
(1)用线段的起点表示力的作用点；
(2)延力的方向画一条带箭头的线段，箭头的方向表示力的方向；
(3)若在同一个图中有几个力，则力越大，线段应越长。有时也可以在力的示意图标出力的大小.
10．重力：地面附近物体由于地球吸引而受到的力叫重力。重力的方向总是竖直向下的。
11. 重力的计算公式：G=mg，（式中g是重力与质量的比值：g=9.8 牛顿/千克，在粗略计算时也可取g=10牛顿/千克）；重力跟质量成正比。
12．重垂线是根据重力的方向总是竖直向下的原理制成。
13．重心：重力在物体上的作用点叫重心。
14．摩擦力：两个互相接触的物体，当它们要发生或已经发生相对运动时，就会在接触面是产生一种阻碍相对运动的力，这种力就叫摩擦力。
15．滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度和压力大小有关系。压力越大、接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
16．增大有益摩擦的方法：增大压力和使接触面粗糙些。
减小有害摩擦的方法：(1)使接触面光滑和减小压 力；(2)用滚动代替滑动；(3)加润滑油；(4)利用气垫。（5）让物体之间脱离接触（如磁悬浮列车）。
第六章 力和运动知识归纳
1．牛顿第一定律：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持静止状态或匀速直线运动状态。(牛顿第一定律是在经验事实的基础上，通过进一步的推理而概括出来的，因而不能用实验来证明这一定律)。
2．惯性：物体保持运动状态不变的性质叫惯性。牛顿第一定律也叫做惯性定律。
3．物体平衡状态：物体受到几个力作用时，如果保持静止状态或匀速直线运动状态，我们就说这几个力平衡。当物体在两个力的作用下处于平衡状态时，就叫做二力平衡。
4．二力平衡的条件：作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反、并且在同一直线上，则这两个力二力平衡时合力为零。
5． 物体在不受力或受到平衡力作用下都会保持静止状态或匀速直线运动状态。
第七章 物质的物理属性知识归纳
1．质量(m)：物体中含有物质的多少叫质量。
2．质量国际单位是:千克。其他有：吨，克，毫克，1吨=103千克=106克=109毫克（进率是千进）
3．物体的质量不随形状,状态,位置和温度而改变。
4．质量测量工具：实验室常用天平测质量。常用的天平有托盘天平和物理天平。
5．天平的正确使用：(1)把天平放在水平台上，把游码放在标尺左端的零刻线处；(2)调节平衡螺母，使指针指在分度盘的中线处，这时天平平衡；(3)把物体放在左盘里，用镊子向右盘加减砝码并调节游码在标尺上的位置，直到横梁恢复平衡；(4)这时物体的质量等于右盘中砝码总质量加上游码所对的刻度值。
6．使用天平应注意：(1)不能超过最大称量；(2)加减砝码要用镊子，且动作要轻；(3)不要把潮湿的物体和化学药品直接放在托盘上。
7. 密度：某种物质单位体积的质量叫做这种物质的密度。用ρ表示密度，m表示质量，V表示体积，密度单位是千克/米3，(还有：克/厘米3)，1克/厘米3=1000千克/米3；质量m的单位是：千克；体积V的单位是米3。
8．密度是物质的一种特性，不同种类的物质密度一般不同。
9．水的密度ρ=1.0×103千克/米3
10．密度知识的应用： (1)鉴别物质：用天平测出质量m和用量筒测出体积V就可据公式：求出物质密度。再查密度表。 (2)求质量：m=ρV。(3)求体积：
11．物质的物理属性包括：状态、硬度、密度、比热、透光性、导热性、导电性、磁性、弹性等。
第八章 从粒子到宇宙
