《2019版高考物理一轮复习第十六章光与电磁波相对论简介第3讲电磁波学案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019版高考物理一轮复习第十六章光与电磁波相对论简介第3讲电磁波学案（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1第第3 3讲讲 电磁波电磁波板块一 主干梳理夯实基础【知识点1】 变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场电磁波的产生、发射、接收及其传播1.麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。2电磁场：变化的电场和变化的磁场总是相互联系成为一个完整的整体，这就是电磁场。3电磁波：电磁场(电磁能量)由近及远地向周围传播形成电磁波。(1)电磁波是横波，在空间传播不需要介质。(2)vf对电磁波同样适用。(3)电磁波能产生反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象。4发射电磁波的条件(1)要有足够高的振荡频率；(2)必须是开放电路，使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间。5调制：有调幅和调频两种
2、方法。6电磁波的传播(1)三种传播方式：天波、地波、空间波。(2)电磁波的波速：真空中电磁波的波速与光速相同，c3.0108 m/s。7电磁波的接收(1)当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相等时，接收电路中产生的振荡电流最强，这就是电谐振现象。(2)使接收电路产生电谐振的过程叫作调谐，能够调谐的接收电路叫作调谐电路。(3)从经过调制的高频振荡电流中还原出调制信号的过程叫作解调，解调是调制的逆过程，调幅波的解调也叫作检波。8电磁波的应用电视、雷达和移动电话。【知识点2】 电磁波谱 1定义按电磁波的波长从长到短排列顺序是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和射线，形成电磁波谱。2电磁波
3、谱的特性、应用2【知识点3】 狭义相对论的基本假设质速关系爱因斯坦质能方程 1.狭义相对论的两个基本假设(1)狭义相对性原理：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，光速与光源、观测者间的相对运动没有关系。2相对论的质速关系(1)物体的质量随物体速度的增加而增大，物体以速度v运动时的质量m与静止时的质量m0之间有如下关系：m。m01(vc)23(2)物体运动时的质量m总要大于静止时的质量m0。3爱因斯坦质能方程用m表示物体的质量，E表示它具有的能量，则爱因斯坦质能方程为：Emc2。该式表明，物体的能量与质量之间成简单的正比关
4、系。板块二 考点细研悟法培优考点1电磁场和电磁波深化理解1感应电场与静电场的区别变化的磁场产生的电场叫做感应电场，也叫涡旋场，它和静电场一样，处于感应电场中的电荷受力的作用，且FEq。感应电场与静电场的区别主要有以下几点：(1)静电场的电场线是非闭合曲线，而感应电场的电场线是闭合曲线。(2)静电场中有电势的概念，而感应电场中无电势概念。(3)在同一静电场中，电荷运动一周(曲线闭合)，电场力做功一定为零；而在感应电场中，电荷沿闭合曲线运动一周，电场力做功不一定为零。(4)静电场的“源”起于“电荷”，而感应电场的“源”起于变化的磁场。2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
5、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)三者关系vf，f是电磁波的频率，即为发射电磁波的LC振荡电路的频率f，改变L或C即可改12LC变f，从而改变电磁波的波长。3对电磁波谱的四点说明(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，易发生干涉、衍射现象；波长较短的X射线、射线，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X射线、X射线和射线都有重叠。(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
