電磁波-相對論簡介

電磁波相對論簡介基礎(chǔ)梳理一、電磁場和電磁波1．麥克斯韋電磁場理論(1)理論內(nèi)容：①變化的磁場產(chǎn)生電場；②變化的電場產(chǎn)生磁場．(2)電磁場：變化的磁場產(chǎn)生電場，變化的電場產(chǎn)生磁場，變化的電場和變化的磁場總是相互聯(lián)系的，形成一個不可分離的統(tǒng)一體，這就是電磁場．(2)電磁波的產(chǎn)生：__________由近及遠(yuǎn)地向周圍傳播形成電磁波．電磁場(3)特點：①電磁波傳播不需要______,在真空傳播的速度最大．c＝3×108

m/s.②電磁波是__________．③電磁波能產(chǎn)生干涉、衍射、反射和折射等現(xiàn)象．介質(zhì)橫波(4)電磁波的發(fā)射①發(fā)射條件：足夠高的_________和____________．②調(diào)制分類：調(diào)幅和調(diào)頻．頻率開放電路(5)電磁波的接收①調(diào)諧：使接收電路產(chǎn)生__________的過程．②解調(diào)：使聲音或圖象信號從_____________中還原出來的過程．電諧振高頻電流3．電磁波譜電磁波譜特性應(yīng)用真空中波長/m頻率/Hz遞變規(guī)律無線電波波動性強，易發(fā)生衍射無線電技術(shù)＞10－3＜3×1011電磁波譜特性應(yīng)用真空中波長/m頻率/Hz遞變規(guī)律紅外線熱效應(yīng)紅外線遙感10－3～10－71011～1015可見光引起視覺照明、攝影10－71015電磁波譜特性應(yīng)用真空中波長/m頻率/Hz遞變規(guī)律紫外線化學(xué)效應(yīng)、熒光效應(yīng)、能殺菌醫(yī)用消毒、防偽10－7～10－91015～1017X射線貫穿性強檢查、醫(yī)用透視10－8～10－111016～1019電磁波譜特性應(yīng)用真空中波長/m頻率/Hz遞變規(guī)律γ射線貫穿本領(lǐng)最強工業(yè)探傷、醫(yī)用治療＜10－11＞1019二、狹義相對論簡介1．狹義相對論的兩個基本假設(shè)(1)在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的．(2)在不同的慣性參考系中，真空中的光速都是相同的．mc2要點透析直擊高考一、麥克斯韋電磁場理論1.變化的磁場產(chǎn)生感生電場變化的磁場產(chǎn)生電場包含三點內(nèi)容：(1)均勻變化的磁場產(chǎn)生恒定電場(2)非均勻變化的磁場產(chǎn)生變化的電場(3)振蕩的磁場產(chǎn)生同頻率振蕩的電場．特別提醒：(1)感生電場與靜電場不同,它的電場線是閉合的,而也叫渦旋電場,它的存在與空間有無導(dǎo)體或者有無閉合電路無關(guān).(2)變化的磁場所產(chǎn)生的感生電場的方向可以利用楞次定律來判定.2．變化的電場產(chǎn)生磁場變化的電場產(chǎn)生磁場包含三點內(nèi)容：(1)均勻變化的電場產(chǎn)生恒定磁場(2)非均勻變化的電場產(chǎn)生變化的磁場(3)振蕩的電場產(chǎn)生同頻率振蕩的磁場．即時應(yīng)用1．某電路中電場隨時間變化的圖象如圖3－1所示，能發(fā)射電磁波的電場是(

)圖3－1解析：選D.由麥克斯韋電磁場理論知道,變化的電場可產(chǎn)生磁場，產(chǎn)生的磁場的性質(zhì)是由電場的變化情況決定的．均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，非均勻變化的電場產(chǎn)生變化的磁場，振蕩的電場產(chǎn)生同頻率振蕩的磁場，圖A中電場不隨時間變化，不會產(chǎn)生磁場．圖B和圖C中電場都隨時間均勻變化，在周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，這個磁場不能再激發(fā)電場，所以不能激起電磁波．圖D中電場隨時間不均勻地變化，能在周圍空間產(chǎn)生變化的磁場，而此磁場的變化也是不均勻的，又能產(chǎn)生變化的電場，從而交織成一個不可分割的統(tǒng)一體，即形成電磁場，才能發(fā)射電磁波．所以D正確．二、電磁波與機械波的區(qū)別機械波電磁波對象研究力學(xué)現(xiàn)象研究電磁現(xiàn)象周期性變化的物理量位移隨時間和空間周期性變化電場E和磁感應(yīng)強度B隨時間和空間周期性變化機械波電磁波傳播傳播需要介質(zhì)，波速與介質(zhì)有關(guān)，與頻率無關(guān)，分橫波和縱波兩種傳播無需介質(zhì)，在真空中波速總是c，在介質(zhì)中傳播時，波速與介質(zhì)及頻率都有關(guān)系，是橫波產(chǎn)生由質(zhì)點(波源)的振動產(chǎn)生由周期性變化的電場、磁場產(chǎn)生能量傳播機械能電磁能即時應(yīng)用2．(2012·山東濰坊模擬)有關(guān)電磁波和聲波，下列說法錯誤的是(