1．分子动理论的内容是：（1）物质是由大量分子组成的，分子间有空隙；（2）一切物体的分子都永不停息地做无规则运动；（3）分子间存在相互作用的引力和斥力。
2．扩散：不同物质相互接触，彼此进入对方现象。
3．固体、液体压缩时分子间表现为斥力大于引力。固体很难拉长是分子间表现为引力大于斥力。
4. 分子是原子组成的，原子是由原子核和核外电子组成的，原子核是由质子和中子组成的。
5. 汤姆逊发现电子（1897年）；卢瑟福发现质子（1919年）；查德威克发现中子（1932年）；盖尔曼提出夸克设想（1961年）。
6. 加速器是探索微小粒子的有力武器。
7. 银河系是由群星和弥漫物质集会而成的一个庞大天体系统，太阳只是其中一颗普通恒星。
8. 宇宙是一个有层次的天体结构系统，大多数科学家都认定：宇宙诞生于距今150亿年的一次大爆炸，这种爆炸是整体的，涉及宇宙全部物质及时间、空间，爆炸导致宇宙空间处处膨胀，温度则相应下降。
9. (一个天文单位)是指地球到太阳的距离。
10. (光年)是指光在真空中行进一年所经过的距离。
第九章 压强和浮力知识归纳
1．压力：垂直作用在物体表面上的力叫压力。
2．压强：物体单位面积上受到的压力叫压强。
3．压强公式：P=F/S ，式中p单位是：帕斯卡，简称：帕，1帕=1牛/米2，压力F单位是：牛；
受力面积S单位是：米2
4．增大压强方法 :(1)S不变，F↑;(2)F不变，S↓(3) 同时把F↑，S↓。而减小压强方法则相反。
5．液体压强产生的原因：是由于液体受到重力。
6． 液体压强特点：(1)液体对容器底和壁都有压强，(2)液体内部向各个方向都有压强；(3)液体的压强随深度增加而增大，在同一深度，液体向各个方向的压强相等；(4)不同液体的压强还跟密度有关系。
7．* 液体压强计算公式：P= ，（ρ是液体密度，单位是千克/米3；g=9.8牛/千克；h是深度，指液体自由液面到液体内部某点的竖直距离，单位是米。）
8．根据液体压强公式：可得，液体的压强与液体的密度和深度有关，而与液体的体积和质量无关。
9． 证明大气压强存在的实验是马德堡半球实验。
10．大气压强产生的原因：空气受到重力作用而产生的，大气压强随高度的增大而减小。
11．测定大气压强值的实验是：托里拆利实验。
12．测定大气压的仪器是：气压计，常见气压计有水银气压计和无液气压计（金属盒气压计）。
13． 标准大气压：把等于760毫米水银柱的大气压。1标准大气压=760毫米汞柱=1.013×105帕=10.34米水柱。
14．沸点与气压关系：一切液体的沸点，都是气压减小时降低，气压增大时升高。
15. 流体压强大小与流速关系：在流体中流速越大地方，压强越小；流速越小的地方，压强越大。
1．浮力：一切浸入液体的物体，都受到液体对它竖直向上的力，这个力叫浮力。浮力方向总是竖直向上的。（物体在空气中也受到浮力）
2．物体沉浮条件：（开始是浸没在液体中）
方法一：（比较浮力与物体重力大小）
(1)F浮 《 G ，下沉；(2) F浮》 G ，上浮 (3) F浮= G ， 悬浮或漂浮
方法二：（比物体与液体的密度大小）
(1) F浮《 G， 下沉；(2) F浮》 G ， 上浮 (3) F浮= G，悬浮。（不会漂浮）
3．浮力产生的原因：浸在液体中的物体受到液体对它的向上和向下的压力差。
4．阿基米德原理：浸入液体里的物体受到向上的浮力，浮力大小等于它排开的液体受到的重力。（浸没在气体里的物体受到的浮力大小等于它排开气体受到的重力）
5．阿基米德原理公式：F浮=
6．计算浮力方法有：
(1)称量法：F浮= G-F ，(G是物体受到重力，F 是物体浸入液体中弹簧秤的读数)
(2)压力差法：F浮=F向上-F向下
(3)阿基米德原理：
(4)平衡法：F浮=G物 (适合漂浮、悬浮)
7．浮力利用
(1)轮船：用密度大于水的材料做成空心，使它能排开更多的水。这就是制成轮船的道理。
