電磁波-相對(duì)論簡(jiǎn)介

電磁波相對(duì)論簡(jiǎn)介基礎(chǔ)梳理一、電磁場(chǎng)和電磁波1．麥克斯韋電磁場(chǎng)理論(1)理論內(nèi)容：①變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)；②變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)．(2)電磁場(chǎng)：變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)總是相互聯(lián)系的，形成一個(gè)不可分離的統(tǒng)一體，這就是電磁場(chǎng)．(2)電磁波的產(chǎn)生：__________由近及遠(yuǎn)地向周?chē)鷤鞑バ纬呻姶挪ǎ姶艌?chǎng)(3)特點(diǎn)：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(lèi)：調(diào)幅和調(diào)頻．頻率開(kāi)放電路(5)電磁波的接收①調(diào)諧：使接收電路產(chǎn)生__________的過(guò)程．②解調(diào)：使聲音或圖象信號(hào)從_____________中還原出來(lái)的過(guò)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(zhǎng)/m頻率/Hz遞變規(guī)律無(wú)線電波波動(dòng)性強(qiáng)，易發(fā)生衍射無(wú)線電技術(shù)＞10－3＜3×1011電磁波譜特性應(yīng)用真空中波長(zhǎng)/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(jiàn)光引起視覺(jué)照明、攝影10－71015電磁波譜特性應(yīng)用真空中波長(zhǎng)/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(qiáng)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(zhǎng)/m頻率/Hz遞變規(guī)律γ射線貫穿本領(lǐng)最強(qiáng)工業(yè)探傷、醫(yī)用治療＜10－11＞1019二、狹義相對(duì)論簡(jiǎn)介1．狹義相對(duì)論的兩個(gè)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(diǎn)透析直擊高考一、麥克斯韋電磁場(chǎng)理論1.變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生感生電場(chǎng)變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)包含三點(diǎn)內(nèi)容：(1)均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生恒定電場(chǎng)(2)非均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生變化的電場(chǎng)(3)振蕩的磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率振蕩的電場(chǎng)．特別提醒：(1)感生電場(chǎng)與靜電場(chǎng)不同,它的電場(chǎng)線是閉合的,而也叫渦旋電場(chǎng),它的存在與空間有無(wú)導(dǎo)體或者有無(wú)閉合電路無(wú)關(guān).(2)變化的磁場(chǎng)所產(chǎn)生的感生電場(chǎng)的方向可以利用楞次定律來(lái)判定.2．變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)包含三點(diǎn)內(nèi)容：(1)均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)(2)非均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)(3)振蕩的電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率振蕩的磁場(chǎng)．即時(shí)應(yīng)用1．某電路中電場(chǎng)隨時(shí)間變化的圖象如圖3－1所示，能發(fā)射電磁波的電場(chǎng)是(

)圖3－1解析：選D.由麥克斯韋電磁場(chǎng)理論知道,變化的電場(chǎng)可產(chǎn)生磁場(chǎng)，產(chǎn)生的磁場(chǎng)的性質(zhì)是由電場(chǎng)的變化情況決定的．均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，非均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，振蕩的電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率振蕩的磁場(chǎng)，圖A中電場(chǎng)不隨時(shí)間變化，不會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)．圖B和圖C中電場(chǎng)都隨時(shí)間均勻變化，在周?chē)臻g產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)不能再激發(fā)電場(chǎng)，所以不能激起電磁波．圖D中電場(chǎng)隨時(shí)間不均勻地變化，能在周?chē)臻g產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，而此磁場(chǎng)的變化也是不均勻的，又能產(chǎn)生變化的電場(chǎng)，從而交織成一個(gè)不可分割的統(tǒng)一體，即形成電磁場(chǎng)，才能發(fā)射電磁波．所以D正確．二、電磁波與機(jī)械波的區(qū)別機(jī)械波電磁波對(duì)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(shí)間和空間周期性變化電場(chǎng)E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間和空間周期性變化機(jī)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(wú)關(guān)，分橫波和縱波兩種傳播無(wú)需介質(zhì)，在真空中波速總是c，在介質(zhì)中傳播時(shí)，波速與介質(zhì)及頻率都有關(guān)系，是橫波產(chǎn)生由質(zhì)點(diǎn)(波源)的振動(dòng)產(chǎn)生由周期性變化的電場(chǎng)、磁場(chǎng)產(chǎn)生能量傳播機(jī)械能電磁能即時(shí)應(yīng)用2．(2012·山東濰坊模擬)有關(guān)電磁波和聲波，下列說(shuō)法錯(cuò)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(shí)，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(shí)，電磁波的波長(zhǎng)變短，聲波的波長(zhǎng)變長(zhǎng)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(xiàng)A的說(shuō)法正確；電磁波由空氣進(jìn)入水中時(shí)，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(xiàng)B的說(shuō)法正確；電磁波的傳播方向與E、B兩個(gè)振動(dòng)矢量的方向都垂直，是橫波，而聲波是縱波，選項(xiàng)C說(shuō)法錯(cuò)誤；電磁波由空氣進(jìn)入水中傳播時(shí)，波速變小，波長(zhǎng)變小，而聲波由空氣進(jìn)入水中傳播時(shí)，波速變大，波長(zhǎng)變大，選項(xiàng)D的說(shuō)法正確，故答案為C.題型探究講練互動(dòng)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(shuō)法正確的是(

)A．均勻變化的磁場(chǎng)能夠在空間產(chǎn)生電場(chǎng)B．電磁波在真空和介質(zhì)中傳播速度相同C．只要有電場(chǎng)和磁場(chǎng)，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(chǎng)理論，變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，交替變化的電磁場(chǎng)在空間產(chǎn)生電磁波，所以選項(xiàng)A正確，C錯(cuò)誤．電磁波在真空和介質(zhì)中傳播速度不同，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤．電磁波在同種非均勻介質(zhì)中不沿直線傳播，D選項(xiàng)錯(cuò)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(wèn)題：(1)下列說(shuō)法正確的是(

)A．電磁波傳播不需要介質(zhì)，機(jī)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(jī)械波在同一介質(zhì)中的傳播速率相同C．電磁波與機(jī)械波都不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象D．電磁波與機(jī)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(wú)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(wú)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(zhǎng)各是多少；②發(fā)射站發(fā)出的電磁波是經(jīng)過(guò)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(guò)山脈到達(dá)A處，是光的衍射現(xiàn)象．由于中波波長(zhǎng)長(zhǎng)，衍射現(xiàn)象更明顯，效果更好．【答案】

(1)AD

(2)見(jiàn)解析題型3狹義相對(duì)論的簡(jiǎn)單應(yīng)用例3(1)一列火車(chē)以速度v勻速行駛，車(chē)頭、車(chē)尾各有一盞燈，某時(shí)刻路基上的人看見(jiàn)兩燈同時(shí)亮了，那么車(chē)廂中的人看見(jiàn)的情況是什么呢？(2)一張宣傳畫(huà)是邊長(zhǎng)為5m的正方形,一高速列車(chē)以2×108m/s速度接近此宣傳畫(huà),在司機(jī)看來(lái)，這張宣傳畫(huà)是什么樣子？(3)遠(yuǎn)方的一顆星以0.8c的速度離開(kāi)地球，在地球上測(cè)得它輻射出來(lái)的閃光按5晝夜的