《高考物理新一輪復習（熱點視角+對點自測+講練互動）第十二章第五節(jié) 電磁波 相對論簡介課件 新人教版》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高考物理新一輪復習（熱點視角+對點自測+講練互動）第十二章第五節(jié) 電磁波 相對論簡介課件 新人教版（34頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第十二章機械振動與機械波光電磁波與相對論第十二章機械振動與機械波光電磁波與相對論第五節(jié)電磁波相對論簡介第五節(jié)電磁波相對論簡介一、電磁波的產(chǎn)生一、電磁波的產(chǎn)生1.麥克斯韋電磁場理論麥克斯韋電磁場理論變化的磁場產(chǎn)生變化的磁場產(chǎn)生_，變化的電場產(chǎn)生，變化的電場產(chǎn)生_2.電磁場電磁場變化的電場和變化的磁場總是相互聯(lián)系成為一個完整的整體變化的電場和變化的磁場總是相互聯(lián)系成為一個完整的整體,這就是電磁場這就是電磁場電場電場磁場磁場3.電磁波電磁波電磁場電磁場(電磁能量電磁能量)由近及遠地向周圍傳播形成電磁波由近及遠地向周圍傳播形成電磁波(1)電磁波是橫波，在空間傳播電磁波是橫波，在空間傳播_介質(zhì)介質(zhì)(2)
2、真空中電磁波的速度為真空中電磁波的速度為_ m/s.(3)電磁波能產(chǎn)生干涉、衍射、反射和折射等現(xiàn)象電磁波能產(chǎn)生干涉、衍射、反射和折射等現(xiàn)象不需要不需要3.0108二、電磁波的發(fā)射與接收二、電磁波的發(fā)射與接收1.電磁波的發(fā)射電磁波的發(fā)射(1)發(fā)射條件：足夠高的發(fā)射條件：足夠高的_和和_(2)調(diào)制分類：調(diào)幅和調(diào)頻調(diào)制分類：調(diào)幅和調(diào)頻2.電磁波的接收電磁波的接收(1)調(diào)諧：使接收電路產(chǎn)生調(diào)諧：使接收電路產(chǎn)生_的過程的過程(2)解調(diào)：使聲音或圖象信號從解調(diào)：使聲音或圖象信號從_中還原出來的過程中還原出來的過程.頻率頻率開放電路開放電路電諧振電諧振高頻電流高頻電流三、相對論的簡單知識三、相對論的簡單知識
3、1狹義相對論的兩個基本假設狹義相對論的兩個基本假設(1)狹義相對性原理：在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律狹義相對性原理：在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是都是_(2)光速不變原理：真空中的光速在不同的慣性參考系中都是光速不變原理：真空中的光速在不同的慣性參考系中都是_，光速與光源、觀測者間的相對運動沒有關系，光速與光源、觀測者間的相對運動沒有關系相同的相同的相同的相同的2相對論的質(zhì)速關系相對論的質(zhì)速關系(1)物體的質(zhì)量隨物體速度的增加而增大，物體以速度物體的質(zhì)量隨物體速度的增加而增大，物體以速度v運動運動時的質(zhì)量時的質(zhì)量m與靜止時的質(zhì)量與靜止時的質(zhì)量m0之間有如下關系：之間有如下關系：m
4、_(2)物體運動時的質(zhì)量物體運動時的質(zhì)量m總要總要_靜止時的質(zhì)量靜止時的質(zhì)量m0.3相對論質(zhì)能關系相對論質(zhì)能關系用用m表示物體的質(zhì)量，表示物體的質(zhì)量，E表示它具有的能量，則愛因斯坦質(zhì)能表示它具有的能量，則愛因斯坦質(zhì)能方程為：方程為：E_大于大于mc21.關于電磁場和電磁波，下列說法中不正確的是關于電磁場和電磁波，下列說法中不正確的是()A變化的電場周圍產(chǎn)生變化的磁場，變化的磁場周圍產(chǎn)生變化的電場周圍產(chǎn)生變化的磁場，變化的磁場周圍產(chǎn)生變化的電場，兩者互相聯(lián)系，統(tǒng)稱為電磁場變化的電場，兩者互相聯(lián)系，統(tǒng)稱為電磁場B電磁場從發(fā)生區(qū)域由近及遠地傳播稱為電磁波電磁場從發(fā)生區(qū)域由近及遠地傳播稱為電磁波C電磁
