《金版教程2014年高考物理金版课件13.3电磁波、相对论简介（45PPT）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《金版教程2014年高考物理金版课件13.3电磁波、相对论简介（45PPT）（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三单元 电磁波 相对论简介 核心考点导学 师说： 本节内容主要包括电磁波的发射和接收 、 电磁波的形成和传播 、 爱因斯坦质能方程和质速关系等 、 高考对本节内容的考查几率较小 ， 考查的难度较小 ， 考查的题型主要有选择和填空 多数情况下高考将本节内容作为大题中的一小问的形式进行考查 . 1 麦克斯韦电磁场理论 (2)电磁场：变化的磁场产生电场 ， 变化的电场产生磁场 ，变化的电场和变化的磁场总是相互联系的 ， 形成一个不可分离的统一体 ， 这就是电磁场 2 电磁波 (1)产生：变化的电场和变化的磁场总是交替产生 ， 由发生区域向周围空间传播开去 ， 就形成电磁波 (2)特点： 电磁波是
2、， 电场强度 的方向都与传播方向 电磁波传播时不需要任何介质 ， 在真空中传播的速度最大 ， c m/s. 电磁波本身是一种物质 ， 它具有能量 具有波的特征 ， 能产生反射 、 折射 、 衍射 、 干涉等现象 横波 垂直 3 108 (3)电磁波的发射 发射条件：足够高的振荡频率和 电路 调制分类： 和 (4)电磁波的接收 调谐：使接收电路产生 的过程 解调：使声音或图象信号从 中还原出来的过程 开放 调幅 调频 电谐振 高频电流 3 电磁振荡 (1)振荡电流：大小和方向都做 迅速变化的电流 ， 它是一种频率很高的交变电流 (2)振荡电路：能够产生振荡电流的电路 最简单的振荡电路就是 和 组
3、成的电路 ， 简称 (3)电磁振荡：在振荡电路产生振荡电流的过程中 ， 电容器极板上的电荷量 q、 电路中的电流 i、 电容器里的电场强度 E、磁感应强度 B， 都在周期性地变化着 ， 这种现象叫电磁振荡 周期性 线圈 电容器 ( 4) 周期和频率：电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间叫做周期，一秒钟内完成的周期性变化的次数叫做频率 ( 5) 公式： T ， f . ( 6) 路中的电流图象和电荷图象总是互为余函数 路中的电流图象和电荷图象如下图所示 2 12 4 电磁波谱 电磁波谱 特性 应用 真空中波长 /m 频率 /变规律 无线电波 波动性强，易发生衍射 无线电技术 10 3 1019
4、1 电磁波的传播及波长 、 频率 、 波速 (1)电磁波的传播不需要介质 ， 可在真空中传播 ， 在真空中不同频率的电磁波传播速度是相同的 (都等于光速 ) (2)不同频率的电磁波 ， 在同一介质中传播 ， 其速度是不同的 ， 频率越高 ， 波速越小 ( 3) v f ， f 是电磁波的频率，即为发射电磁波的 荡电路的频率 f 12 变 L 或 C 即可改变 f ，从而改变电磁波的波长 . 2 电磁波与机械波的比较 名称 项目 电磁波 机械波 研究对象 电磁现象 力学现象 产生 由周期性变化的电场、磁场产生 由质点 (波源 )的振动产生 波的特点 横波 纵波或横波 波速 在真空中等于光速 (很
5、大 )(c 3 108 m/s) 在空气中不大 (如声波波速一般为 340 m/s) 介质需要 不需要介质 (在真空中仍可传播 ) 必须有介质 (真空中不能传播 ) 能量传播 电磁能 机械能 (1)波长不同的电磁波 ， 表现出不同的特性 其中波长较长的无线电波和红外线等 ， 易发生干涉 、 衍射现象；波长较短的紫外线 、 射线等 ， 穿透能力较强 (2)电磁波谱中 ， 相邻两波段的电磁波的波长并没有很明显的界线 ， 如紫外线和 射线都有重叠 (3)不同的电磁波 ， 产生的机理不同 ， 无线电波是振荡电路中自由电子的周期性运动产生的；红外线 、 可见光 、 紫外线是原子的外层电子受到激发后产生的
6、； 射线是原子核受到激发后产生的 (4)电磁波的能量随频率的增大而增大 1 2012成都模拟 (1)关于电磁波 ， 下列说法正确的是( ) A 雷达是用 B 电磁波是横波 C 电磁波必须在介质中传播 D 使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调 (2)某雷达工作时 ， 发射电磁波的波长 20 每秒脉冲数 n 5000， 每个脉冲持续时间 t s. 该电磁波的频率为多少 ？ 该雷达的最大侦察距离是多少 ？ 解析： (1)由雷达的工作原理知 ， 雷达是用微波来测定物体位置的设备 ， 磁波在传播过程中电场强度和磁感应强度总是相互垂直 ， 且与波的传播方向垂直 ， 故电磁波是横波 ，磁波可以不依赖介质而