)A．電磁波的傳播不需要介質(zhì)，聲波的傳播需要介質(zhì)B．由空氣進(jìn)入水中傳播時，電磁波的傳播速度變小，聲波的傳播速度變大C．電磁波是橫波，聲波也是橫波D．由空氣進(jìn)入水中傳播時，電磁波的波長變短，聲波的波長變長解析：選C.電磁波本身就是一種物質(zhì)，它的傳播不需要介質(zhì)，而聲波的傳播需要介質(zhì)，選項A的說法正確；電磁波由空氣進(jìn)入水中時，傳播速度變小，但聲波在水中的傳播速度比其在空氣中大，選項B的說法正確；電磁波的傳播方向與E、B兩個振動矢量的方向都垂直，是橫波，而聲波是縱波，選項C說法錯誤；電磁波由空氣進(jìn)入水中傳播時，波速變小，波長變小，而聲波由空氣進(jìn)入水中傳播時，波速變大，波長變大，選項D的說法正確，故答案為C.題型探究講練互動題型1電磁波的產(chǎn)生和傳播例1(2010·高考天津卷)下列關(guān)于電磁波的說法正確的是(

)A．均勻變化的磁場能夠在空間產(chǎn)生電場B．電磁波在真空和介質(zhì)中傳播速度相同C．只要有電場和磁場，就能產(chǎn)生電磁波D．電磁波在同種介質(zhì)中只能沿直線傳播【解析】根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論，變化的電場產(chǎn)生磁場，變化的磁場產(chǎn)生電場，交替變化的電磁場在空間產(chǎn)生電磁波，所以選項A正確，C錯誤．電磁波在真空和介質(zhì)中傳播速度不同，故選項B錯誤．電磁波在同種非均勻介質(zhì)中不沿直線傳播，D選項錯誤．【答案】

A【思維提升】電磁波具有橫波的一切特性，如干涉、衍射、偏振等．題型2電磁波的特性和波速公式例2解答下列關(guān)于電磁波的問題：(1)下列說法正確的是(

)A．電磁波傳播不需要介質(zhì)，機械波傳播需要介質(zhì)B．電磁波在任何介質(zhì)中的傳播速率都相同，機械波在同一介質(zhì)中的傳播速率相同C．電磁波與機械波都不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象D．電磁波與機械波都能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象(2)某居住地A位于某山脈的一邊,山脈的另一邊P處建有一無線電波發(fā)射站,如圖3－2所示．該發(fā)射站可發(fā)送頻率為400kHz的中波和頻率為400MHz的微波，已知無線電波在空氣中的傳播速度都為3×108m/s，求：①該中波和微波的波長各是多少；②發(fā)射站發(fā)出的電磁波是經(jīng)過干涉還是衍射后到達(dá)居住地A處的？哪種波到達(dá)A處的效果好些？圖3－2②電磁波繞過山脈到達(dá)A處，是光的衍射現(xiàn)象．由于中波波長長，衍射現(xiàn)象更明顯，效果更好．【答案】

(1)AD

(2)見解析題型3狹義相對論的簡單應(yīng)用例3(1)一列火車以速度v勻速行駛，車頭、車尾各有一盞燈，某時刻路基上的人看見兩燈同時亮了，那么車廂中的人看見的情況是什么呢？(2)一張宣傳畫是邊長為5m的正方形,一高速列車以2×108m/s速度接近此宣傳畫,在司機看來，這張宣傳畫是什么樣子？(3)遠(yuǎn)方的一顆星以0.8c的速度離開地球，在地球上測得它輻射出來的閃光按5晝夜的