5、波是一種物質(zhì)，可在真空中傳播，所以平日說真空電磁波是一種物質(zhì)，可在真空中傳播，所以平日說真空是沒有實物粒子，但不等于什么都沒有，有是沒有實物粒子，但不等于什么都沒有，有“場場”這種特這種特殊物質(zhì)殊物質(zhì)D電磁波在真空中的傳播速度總是電磁波在真空中的傳播速度總是3108 m/sA2關于電磁波的發(fā)射和接收，以下說法正確的是關于電磁波的發(fā)射和接收，以下說法正確的是( )A為了使振蕩電路有效地向空間輻射能量，必須是閉合為了使振蕩電路有效地向空間輻射能量，必須是閉合電路電路 B信號頻率比較低，不能直接用來發(fā)射電磁波信號頻率比較低，不能直接用來發(fā)射電磁波C當接收電路的固有頻率與收到的電磁波的頻率相同，當接收
6、電路的固有頻率與收到的電磁波的頻率相同，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強D要使電視機的屏幕上有圖象，必須要有檢波過程要使電視機的屏幕上有圖象，必須要有檢波過程BCD3關于狹義相對論的說法，不正確的是關于狹義相對論的說法，不正確的是()A狹義相對論認為在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律狹義相對論認為在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的都是相同的B狹義相對論認為在一切慣性參考系中，光在真空中的速度狹義相對論認為在一切慣性參考系中，光在真空中的速度都等于都等于c，與光源的運動無關，與光源的運動無關C狹義相對論只涉及無加速運動的慣性系狹義相對論只涉及無加速運動的慣性系D
7、狹義相對論任何情況下都適用狹義相對論任何情況下都適用D1.對麥克斯韋電磁場理論的理解對麥克斯韋電磁場理論的理解電磁波的產(chǎn)生和傳播電磁波的產(chǎn)生和傳播2對電磁波的理解對電磁波的理解(1)電磁波是橫波電磁波的電場電磁波是橫波電磁波的電場E、磁場、磁場B、傳播方向、傳播方向v三者三者兩兩垂直，如圖所示兩兩垂直，如圖所示(2)電磁波與機械波不同，機械波在介質(zhì)中傳播的速度與介質(zhì)電磁波與機械波不同，機械波在介質(zhì)中傳播的速度與介質(zhì)有關，電磁波在介質(zhì)中傳播的速度與介質(zhì)和頻率均有關有關，電磁波在介質(zhì)中傳播的速度與介質(zhì)和頻率均有關 (1)下列關于電磁波的說法正確的是下列關于電磁波的說法正確的是()A均勻變化的磁場能
8、夠在空間產(chǎn)生電場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)中只能沿直線傳播電磁波在同種介質(zhì)中只能沿直線傳播(2)目前雷達發(fā)射的電磁波頻率多在目前雷達發(fā)射的電磁波頻率多在200 MHz至至1 000 MHz的的范圍內(nèi)請回答下列關于雷達和電磁波的有關問題范圍內(nèi)請回答下列關于雷達和電磁波的有關問題雷達發(fā)射電磁波的波長范圍是多少？雷達發(fā)射電磁波的波長范圍是多少？能否根據(jù)雷達發(fā)出的電磁波確定雷達和目標間的距離？能否根據(jù)雷達發(fā)出的電磁波確定雷達和目標間的距離？課堂筆記
9、課堂筆記A0.3 m1.5 m能能解析解析(1)如果電場如果電場(或磁場或磁場)是均勻變化的，產(chǎn)生的磁場是均勻變化的，產(chǎn)生的磁場(或電或電場場)是恒定的，不能產(chǎn)生新的電場是恒定的，不能產(chǎn)生新的電場(磁場磁場)，因而不能產(chǎn)生電磁，因而不能產(chǎn)生電磁波，波，A正確，正確，C錯誤；電磁波的傳播速度跟介質(zhì)有關，頻率由錯誤；電磁波的傳播速度跟介質(zhì)有關，頻率由波源決定，同一頻率的電磁波在不同介質(zhì)中波長不等，由波源決定，同一頻率的電磁波在不同介質(zhì)中波長不等，由vf知不同介質(zhì)中波的傳播速度不同，知不同介質(zhì)中波的傳播速度不同，B錯誤；電磁波在同種均錯誤；電磁波在同種均勻介質(zhì)中才能沿直線傳播，勻介質(zhì)中才能沿直線傳播