7、传播 ， 电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制 ， 答案： (1)B (2) 109 30 2) 根据 c f 可得 f 10820 10 2 109 电磁波在雷达发射相邻两个脉冲间隔时间内传播的距离 s c t c (1n t ) 3 108 (15000 106)m 6 104m ， 所以雷达的最大侦察距离 s 3 104m 30 1 狭义相对论的基本假设 (1)狭义相对论原理：在不同的惯性参考系中 ， 一切物理规律都是相同的 (2)光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的 2 时间和空间的相对性 ( 1) 时间间隔的相对性： t 1 . ( 2) 长度的相对性： l l
8、0 1 . 3 相对论的速度变换公式 u u u 4 相对论质量 m . 5 质能方程 E 相对论问题的分析 1 在不同的惯性参考系中 ， 一切物理规律都是相同的 ，即对于一切物理现象的描述来说 ， 所有的惯性系都是等效的 2 真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的 ， 与光源的运动和观察者的运动无关 2 下列说法正确的是 ( ) A 光速不变原理是狭义相对论的两个基本假设之一 B 由相对论知： m m 01 ，则物体的速度可以达到光速，此时其质量为无穷大 C 在地面附近有一高速飞过的火箭 ， 地面上的人观察到火箭变短了 ， 火箭上的时间进程变慢了 D 根据广义相对论原理力学规律在不同参考
9、系中是不同的 思路点拨： 熟记并理解狭义和广义相对论的基本原理和重要结论是解决此类问题的关键 解析： 狭义相对论有两个基本假设：光速不变原理及狭义相对论原理 ， 狭义相对论的两个结论：运动的物体变短和运动的时钟变慢可知 ， 物体的运动速度达不到光速 ， 故 照广义相对论原理 ， 不同参考系中观察到的物理规律均是相同的 ， 答案： 向案例研究 例 1 2012浙江 为了测量储罐中不导电液体的高度 ， 将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器 电容器可通过开关 或电源相连 ， 如图所示 当开关从 由 构成的回路中产生周期 T 2的振荡电流 当罐中的液面上升时 ( ) A 电容器的电容减小 B.
10、 电容器的电容增大 C. D. (一 )解读审题视角 本题考查电容器与电磁振荡的综合问题 ， 液面上升时 ， 介电常数增大 ， 电容增大 ( 二 ) 名师分析解题 平行板电容器的电容 C 液面上升时，极板间不导电液 体的介电常数比原来的空气的介电常数要大，电容C 增大， A 项错， B 项正确； f 1T12 C 项正确， D 项错误 (三 )调用所学解题 (四 )一语道破天机 (1)变化的磁场在空间产生的电场 ， 与自由电荷激发的静电场不同 ， 它的电场线是闭合的 ， 它的存在与空间有无导体 、 有无闭合电路无关 (2)均匀变化的磁场产生稳定的电场 ， “ 均匀变化 ” 指的是在相等的时间内
11、磁感应强度的变化量相同 ， 即磁感应强度对时间的变化率恒定 (3)对确定的 其周期和频率不发生变化 (五 )同类跟踪训练 1 2010天津理综 下列关于电磁波的说法正确的是( ) A 均匀变化的磁场能够在空间产生电场 B 电磁波在真空和介质中传播速度相同 C 只要有电场和磁场 ， 就能产生电磁波 D 电磁波在同种介质中只能沿直线传播 解析 变化的磁场就能产生电场 ， 若只有电场和磁场而电场和磁场都稳定或电场 、 磁场仅均匀变化都不能产生电磁波 ， 光也是电磁波 ， 在真空和介质中传播的速度不同 ， 可判断 均匀 ” 介质 ， 若介质密度不均匀会发生折射 ， 故 答案 A 2 关于电磁波 ， 下
12、列说法正确的是 ( ) A 雷达是用 B 使用电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调 C 用红外线照射时 ， 大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光 D 变化的电场可以产生磁场 解析 雷达是用无线电波来测定物体位置的设备 ， 经过调制的高频振荡中 “ 检 ” 出调制信号的过程叫做解调 ， 用紫外线照射时 ， 钞票上用荧光物质印刷的文字发出可见光 ， 答案 D 3 2010上海单科 ， 7电磁波包含了 射线 、 红外线 、 紫外线 、 无线电波等 ， 按波长由长到短的排列顺序是 ( ) A 无线电波 、 红外线 、 紫外线 、 射线 B 红外线 、 无线电波 、 射线 、 紫外线 C 射线 、 红外线 、 紫外线 、 无线电波 D 紫外线 、 无线电波 、 射线 、 红外线 解析 在电磁波家族中 ， 按波长由长到短分别有无线电波 、 红外线 、 可见光 、 紫外线 、 射线等 ， 所以 答案 A 例 2 海南单科 设宇宙射线粒子的能量是其静止能量的 则粒子运动时的质量等于其静止质量的 粒子运动速度是光速的 _倍 (一 )解读审题视角
