《電磁振蕩-電磁波》復(fù)習(xí)課件

第三章電磁振蕩電磁波1．初步了解麥克斯韋電磁場理論的基本思想以及在物理學(xué)發(fā)展史上的意義．2．了解電磁波的產(chǎn)生，通過電磁波體會電磁場的物質(zhì)性．3．了解電磁波的發(fā)射、傳播和接收．4．通過實例認識電磁波譜，知道光是電磁波．5．知道狹義相對論的基本假設(shè)．6．知道質(zhì)速關(guān)系和質(zhì)能關(guān)系．7．知道相對論質(zhì)能關(guān)系式．本章的大部分內(nèi)容是記憶性的，定性了解的．在高考中，電磁波部分單獨出現(xiàn)的機會不多，相對論部分是新增添的知識，要求也不高．在高考中一般也不會單獨考查，有可能與光學(xué)部分相結(jié)合，考查對基本概念的掌握和理解．1．電磁振蕩、電磁波的產(chǎn)生(1)電磁振蕩LC回路產(chǎn)生振蕩電流的過程：電容器(正向)放電過程中，振蕩電流

，電場能向

轉(zhuǎn)化，當(dāng)電容器放電完畢的瞬間，振蕩電流

，電容器的電荷量、板間場強和電場能為零，線圈周圍的磁場最強，磁場能

．逐漸增大磁場能最大最大電容器(反向)充電過程中，振蕩電流

(方向不變)，磁場能向電場能轉(zhuǎn)化，當(dāng)電容器充電完畢的瞬間，振蕩電流

，線圈周圍的磁場和磁場能為零，電容器的電荷量、板間場強和電場能最大．以上各量都做周期性變化．逐漸減小為零(3)電磁場：變化的磁場產(chǎn)生

，變化的

產(chǎn)生磁場，變化的電場和磁場總是相互聯(lián)系，形成一個不可分割的統(tǒng)一的場，這就是

．(4)電磁波①產(chǎn)生：

和

交替產(chǎn)生，且由近及遠地向周圍傳播，形成了電磁波．②特點：a．電磁波中的磁感應(yīng)強度方向和電場強度的方向與傳播方向

，所以電磁波是

．電場電場電磁場電場磁場互相垂直橫波c．電磁波能產(chǎn)生反射、折射、

和

等現(xiàn)象

c＝3.0×108m/s

干涉衍射2．電磁波發(fā)射與接收(1)發(fā)射和接收①發(fā)射條件：足夠高的振蕩頻率和

．②調(diào)制：有兩種形式：

和

．③接收調(diào)諧：使接收電路產(chǎn)生

的過程．④解調(diào)：使

信號從高頻電流中還原．振蕩電路的電場和磁場必須分散到盡可能大的空間調(diào)幅調(diào)頻電諧振聲音或圖像(2)電磁波譜①按電磁波的波長從長到短，分布順序是：無線電波、紅外線、

、X射線和γ射線，形成電磁波譜．②不同的電磁波具有不同的波長(頻率)，因此才具有不同的特性．可見光、紫外線3．相對論簡介(1)狹義相對論的基本假設(shè)①在不同的慣性參考系中，

都是相同的．②真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的．(2)時間和空間的相對性(以下公式均不要求定量計算)一切物理規(guī)律(5)質(zhì)能方程：E＝

.mc2(6)廣義相對論①基本原理廣義相對性原理：在任何參考系中，

都是相同的．等效原理：一個均勻的引力場與一個

等價．②廣義相對論的預(yù)言與證實：時空彎曲、光線彎曲、引力紅移等．物理規(guī)律做勻加速運動的參考系考點一

LC電磁振蕩要了解電磁振蕩過程中線圈中電流和兩端電壓(即電容器兩極板間電壓)的變化關(guān)系，一定要注意克服由歐姆定律所形成的電阻中電流和其兩端電壓成正比的定式思維．因為在電磁振蕩中阻礙線圈中電流變化的是線圈中產(chǎn)生的自感電動勢而不是電阻，而自感電動勢只是阻礙電流的變化，但并不能阻止電流的變化．電磁振蕩過程實質(zhì)上是電場能和磁場能的轉(zhuǎn)化過程．【案例1】如圖為LC振蕩電路中電容器極板上的電荷量q隨時間t變化的圖線．由圖可知：(1)t1時刻振蕩電路的________能最大；(2)t2～t3時刻電路中電流正在______(填“增大”或“減小”)；______能正在向______能轉(zhuǎn)化．【解析】在LC振蕩電路中，充電過程，電荷量增加，電流減小，磁場能轉(zhuǎn)化為電場能；放電過程，電荷量減少，電流增大，電場能轉(zhuǎn)化為磁場能．如題圖，直接給出了各時刻電容器上的電荷量，形象地表明電容器內(nèi)的電場能，q-t圖象的斜率Δq/Δt即流過線圈的電流大小和方向，決定線圈的磁場能．q的變化趨勢給出電磁場相互轉(zhuǎn)化的情境．從圖中看出，t1、t3時刻電荷量最多，全是電場能，無磁場能；t4時刻電荷量為零，電場能全部轉(zhuǎn)化為磁場能．t2到t3，q增大，電容器充電；t1到t2，q減小，電場能轉(zhuǎn)化為磁場能，電流增大．關(guān)于電流的變化，也可依i＝，定性畫出i-t圖象(如下圖所示)．由圖象可知t1～t2電流反向增大，t2～t3電流反向減?。敬鸢浮?/p>