10、，D錯誤錯誤1下列關于電磁場的說法中正確的是下列關于電磁場的說法中正確的是( )A只要空間某處有變化的電場或磁場，就會在其周圍產(chǎn)生只要空間某處有變化的電場或磁場，就會在其周圍產(chǎn)生電磁場，從而形成電磁波電磁場，從而形成電磁波B任何變化的電場周圍一定有磁場任何變化的電場周圍一定有磁場C振蕩電場和振蕩磁場交替產(chǎn)生，相互依存，形成不可分振蕩電場和振蕩磁場交替產(chǎn)生，相互依存，形成不可分離的統(tǒng)一體，即電磁場離的統(tǒng)一體，即電磁場D電磁波的理論在先，實踐證明在后電磁波的理論在先，實踐證明在后BCD電磁波譜及電磁波的應用電磁波譜及電磁波的應用電磁電磁波譜波譜頻率頻率/Hz真空中真空中波長波長/m特性特性應用應用
11、遞變遞變規(guī)律規(guī)律無線無線電波電波紅外線紅外線可見光可見光31011103波動性強波動性強,易發(fā)生衍射易發(fā)生衍射無線電無線電技術技術10111015103107熱效應熱效應1015107引起視覺引起視覺照明、照明、攝影攝影紅外線紅外線遙感遙感電磁電磁波譜波譜頻率頻率/Hz真空中真空中波長波長/m特性特性應用應用遞變遞變規(guī)律規(guī)律紫外線紫外線X射線射線射線射線10151017107109化學效應、化學效應、熒光效應、熒光效應、能殺菌能殺菌醫(yī)用消醫(yī)用消毒、毒、防偽防偽101610191081011貫穿性強貫穿性強檢查、醫(yī)檢查、醫(yī)用透視用透視10191011貫穿本領貫穿本領最強最強工業(yè)探工業(yè)探傷、傷、醫(yī)
12、用治療醫(yī)用治療特別提醒：特別提醒：(1)波長不同的電磁波，表現(xiàn)出不同的特性，其中波長不同的電磁波，表現(xiàn)出不同的特性，其中波長較長的無線電波和紅外線等，易發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象；波長較長的無線電波和紅外線等，易發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象；波長較短的紫外線、波長較短的紫外線、X射線、射線、射線等，穿透能力較強射線等，穿透能力較強(2)電磁波譜中，相鄰兩波段的電磁波的波長并沒有很明顯的電磁波譜中，相鄰兩波段的電磁波的波長并沒有很明顯的界線，如紫外線和界線，如紫外線和X射線、射線、X射線和射線和射線都有重疊，但它們射線都有重疊，但它們產(chǎn)生的機理不同產(chǎn)生的機理不同 下列說法中正確的是下列說法中正確的是( )A紅外線
13、、紫外線、倫琴射線和紅外線、紫外線、倫琴射線和射線在真空中傳播的速度射線在真空中傳播的速度均一樣，均為均一樣，均為3108 m/sB紅外線應用在遙感技術中，是利用它穿透本領強的特性紅外線應用在遙感技術中，是利用它穿透本領強的特性C紫外線在水中的傳播速度小于紅外線在水中的傳播速度紫外線在水中的傳播速度小于紅外線在水中的傳播速度D日光燈是紫外線的熒光效應的應用日光燈是紫外線的熒光效應的應用嘗試解答嘗試解答_ACD解析解析不同波長的電磁波在真空中的傳播速度均為不同波長的電磁波在真空中的傳播速度均為c；紅外線；紅外線在遙感技術中用到了它的衍射現(xiàn)象；紫外線在水中的傳播速在遙感技術中用到了它的衍射現(xiàn)象；紫
14、外線在水中的傳播速度小于紅外線在水中的傳播速度；利用紫外線的熒光效應可度小于紅外線在水中的傳播速度；利用紫外線的熒光效應可以制成日光燈由此可知以制成日光燈由此可知A、C、D正確正確2關于紅外線的以下說法中正確的是關于紅外線的以下說法中正確的是( )A不同的物體輻射紅外線的波長和強度相同，所以不可以不同的物體輻射紅外線的波長和強度相同，所以不可以在較冷的背景上探測出較熱物體的紅外輻射在較冷的背景上探測出較熱物體的紅外輻射B可以利用紅外線的熱效應對物體進行烘干可以利用紅外線的熱效應對物體進行烘干C利用紅外線波長較長，容易發(fā)生衍射的特點進行遠距離利用紅外線波長較長，容易發(fā)生衍射的特點進行遠距離和高空