(2)潜水艇：通过改变自身的重力来实现沉浮。
(3)气球和飞艇：充入密度小于空气的气体。
第十章 简单机械和功知识归纳
1．杠杆：一根在力的作用下能绕着固定点转动的硬 棒就叫杠杆。
2．什么是支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂？
(1)支点：杠杆绕着转动的点(o)
(2)动力：使杠杆转动的力(F1)
(3)阻力：阻碍杠杆转动的力(F2)
(4)动力臂：从支点到动力的作用线的距离（L1）。
(5)阻力臂：从支点到阻力作用线的距离（L2）
3．杠杆平衡的条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂.或写作：F1L1=F2L2 或写成 。这个平衡条件也就是阿基米德发现的杠杆原理。
4．三种杠杆：
(1)省力杠杆：L1》 L2,平衡时F1《F2。特点是省力，但费距离。（如剪铁剪刀，铡刀，起子）
(2)费力杠杆：L1《 L1,平衡时F1》F2。特点是费力，但省距离。（如钓鱼杠，理发剪刀等）
(3)等臂杠杆：L1= L2,平衡时F1=F2。特点是既不省力，也不费力。（如：天平）
5．定滑轮特点：不省力，但能改变动力的方向。（实 质是个等臂杠杆）
6．动滑轮特点：省一半力，但不能改变动力方向,要费距离.(实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆)
7．滑轮组：使用滑轮组时,滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物重的几分之一。
1．功的两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。
2．功的计算：功(W)等于力(F)跟物体在力的方向上 通过的距离(s)的乘积。（功=力×距离）
3. 功的公式：W=Fs；单位：W→焦；F→牛顿；s→米。(1焦=1牛•米).
4．功的原理：使用机械时，人们所做的功，都等于不用机械而直接用手所做的功，也就是说使用任何机械都不省功。
5．斜面：FL=Gh 斜面长是斜面高的几倍，推力就是物重的几分之一。（螺丝、盘山公路也是斜面）
6．机械效率：有用功跟总功的比值叫机械效率。
计算公式：P有/W=η
7．功率(P)：单位时间(t)里完成的功(W)，叫功率。
计算公式：。单位：P→瓦特；W→焦；t→秒。（1瓦=1焦/秒。1千瓦=1000瓦）
第十一章 物态变化知识归纳
1. 温度：是指物体的冷热程度。测量的工具是温度计, 温度计是根据液体的热胀冷缩的原理制成的。
2. 摄氏温度(℃):单位是摄氏度。1摄氏度的规定：把冰水混合物温度规定为0度，把一标准大气压下沸水的温度规定为100度，在0度和100度之间分成100等分，每一等分为1℃。
．常见的温度计有(1)实验室用温度计；(2)体温计；(3)寒暑表。体温计：测量范围是35℃至42℃，每一小格是0.1℃。
4. 温度计使用：(1)使用前应观察它的量程和最小刻度值；(2)使用时温度计玻璃泡要全部浸入被测液体中，不要碰到容器底或容器壁；(3)待温度计示数稳定后再读数；(4)读数时玻璃泡要继续留在被测液体中，视线与温度计中液柱的上表面相平。
5. 固体、液体、气体是物质存在的三种状态。在一定情况下三种状态可以互相转化。
6. 熔化：物质从固态变成液态的过程叫熔化。要吸热。
7. 凝固：物质从液态变成固态的过程叫凝固。要放热.
8. 熔点和凝固点：晶体熔化时保持不变的温度叫熔点；。晶体凝固时保持不变的温度叫凝固点。晶体的熔点和凝固点相同。
9. 晶体和非晶体的重要区别：晶体都有一定的熔化温度（即熔点），而非晶体没有熔点。
10. 熔化和凝固曲线图：

