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1、走向高考 物理,路漫漫其修远兮 吾将上下而求索,人教版 高考总复习,机械振动与机械波 光 电磁波与相对论,第十二章,第4讲 电磁波与相对论,第十二章,1掌握麦克斯韦电磁场理论，知道电磁波是横波。 2了解电磁波的产生、传播、发射和接收，熟记电磁波谱。 3了解狭义相对论的基本假设和几个重要结论。,1变化的磁场产生电场。 2变化的电场产生磁场。 3电磁场：变化的电场和磁场总是互相联系的，形成一个不可分离的统一的场，这就是_。,麦克斯韦电磁场理论,电磁场,电磁波,1产生：变化的电场和_磁场总是交替产生，由发生区域向周围空间传播开去，就形成_。 2特点 (1)电磁波的传播不需要_，但可以在介质中传播。
2、(2)如下图所示，在电磁波中每处的电场强度和磁感应强度的方向总是垂直的，并且都跟电磁波的传播方向垂直，所以电磁波是_。,变化的,电磁波,介质,横波,(3)电磁波的波速等于光速，实际上，光就是特定频率范围内的电磁波。,无线电波的发射和接收,1基本概念：无线电技术中使用的电磁波叫做无线电波。无线电波的波长从_。根据波长(或频率)，通常将无线电波分成几个波段，每个波段的无线电波分别有不同的用途。,几毫米到几十千米,2无线电波的发射 无线电波的发射必须采用开放电路，如图甲所示，开放电路由振荡器、_、天线、_等几部分组成。 在发射用于通信等无线电波时，必须让电磁波随各种信号而改变，这一过程叫调制。使高频
3、振荡的振幅随信号而改变叫做调幅，使高频振荡的频率随信号而改变叫做调频。,互感线圈,地线,3无线电波的接收 无线电波的接收必须采用调谐电路，如图乙所示，调谐电路由可变电容器、_、天线、地线等几部分组成。 当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时，接收电路产生的振荡电流最强，这种现象叫电谐振。使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐。另外，要还原为原始的信号，还必须有检波等解调过程。,电感线圈,1电磁波按波长由大到小的顺序为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线。 2不同电磁波产生机理不同：无线电波由振荡电路中自由电子的周期性运动产生；可见光由原子的外层电子受激后产生；X射线由原子的内
4、层电子受激后产生；射线是原子核受到激发后产生的。 3不同电磁波的特性不同：无线电波易发生干涉和衍射。红外线有显著热作用；可见光可引起视觉反应；紫外线有显著的化学作用；X射线的穿透能力很强；射线的穿透能力更强。,电磁波谱,4各种电磁波的产生机理及性质,1时间的相对性 (1)同时的相对性：在一个惯性参考系中“同时”发生的两个事件，在另一个惯性参考系中可能是不同时的，即同时是相对的。 (2)时间间隔的相对性：当从地面观察以速度v前进的火车时，车上的时间进程变慢了，不仅时间变慢了，物理、化学过程和生命的过程都变慢了，这称为时间膨胀。 关系式为：_,相对论,2空间的相对性 长度的相对性：相对地面以速度v
5、运动的物体，从地面上看，沿着运动方向上的长度变短了，速度越大，变短的越多。 关系式为：_,(5)使电磁波随各种信号而改变的技术叫作调制。( ) (6)接收电路产生电谐振的过程叫作调幅。 ( ) (7)解调是调制的逆过程。( ) 答案：(1) (2) (3) 电磁波可以脱离“波源”而独立存在。 (4) (5) (6) 接收电路产生电谐振的过程叫做调谐。 (7),答案：D 解析：根据麦克斯韦的电磁场理论，只有变化的电场才能产生磁场，均匀变化的电场产生恒定的磁场，非均匀变化的电场产生变化的磁场。分析可知，D正确。,答案：B 解析：要产生电磁波，必须要有变化的磁场与变化的电场，即电磁场，电磁场在介质中
6、传播产生电磁波，A错误。通过电磁波可以实现各种通信，B正确。“B超”是利用了超声波的反射原理，C错误。车站、机场安全检查时“透视”行李箱的安检装置是利用X射线实现成像的，D错误。,答案：BCD 解析：要有效发射电磁波必须采取高频开放电路，故A错B正确；根据电谐振原理，C正确；接收电磁波中携带的信号，必须要检波，D对。,1电磁波与机械波的区别,电磁波,(2)目前雷达发射的电磁波频率多在200MHz至1000MHz的范围内。请回答下列关于雷达和电磁波的有关问题。 雷达发射电磁波的波长范围是多少？ 能否根据雷达发出的电磁波确定雷达和目标间的距离？ 解析：(1)如果电场(或磁场)是均匀变化的，产生的磁