(1)電場(2)減小磁場電場【技巧點撥】在分析LC振蕩電路時，先要看清要分析的過程是充電過程還是放電過程，然后再分析各物理量(如板間電壓、電荷量、振蕩電流)如何變化．【即時鞏固1】某時刻LC回路中電容器中的電場方向和線圈中的磁場方向如圖所示．則這時電容器正在__________(填“充電”或“放電”)，電流大小正在________(填“增大”或“減小”)．【解析】用安培定則可知回路中的電流方向為逆時針方向，而電容器的上極板是正極板，電容器正在充電，電流在減?。敬鸢浮砍潆姕p小考點二電磁場與電磁波1．對麥克斯韋電磁場理論的進一步理解(1)恒定的磁場(電場)不能產(chǎn)生電場(磁場)．(2)周期性變化的電場(磁場)產(chǎn)生同頻率的磁場(電場)才能形成電磁波．(3)變化的磁場能夠在周圍空間產(chǎn)生電場，這種電場與電荷激發(fā)的靜電場不同，它的電場線是閉合的，它的存在與空間有無導(dǎo)體或者有無閉合電路無關(guān)．2．對電磁波的理解(1)電磁波的傳播不需要介質(zhì)，可在真空中傳播．在真空中，不同頻率的電磁波傳播速度是相同的(都等于光速)．(2)不同頻率的電磁波，在同一介質(zhì)中傳播，其速度是不同的，頻率越高，波速越?。炯记商崾尽侩姶挪ú煌跈C械波，機械波傳播必須有介質(zhì)，而電磁波傳播不需要介質(zhì)，電磁波和機械波都有波特有的特性．【案例2】

(1)麥克斯韋理論的內(nèi)容是：________________________________.(2)電磁波在傳播過程中，每處的電場方向和磁場方向總是______的，并和該處電磁波的傳播方向______，這就說明電磁波是________波．(3)目前雷達發(fā)射的電磁波頻率多在200MHz至1000MHz的范圍內(nèi)．請回答下列關(guān)于雷達和電磁波的有關(guān)問題．①雷達發(fā)射電磁波的波長范圍是多少？②能否根據(jù)雷達發(fā)出的電磁波確定雷達和目標(biāo)間的距離？【解析】熟記麥克斯韋理論及電磁波的特點，電磁波滿足v＝λf.(1)麥克斯韋電磁理論的內(nèi)容：變化的磁場周圍會產(chǎn)生電場，變化的電場周圍會產(chǎn)生磁場．(2)電磁波在傳播過程中，每處的電場方向和磁場方向總是垂直的，并和該處電磁波的傳播方向垂直，這說明電磁波是橫波．②電磁波測距的原理就是通過發(fā)射和接收的時間間隔來確定距離，所以可根據(jù)x＝vt確定雷達和目標(biāo)間的距離．【答案】

(1)見解析(2)垂直垂直橫(3)①0.3～1.5m②能確定雷達和目標(biāo)間的距離【即時鞏固2】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】變化的磁場就能產(chǎn)生電場，A正確．若只有電場和磁場而電場和磁場都穩(wěn)定或電場、磁場僅均勻變化都不能產(chǎn)生電磁波，C錯．光也是電磁波，在真空和介質(zhì)中傳播的速度不同，可判斷B錯．D選項中沒強調(diào)是“均勻”介質(zhì)，若介質(zhì)密度不均勻會發(fā)生折射，故D錯．【答案】

A考點三關(guān)于電磁波譜的理解不同的電磁波，由于頻率和波長的不同，因而表現(xiàn)了不同的特性．波長較長的無線電波和紅外線，很容易發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象；而波長較短的紫外線、倫琴射線、γ射線，不容易觀察到它的干涉、衍射現(xiàn)象．在電磁波譜中，能引起視覺的可見光是頻率范圍很窄的一段電磁波．【技巧提示】各波段的電磁波在頻率上沒有明確的界線，如紫外線和X射線，X射線和γ射線都有重疊，但它們產(chǎn)生的機理不同．【案例3】

(1)近年來，在軍事行動中，士兵都配戴“紅外夜視儀”．這樣，在夜間也能清楚地看清目標(biāo)．這是為什么？(2)根據(jù)熱輻射理論，物體發(fā)出的最大波長λm與物體的絕對溫度T的關(guān)系滿足Tλm＝2.90×10－3m·K.若貓頭鷹的獵物——蛇在夜間體溫為27℃，則它發(fā)出光的最大波長為________m，屬于________波段．【解析】根據(jù)各種電磁波的特性及應(yīng)用進行分析判斷．(1)一切物體都在不停地向外輻射紅外線，不同物體輻射出來的紅外線不同，采用紅外線接收器，可以清楚地分辨出物體的形狀、大小和位置，不受白天和夜晚的影響，確認目標(biāo)后，可以采取有效的行動．【答案】

(1)