11.（晶体熔化和凝固曲线图） (非晶体熔化曲线图）
12. 上图中AD是晶体熔化曲线图，晶体在AB段处于固态，在BC段是熔化过程，吸热，但温度不变，处于固液共存状态，CD段处于液态；而DG是晶体凝固曲线图，DE段于液态，EF段落是凝固过程，放热，温度不变，处于固液共存状态，FG处于固态。
13汽化：物质从液态变为气态的过程叫汽化，汽化的方式有蒸发和沸腾。都要吸热。
14. 蒸.发：是在任何温度下，且只在液体表面发生的，缓慢的汽化现象。
15. 沸腾：是在一定温度(沸点)下，在液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象。液体沸腾时要吸热，但温度保持不变，这个温度叫沸点。
16. 影响液体蒸发快慢的因素：(1)液体温度；(2)液体表面积；(3)液面上方空气流动快慢。
17. 液化：物质从气态变成液态的过程叫液化，液化要放热。使气体液化的方法有：降低温度和压缩体积。（液化现象如：“白气”、雾、等）
18. 升华和凝华：物质从固态直接变成气态叫升华，要吸热；而物质从气态直接变成固态叫凝华，要放热。
19. 水循环：自然界中的水不停地运动、变化着，构成了一个巨大的水循环系统。水的循环伴随着能量的转移。
第十二章 机械能和内能知识归纳
1．一个物体能够做功，这个物体就具有能（能量）。
2．动能：物体由于运动而具有的能叫动能。
3．运动物体的速度越大，质量越大，动能就越大。
4．势能分为重力势能和弹性势能。
5．重力势能：物体由于被举高而具有的能。
6．物体质量越大，被举得越高，重力势能就越大。
7．弹性势能：物体由于发生弹性形变而具的能。
8．物体的弹性形变越大，它的弹性势能就越大。
9．机械能：动能和势能的统称。（机械能=动能+势能）单位是：焦耳
10. 动能和势能之间可以互相转化的。
方式有：动能 重力势能；动能 弹性势能。
11．自然界中可供人类大量利用的机械能有风能和水能。
12．内能：物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和叫内能。（内能也称热能）
13．物体的内能与温度有关：物体的温度越高，分子运动速度越快，内能就越大。
14．热运动：物体内部大量分子的无规则运动。
15．改变物体的内能两种方法：做功和热传递，这两种方法对改变物体的内能是等效的。
16．物体对外做功，物体的内能减小；外界对物体做功，物体的内能增大。
17．物体吸收热量，当温度升高时，物体内能增大；
物体放出热量，当温度降低时，物体内能减小。
18．所有能量的单位都是：焦耳。
19．热量（Q）：在热传递过程中，传递能量的多少叫热量。（物体含有多少热量的说法是错误的）
20．比热（c ）：单位质量的某种物质温度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量叫做这种物质的比热。
21．比热是物质的一种属性，它不随物质的体积、质量、形状、位置、温度的改变而改变，只要物质相同，比热就相同。
22．比热的单位是：焦耳/(千克•℃)，读作：焦耳每千克摄氏度。
23．水的比热是：C=4.2×103焦耳/(千克•℃)，它表示的物理意义是：每千克的水当温度升高（或降低）1℃时，吸收（或放出）的热量是4.2×103焦耳。
24．热量的计算：
① Q吸=cm(t-t0)=cm△t升 （Q吸是吸收热量，单位是焦耳；c 是物体比热，单位是：焦/(千克•℃)；m是质量；t0是初始温度；t 是后来的温度。
② Q放 =cm(t0-t)=cm△t降
25．热值（q ）：1千克某种燃料完全燃烧放出的热量，叫热值。单位是：焦耳/千克。
26．燃料燃烧放出热量计算：Q放 =qm；（Q放 是热量，单位是：焦耳；q是热值，单位是：焦/千克；m 是质量，单位是：千克。
27．利用内能可以加热，也可以做功。
28．内燃机可分为汽油机和柴油机，它们一个工作循环由吸气、压缩、做功和排气四个冲程。一个工作循环中对外做功1次，活塞往复2次，曲轴转2周。
29．热机的效率：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫热机的效率。热机的效率是热机性能的一个重要指标
30．在热机的各种损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。