7、场(或电场)是恒定的，不能产生新的电场(磁场)，因而不能产生电磁波，A正确，C错误；电磁波的传播速度跟介质有关，频率由波源决定，同一频率的电磁波在不同介质中波长不等，由vf知不同介质中波的传播速度不同，B错误；电磁波在同种均匀介质中才能沿直线传播，D错误。,名师归纳：电(磁)场的产生 变化的电场周围可以产生磁场，但此磁场可能稳定也可能变化，如果电场是均匀变化的，所产生的磁场将稳定不变(此磁场不会再产生电场)，所以我们可以说“变化的电场产生磁场”，但不能说“变化的电场产生变化的磁场”。,答案：C,解析：电磁波在真空和介质中都可以传播，A错；均匀变化的电场不会产生电磁波，B错；做变速运动的电荷，形
8、成变化的磁场，如果电荷的运动满足一定的条件，则变化的磁场可以产生变化的电场，从而产生电磁波，C正确；麦克斯韦只是预言了电磁波的存在，赫兹第一次用实验证明了电磁波的存在，D错。,1红外线辐射的应用 所谓热辐射，主要就是指红外线辐射。红外线在生产和军事上有着重要应用。例如用红外线烘干油漆，干得快、质量好；由于坦克、舰艇、人体等一切物体都在不停地发射红外线，并且不同的物体所辐射的红外线，其波长和强度不同，故在夜间或浓雾天气可通过红外线探测器来接收信号，并用电子仪器对接收到的信号进行处理，或用对红外线敏感的照相底片进行远距离摄影和高空摄影，就可察知物体的形状和特征。,电磁波谱,这种技术称为红外线遥感。
9、利用遥感技术可在飞机或卫星上勘测地形、地貌，监测森林火情和环境污染，预报台风、寒潮，寻找水源或地热等。此外，根据物质对红外线的吸收情况，可以研究物质的分子结构。 2可见光 在电磁波谱中，可见光只占很小的波段，即波长范围在400760nm之间，这些电磁波能使人眼产生视觉。人眼所看见的不同颜色的光，实际上是不同波长的电磁波，白光则是各种颜色(红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫)的可见光的混合。波长最长的可见光是红光(630760nm)，波长最短的光是紫光(400430nm)。,3紫外线 在医疗上有其应用；许多昆虫对紫外线特别敏感，可用紫外灯来诱捕害虫；紫外线还会引起强烈的化学作用，使照相底片感光。另一方面
10、，波长为290320nm的紫外线，对生命有害。臭氧对太阳辐射的紫外线的吸收能力极强，有95%以上可被它吸收。臭氧层在地球上方1050km之间，它是地球生物的保护伞。 (1)紫外线具有化学作用，可利用紫外线杀菌消毒。 (2)紫外线有显著的生理作用，能促进人体对钙的吸收，改善人的身体健康。 (3)紫外线具有荧光作用，可以用来设计防伪措施。,4伦琴射线 X射线又称伦琴射线(欲称X光)，是波长比紫外线更短的电磁波。它一般是由伦琴射线管产生的，也可由高速电子流轰击金属靶产生，它是由原子中的内层电子发射的。X射线具有很强的穿透能力，能使照相底片感光、使荧光屏发光。这种性质，在医疗上广泛用于透视和病理检查；
11、工业上可作为工业探伤等无损检测的必要手段。由于X射线的波长与晶体中原子间距的线度相当，也常被用来分析晶体结构。,5射线 射线是一种比X射线波长更短的电磁波。它的波长在0.3nm以下。它来自宇宙射线或是由某些放射性元素在衰变过程中放射出来的。射线的能量极高，穿透能力比X射线更强，也可用于金属探伤等。通过对射线的研究，还可帮助了解原子核的结构。此外，原子武器爆炸时，有大量射线放出。,(3)理疗医用“神灯”照射伤口，可使伤口愈合得较好。这里的“神灯”是利用_。 A光的全反射 B紫外线具有很强的荧光作用 C紫外线具有杀菌消毒作用 DX射线的很强的贯穿力 E红外线具有显著的热效应 F红外线波长较长，易发
12、生衍射,解析：(1)X光机是用来透视人的体内器官的，因此需要具有较强穿透力的电磁波，但又不能对人体造成太大的伤害，因此采用了穿透能力比较强又不会给人体造成太大的伤害的X射线，选择D。 (2)紫外线灯主要是用来杀菌的，因此它应用的是紫外线的杀菌作用而非荧光作用，因此选择C。 (3)“神灯”又称红外线灯，主要是用于促进局部血液循环，它利用的是红外线的热效应，使人体局部受热，血液循环加快因此选择E。 答案：(1)D (2)C (3)E,答案：B,解析：任何物体都在向外辐射红外线，温度越高辐射越强，导弹发射、汽车行驶时发动机温度很高，会辐射出强烈的红外线。车队离开后，空气中的热还没有马上散发掉，遥感照
13、相机还能探测到车队刚刚走过的轨迹。,1对“同时”的相对性的理解 (1)经典的时空观：在同一个惯性系中不同地点同时发生的两个事件，在另一个惯性系中观察也是同时的。 (2)相对论的时空观：“同时”具有相对性，即在同一个惯性系中不同地点同时发生的两个事件，在另一个惯性系中观察就不一定是同时发生的。,对狭义相对论的理解,(2)参考系O相对于参考系O以速度v向右运动，人看到的光速应是多少？ (3)参考系O相对于参考系O以速度v向左运动，人看到的光速又是多少？ 解析：根据狭义相对论的一个基本假设：光速不变原理，可知光速是不变的，都应是c。 答案：(1)c (2)c (3)c,答案：D 解析：根据光速不变原理可知：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，故D正确。,