6、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；X射线是原子的内层电子受到激发后产生的；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。例1 (多选)关于电磁场和电磁波，正确的说法是( )A只有不均匀变化的磁场，才能在其周围空间产生电场B电磁波的频率等于激起电磁波的振荡电流的频率C电磁波的传播不需要介质D电磁波的传播速度一定是3108 m/s4(1)怎样才能产生电磁波？提示：只有周期性变化的电场激发出周期性变化的磁场，这个周期性变化的磁场又激发出周期性变化的电场，变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远向外传播形成电磁波。(2)电磁波的波速受哪些因
7、素的影响？提示：波长、频率，其中波长与介质有关。尝试解答 选BC。只有周期性变化的磁场，才能在其周围产生同周期的变化的电场，从而形成周期性变化的电磁波，B正确。只要是变化的磁场，在其周围就能产生电场，A错误。电磁波的传播不需要介质，C正确。电磁波的传播速度只有在真空中才是3108 m/s，而在其他介质中不是3108 m/s，D错误。下列关于电磁波的说法正确的是( )跟踪训练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答案 A解析 均匀变化的磁场能在空间产生恒定的电场，A正确。电磁波的传播速度取决于频率和
8、介质，B错误。必须有周期性变化的电场和磁场才能产生电磁波，C错误。电磁波在同种均匀介质中才能沿直线传播。考点2狭义相对论的简单应用解题技巧1速度变换公式uuv1uvc2若uvc时，uc，从而证明了光速是速度的极限，也反证了光速不变原理。其中u表示物体相对参考系的速度，v表示两参考系的相对速度。2相对论质量mm01(vc)2从上式可以看出，当物体(一般是粒子)的速度很大时，其运动时的质量明显大于静止时的质量。3质能方程Emc2含义：反映物体质量和能量之间的关系。由此会有两种能量表达：静止时的能量和运动时的能量；两能量之差就是物体的动能Ek，即EkEE0。4对“时间间隔的相对性”的理解：时间间隔的
9、相对性公式：t中是相对事件发生地静止1(vc)2的观察者测量同一地点的两个事件发生的时间间隔，而t则是相对于事件发生地以速度v运动的观察者测量同一地点的同样两个事件发生的时间间隔。也就是说：在相对运动的参考系中观测，事件变化过程的时间间隔变大了，这叫作狭义相对论中的时间膨胀。(动钟变慢)5对“长度的相对性”的理解：狭义相对论中的长度公式：ll0中，l0是相对于杆静止的观察者1(vc)25测出的杆的长度，而l可认为是杆沿杆的长度方向以速度v运动时，静止的观察者测量的长度，还可以认为是杆不动，而观察者沿杆的长度方向以速度v运动时测出的杆的长度。例2 (1)一列火车以速度v匀速行驶，车头、车尾各有一
10、盏灯，某时刻路基上的人看见两灯同时亮了，那么车厢中的人看见的情况是什么呢？(2)一张宣传画是边长为5 m的正方形，一高速列车以2108 m/s速度接近此宣传画，在司机看来，这张宣传画是什么样子？(3)远方的一颗星以0.8c的速度离开地球，在地球上测得它辐射出来的闪光按5昼夜的周期变化，求在此星球上测其闪光周期为多大？(1)相对长度公式ll0中l和l0的物理意义是什么？1(vc)2提示：l表示沿着杆的长度方向与杆相对运动的观察者认为的杆的长度，l0表示与杆相对静止的观察者认为的杆的长度。(2)相对时间间隔公式t中t和的物理意义是什么？1(vc)2提示：t表示以速度v高速运动的惯性系中观测的时间间
11、隔，表示在与两个事件相对静止的惯性系中观察的时间间隔。尝试解答 (1)车头的灯先亮_(2)3.75_m2的画_(3)3昼夜。(1)由同时的相对性可知车头的灯先亮。(2)ll05 m3.7 1(vc)21(2 1083 108)2m，在垂直运动方向上，长度没有变化，所以看到的是一张面积为3.75 m2的宣传画。(3)因为t，所以t，t5昼夜，v0.8c，所以51(vc)21(vc)23昼夜。10.82有两只对准的标准钟，一只留在地面上，另一只放在高速飞行的飞船上，则下列说法正确的是( 跟踪训练)A飞船上的人看到自己的钟比地面上的钟走得慢B地面上的人看到自己的钟比飞船上的钟走得慢C地面上的人看到自己的钟比飞船上的钟走得快D因为是两只对准的标准钟，所以两钟走时快慢相同答案 C解析 由“时间间隔的相对性”公式t可知，在相对运动的参考系中观测，事件变化过程的时间间隔1(vc)2变大了，所以地面上的人看到自己的钟比飞船上的钟走得快，C正确，A、B、D错误。