热电偶效应的原理是什么

1.4.1.1 热电效应
热电制冷又称作温差电制冷，或半导体制冷，它是利用热电效应（即帕米尔效应）的一种制冷方法。
1834年法国物理学家帕尔帖在铜丝的两头各接一根铋丝，在将两根铋丝分别接到直流电源的正负极上，通电后，发现一个接头变热，另一个接头变冷。这说明两种不同材料组成的电回路在有直流电通过时，两个接头处分别发生了吸放热现象。这就是热电制冷的依据。
半导体材料具有较高的热电势可以成功地用来做成小型热电制冷器。图1示出N型半导体和P型半导体构成的热电偶制冷元件。用铜板和铜导线将N型半导体和P型半导体连接成一个回路，铜板和铜导线只起导电的作用。此时，一个接点变热，一个接点变冷。如果电流方向反向，那么结点处的冷热作用互易。
热电制冷器的产冷量一般很小，所以不宜大规模和大制冷量使用。但由于它的灵活性强，简单方便冷热切换容易，非常适宜于微型制冷领域或有特殊要求的用冷场所。
热电制冷的理论基础是固体的热电效应，在无外磁场存在时，它包括五个效应，导热、焦耳热损失、西伯克(Seebeck)效应、帕尔帖(Peltire)效应和汤姆逊(Thomson)效应。
1. 西伯克(seebeck)效应
有两种不同导体组成的开路中，如果导体的两个结点存在温度差，这开路中将产生电动势E。这就是西伯克效应。由于西伯克效应而产生的电动势称作温差电动势。
材料的西伯克效应的大小，用温差电动势率表示。材料相对于某参考材料的温差电动势率为
(1)
由两种不同材料P、N所组成的电偶，它们的温差电动势率 等于 与 之差，即
(2)
热电制冷中用P型半导体和N型半导体组成电偶。两材料对应的 和 ，一个为负，一个为正。取其绝对值相加，并将 直接简化记作，有
(3)
2. 帕尔帖(peltire)效应
电流流过两种不同导体的界面时，将从外界吸收热量，或向外界放出热量。这就是帕尔帖效应。由帕尔帖效应产生的热流量称作帕尔帖热，用符号 表示。
对帕尔帖效应的物理解释是：电荷载体在导体中运动形成电流。由于电荷载体在不同的材料中处于不同的能级，当它从高能级向低能级运动时，便释放出多余的能量；相反，从低能级向高能级运动时，从外界吸收能量。能量在两材料的交界面处以热的形式吸收或放出。
材料的帕尔贴效应强弱用它相对于某参考材料的帕尔贴系数 表示
(4)
式中 I ----- 流经导体的电流，A。
类似的，对于P型半导体和N型半导体组成的电偶，其帕尔贴系数 （或简单记作 ）有 (5)
帕尔贴效应与西伯克效应都是温差电效应，二者有密切联系。事实上，它们互为反效应，一个是说电偶中有温差存在时会产生电动势；一个是说电偶中有电流通过时会产生温差。温差电动势率与帕尔贴系数 之间存在下述关系
(6)
式中 T ----- 结点处的温度，K。
3. 汤姆逊效应
电流通过具有温度梯度的均匀导体时，导体将吸收或放出热量。这就是汤姆逊效应。由汤姆逊效应产生的热流量，称汤姆逊热，用符号 表示
(7)
式中 ----- 汤姆逊系数， ；
―― ----- 温度差，K；
――I ----- 电流，A。
在热电制冷分析中，通常忽略汤姆逊效应的影响。另外，需指出：以上热电效应在电流反向时是可逆的。由于固体系统存在有限温差和热流，所以热电制冷是不可逆热力学过程。

十大最美丽的物理实验

十大最美丽的物理实验如下：

歇尔·傅科钟摆实验：1851 年，法国科学家傅科在公众面前展示了一个科学发现。他用一根长220 英尺（约 67 米）的钢丝将一个 62 磅（约 28 千克）重的铁球，悬挂在大教堂的屋顶棚下面。铁球下端装有一只铁笔，铁笔记录铁球摆动时所画出的轨迹。观众发现钟摆在摆动中画出的轨迹会逐渐偏移，并发现轨迹在发生着旋转，因此惊讶不已。

傅科的演示说明房屋的缓慢移动，是因为地球围绕着地轴在自转，并推断在南极时，轨迹是逆时针旋转，转动一周的周期是 24 小时。此实验简单明确地证明了地球在自转。

卢瑟福发现原子核的实验：1911 年，卢瑟福（Ernest Rutherford，1871—1937）在曼彻斯特大学的放射能实验室工作。当时人们对原子结构的猜想，就像是一个“葡萄干布丁”，即大量正电荷聚集成的软物质，中间包裹着电子微粒。

但他们发现向金箔发射带正电的 α 粒子时，只有很少量被弹回，这使他们大感意外。卢瑟福经过深思和计算，提出了一个原子结构的新猜想。即原子的绝大部分物质，集中在中心的小核即原子核上，电子在原子核周围做环绕运动，这是一个以实验为基础的全新的原子模型。

伽利略的加速度测定实验：伽利略实验室做了一个 6 米长、3 米宽、光滑笔直的木槽，再把木槽倾斜固定，让铜球从木槽顶端沿斜面滑下，并用水钟测量铜球每次下滑的时间，以测量铜球的滑落速度。

按照亚里士多德的预言，滚动球的速度是均匀不变的，铜球滚动 2 倍的时间会走出 2 倍的路程。而伽利略的实验却证明铜球滚动的路程和时间的平方成正比，铜球滚动在 2 倍时间内会走过 4 倍的距离，由此证明了存在恒定的重力加速度。

埃拉托色尼测量地球圆周长：在公元234年，古希腊数学家埃拉托斯特尼担任亚历山大里亚图书馆的馆长，由此接触到大量的地理资料和地图。夏至这一天正午，在埃及最南端的阿斯旺小镇，埃拉托斯特尼观察到，太阳是升到天顶的，阳光可一直照射到井底。第二年同一天的中午，埃拉托斯特尼在亚历山大市测量出阳光与当地法线的交角，即 θ 角。

卡文迪什的扭矩实验：牛顿的伟大贡献之一是他阐明了万有引力定律，但是万有引力到底有多大，却是 18世纪另一位英国科学家亨利·卡文迪什测定的。他将两边系有小金球的 6 英尺（约 1.8米）木棒，

用金属线悬吊起来，就像一个悬空的哑铃，再将 350 磅（约 159 千克）重的铅球分别放在哑铃的近端，以产生足够的引力使哑铃转动，并使金属线发生扭转，然后测量金属线所受到的微小扭矩。实验惊人准确地测出了万有引力恒量的参数。

托马斯·杨的光干涉实验：1830 年英国医生、物理学家托马斯·杨，采用双缝装置，把一束单色光先分离为两束，分别通过窄缝并形成干涉。由于两者在不同屏幕位置产生了相位差，再合并照射到屏幕上，生成了明暗条纹。证明光也可以像水波一样相互干涉，从而证明了光线有波一样的性质。

牛顿的棱镜色散实验：牛顿 1665 年毕业于剑桥大学三一学院，当时大家都信奉亚里士多德的说法，即太阳光是一种纯色的白光。但彩色是如何出现的呢？人们无法解释雨后的彩虹的色彩。

牛顿把一面三棱镜放在一束阳光下，当阳光穿过这种均匀的透明介质后，由不同波长组成的阳光发生了不同角度的折射，出现了红、橙、黄、绿、青、蓝、紫的基础色带。这是因为同一种介质对不同色光的折射率不同。他又用 7 种颜色组成的圆盘高速旋转，合成了白色的光，使人们对阳光有了较深入的认识。

罗伯特·米利肯的油滴实验：虽然早在 1897 年，英国物理学家 J.J. 汤姆逊已经证明阴极射线是由带负电的粒子（即电子）组成，但电子电量的定量测量却是由美国科学家罗伯特·米利肯在 1909 年完成的。米利肯用一个香水瓶喷头，向另一个透明的小盒子里喷油滴。

小盒子的顶部和底部分别连接一个电池的电极，当小油滴通过两个电极板时，会捕获一些静电。油滴下落部速度可以通过改变两个电极板之间的电压来控制。米利肯不断改变电压，仔细观察每一颗油滴的运动，发现油滴带电量是不连续的，它们都是一个最小数值的整数倍，这个最小值是某一常数，即单个电子的带电量。

伽利略的自由落体实验：1590年，伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同时落地”的实验，得出了重量不同的两个铁球同时下落的结论，从此推翻了亚里士多德“物体下落速度和重量成比例”的学说，纠正了这个持续了1900多年之久的错误结论。关于自由落体实验，伽利略做了大量的实验，他站在斜塔上面让不同材料构成的物体从塔顶上落下来，

并测定下落时间有多少差别。结果发现，各种物体都是同时落地，而不分先后。也就是说，下落运动与物体的具体特征并无关系。无论木制球或铁制球，如果同时从塔上开始下落，它们将同时到达地面。伽利略通过反复的实验，认为如果不计空气阻力，轻重物体的自由下落速度是相同的，即重力加速度的大小都是相同的。

托马斯·杨继“双缝实验”后的实验：20 世纪初，普朗克和爱因斯坦指出光的波粒二重性，从一些实验中可见光波的干涉现象；而从另一些实验中，如解释光电效应时，光又是由离散的粒子构成的。托马斯·杨设想能通过实验直接地观察到这一现象。

他设想使被分成两股的粒子流，通过双缝实验装置，看看是否会发生相互干涉，出现明暗条纹，同时也呈现出光的特性。这种用简单方法验证光的波粒二重性的实验有深奥的原理，但实际上这个实验有较大的难度，直到 1961 年才从设想变成现实。

温度传感器原理有什么

1、热电偶传感器工作原理

当有两种不同的导体和半导体A和B组成一个回路，其两端相互连接时，只要两结点处的温度不同，一端温度为T，称为工作端或热端，另一端温度为TO，称为自由端或冷端，则回路中就有电流产生，即回路中存在的电动势称为热电动势。这种由于温度不同而产生电动势的现象称为塞贝克效应。与塞贝克有关的效应有两个：其一，当有电流流过两个不同导体的连接处时，此处便吸收或放出热量（取决于电流的方向），称为珀尔帖效应；其二，当有电流流过存在温度梯度的导体时，导体吸收或放出热量（取决于电流相对于温度梯度的方向），称为汤姆逊效应。两种不同导体或半导体的组合称为热电偶。

2、电阻传感器工作原理

导体的电阻值随温度变化而改变，通过测量其阻值推算出被测物体的温度，利用此原理构成的传感器就是电阻温度传感器，这种传感器主要用于-200—500℃温度范围内的温度测量。纯金属是热电阻的主要制造材料，热电阻的材料应具有以下特性：

（1）、电阻温度系数要大而且稳定，电阻值与温度之间应具有良好的线性关系。

（2）、电阻率高，热容量小，反应速度快。

（3）、材料的复现性和工艺性好，价格低。

（4）、在测温范围内化学物理特性稳定。

目前，在工业中应用最广的铂和铜，并已制作成标准测温热电阻。

3、红外温度传感器

在自然界中，当物体的温度高于绝对零度时，由于它内部热运动的存在，就会不断地向四周辐射电磁波，其中就包含了波段位于0.75～100μm的红外线，红外温度传感器就是利用这一原理制作而成的。

4、数字式温度传感器

它采用硅工艺生产的数字式温度传感器，其采用PTAT结构，这种半导体结构具有精确的，与温度相关的良好输出特性。PTAT的输出通过占空比比较器调制成数字信号，占空比与温度的关系如下式：DC=0.32 0.0047*t，t为摄氏度。输出数字信号故与微处理器MCU兼容，通过处理器的高频采样可算出输出电压方波信号的占空比，即可得到温度。该款温度传感器因其特殊工艺，分辨率优于0.005K。

5、逻辑输出型温度传感器

设定一个温度范围，一旦温度超出所规定的范围，则发出报警信号，启动或关闭风扇、空调、加热器或其它控制设备，此时可选用逻辑输出式温度传感器。LM56、MAX6501-MAX6504、MAX6509/6510是其典型代表。

6、模拟温度传感器

常见的模拟温度传感器有LM3911、LM335、LM45、AD22103电压输出型、AD590电流输出型。

AD590是美国模拟器件公司的电流输出型温度传感器，供电电压范围为3~30V，输出电流223μA（-50℃）~423μA（ 150℃），灵敏度为1μA/℃。当在电路中串接采样电阻R时，R两端的电压可作为输出电压。注意R的阻值不能取得太大，以保证AD590两端电压不低于3V。AD590输出电流信号传输距离可达到1km以上。作为一种高阻电流源，最高可达20MΩ，所以它不必考虑选择开关或CMOS多路转换器所引入的附加电阻造成的误差。适用于多点温度测量和远距离温度测量的控制。格森富沃有大量不同的相关技术资料可以查阅。

无线温度传感器

电子温度计的工作原理

　　热电温度计以热电偶作为测温元件测得与温度相应的热电动势由仪表显示出温度值。它广泛用来测量-200℃~ 1300℃范围内的温度，特殊情况下，可测至2800℃的高温或4K的低温。它具有结构简单、价格便宜、准确度高、测温范围广等特点。由于热电偶将温度转化成电量进行检测，使温度的测量、控制以及对温度信号的放大、变换都很方便，适用于远距离测量和自动控制。在接触式测温法中，热电温度计的应用最普遍。
　　(1) 热电偶测温原理
　　热电偶的测温原理基于热电效应。
　　将两种不同材料的导体A和B串接成一个闭合回路，当两个接点电1 和2的温度不同时，如果T＞T0 ，在回路中就会产生热电动势，并在回路中有一定大小的电流，此种现象称为热电效应。该电动势就是著名的“塞贝克温差电动势”，简称“热电动势”，记为EAB，导体A，B称为热电极。接点1通常是焊接在一起的，测量时将它置于测温场所感受被测温度，故称为测量端(或工作端热端）。接点2要求温度恒定，称为参考端（或冷端）。由两种导体的组合并将温度转化为热电动势的传感器叫做热电偶。
　　热电动势是由两种导体的接触电势（珀尔贴电势）和单一导体的温差电势（汤姆逊电势）所组成。热电动势的大小与两种导体材料的性质及接点温度有关。
　　导体内部的电子密度是不同的，当两种电子密度不同的导体A与B接触时，接触面上就会发生电子扩散，电子从电子密度高的导体流向密度低的导体。电子扩散的速率与两导体的电子密度有关并和接触区的温度成正比。设导体A和B的自由电子密度为NA和NB，且NA＞NB，电子扩散的结果使导体A失去电子而带正电，导体B则获得电子而带负电，在接触面形成电场。这个电场阻碍了电子的扩散，达到动平衡时，在接触区形成一个稳定的电位差，即接触电势，其大小为
　　(8.2-2)
　　式中k——玻耳兹曼常数，k=1.38×10-23J/K；
　　e——电子电荷量，e＝1.6×10-19 C；
　　T——接触处的温度，K；
　　NA，NB——分别为导体A和B的自由电子密度。
　　因导体两端温度不同而产生的电动势称为温差电势。由于温度梯度的存在，改变了电子的能量分布，高温端（T）电子将向低温端（T0）扩散，致使高温端因失去电子带正电，低温端因获电子而带负电。因而在同一导体两端也产生电位差，并阻止电子从高温端向低温端扩散，于是电子扩散形成动平衡，此时所建立的电位差称为温差电势即汤姆逊电势，它与温度的关系为
　　(8.2-3)
　　式中σ为汤姆逊系数，表示温差1℃所产生的电动势值，其大小与材料性质及两端的温度有关。
　　导体A和B组成的热电偶闭合电路在两个接点处有两个接触电势eAB(T)与eAB(T0)，又因为T＞T0，在导体A和B中还各有一个温差电势。所以闭合回路总热电动势EAB(T,T0)应为接触电动势和温差电势的代数和，即：
　　(8.2-4)
　　对于已选定的热电偶，当参考温度恒定时，总热电动势就变成测量端温度T的单值函数，即EAB(T,T0)=f(T)。这就是热电偶测量温度的基本原理。

求半导体制冷的工作原理

半导体制冷片制冷原理
原理图
半导体制冷片（TE）也叫热电制冷片，是一种热泵，它的优点是没有滑动部件，应用在一些空间受到限制，可靠性要求高，无制冷剂污染的场合。
半导体制冷片的工作运转是用直流电流，它既可制冷又可加热，通过改变直流电流的极性来决定在同一制冷片上实现制冷或加热，这个效果的产生就是通过热电的原理，上图就是一个单片的制冷片，它由两片陶瓷片组成，其中间有N型和P型的半导体材料（碲化铋），这个半导体元件在电路上是用串联形式连接组成. 半导体制冷片的工作原理是：当一块N型半导体材料和一块P型半导体材料连结成电偶对时，在这个电路中接通直流电流后，就能产生能量的转移，电流由N型元件流向P型元件的接头吸收热量，成为冷端由P型元件流向N型元件的接头释放热量，成为热端。吸热和放热的大小是通过电流的大小以及半导体材料N、P的元件对数来决定。制冷片内部是由上百对电偶联成的热电堆（如右图），以达到增强制冷（制热）的效果。以下三点是热电制冷的温差电效应。
1、塞贝克效应（SEEBECK EFFECT）
一八二二年德国人塞贝克发现当两种不同的导体相连接时，如两个连接点保持不同的温差，则在导体中产生一个温差电动势： ES=S.△T
式中：ES为温差电动势
S（?）为温差电动势率（塞贝克系数）
△T为接点之间的温差
2、珀尔帖效应（PELTIER EFFECT）
一八三四年法国人珀尔帖发现了与塞贝克效应的效应，即当电流流经两个不同导体形成的接点时，接点处会产生放热和吸热现象，放热或吸热大小由电流的大小来决定。
Qл=л.I л=aTc
式中：Qπ 为放热或吸热功率
π为比例系数，称为珀尔帖系数
I为工作电流
a为温差电动势率
Tc为冷接点温度
3、汤姆逊效应（THOMSON EFFECT）
当电流流经存在温度梯度的导体时，除了由导体电阻产生的焦耳热之外，导体还要放出或吸收热量，在温差为△T的导体两点之间，其放热量或吸热量为：
Qτ=τ.I.△T
Qτ为放热或吸热功率
τ为汤姆逊系数
I为工作电流
△T为温度梯度
以上的理论直到本世纪五十年代，苏联科学院半导体研究所约飞院士对半导体进行了大量研究，于一九五四年发表了研究成果，表明碲化铋化合物固溶体有良好的制冷效果，这是最早的也是最重要的热电半导体材料，至今还是温差制冷中半导体材料的一种主要成份。