15、攝影和高空攝影D利用不同物體輻射紅外線的波長和強度的不同可以對物利用不同物體輻射紅外線的波長和強度的不同可以對物體進行遠距離探測體進行遠距離探測BCD解析解析 紅外線是一種光波，一切物體都在不停地對外輻射紅紅外線是一種光波，一切物體都在不停地對外輻射紅外線，熱物體的紅外輻射比冷物體的紅外輻射強一些由于外線，熱物體的紅外輻射比冷物體的紅外輻射強一些由于紅外線的熱效應，可用來烘干，又由于坦克、艦艇、人體等紅外線的熱效應，可用來烘干，又由于坦克、艦艇、人體等一切物體都在不停地發(fā)射紅外線，并且不同的物體所輻射的一切物體都在不停地發(fā)射紅外線，并且不同的物體所輻射的紅外線，其波長和強度不同，故在夜間或濃霧
16、天氣可通過紅紅外線，其波長和強度不同，故在夜間或濃霧天氣可通過紅外線探測器來接收信號，并用電子儀器對接收到的信號進行外線探測器來接收信號，并用電子儀器對接收到的信號進行處理處理,或用對紅外線敏感的照相底片進行遠距離攝影和高空攝或用對紅外線敏感的照相底片進行遠距離攝影和高空攝影，就可察知物體的形狀和特征所以選項影，就可察知物體的形狀和特征所以選項B、C、D正確正確狹義相對論的簡單應用狹義相對論的簡單應用3質(zhì)能方程：質(zhì)能方程：Emc2.含義：反映物體質(zhì)量和能量之間的關系含義：反映物體質(zhì)量和能量之間的關系由此會有兩種能量表達：靜止時的能量和運動時的能量；兩由此會有兩種能量表達：靜止時的能量和運動時的
17、能量；兩能量之差就是物體的動能能量之差就是物體的動能Ek，即，即EkEE0. (1)你站在一條長木桿的中央附近，并且看到木桿落你站在一條長木桿的中央附近，并且看到木桿落在地上時是兩頭同時落地所以在地上時是兩頭同時落地所以,你認為這木桿是平著落到了你認為這木桿是平著落到了地上而此時飛飛同學正以接近光速的速度從木桿前面掠過，地上而此時飛飛同學正以接近光速的速度從木桿前面掠過，如圖所示她看到如圖所示她看到()A兩端同時落地兩端同時落地 BA端比端比B端先落地端先落地CB端比端比A端先落地端先落地 D木桿是向右傾斜著落地的木桿是向右傾斜著落地的CD(2)一張宣傳畫是邊長為一張宣傳畫是邊長為5 m的正方
18、形，一高速列車以的正方形，一高速列車以2108 m/s速度接近此宣傳畫速度接近此宣傳畫,在司機看來在司機看來,這張宣傳畫是什這張宣傳畫是什么樣子么樣子?(3)遠方的一顆星以遠方的一顆星以0.8c的速度離開地球，在地球上測得它的速度離開地球，在地球上測得它輻射出來的閃光按輻射出來的閃光按5晝夜的周期變化，求在此星球上測其閃晝夜的周期變化，求在此星球上測其閃光周期為多大？光周期為多大？課堂筆記課堂筆記3.75 m2的畫的畫3晝夜晝夜方法總結(jié)方法總結(jié)狹義相對論問題的求解技巧狹義相對論問題的求解技巧(1)解決解決“同時同時”的相對性問題，可從三個方面入手：的相對性問題，可從三個方面入手：令觀察者靜止令
19、觀察者靜止,判斷被觀察者因相對運動而引起的位置變化判斷被觀察者因相對運動而引起的位置變化結(jié)合光速不變原理，分析光傳播到兩個事件所用的時間結(jié)合光速不變原理，分析光傳播到兩個事件所用的時間光先傳播到的事件先發(fā)生，光后傳播到的事件后發(fā)生光先傳播到的事件先發(fā)生，光后傳播到的事件后發(fā)生(2)“動尺縮短動尺縮短”是沿運動方向上的長度比其相對靜止時測量的是沿運動方向上的長度比其相對靜止時測量的長度要短一些，在垂直于運動方向上的長度沒有變化長度要短一些，在垂直于運動方向上的長度沒有變化(3)“動鐘變慢動鐘變慢”是兩個不同慣性系進行時間比較的結(jié)果是兩個不同慣性系進行時間比較的結(jié)果,也是相也是相對的，即兩個慣性系
20、中的觀察者都發(fā)現(xiàn)對方的鐘變慢了對的，即兩個慣性系中的觀察者都發(fā)現(xiàn)對方的鐘變慢了解析解析(1)令飛飛同學所在的參考系靜止，則人和桿所在的令飛飛同學所在的參考系靜止，則人和桿所在的參考系將向參考系將向BA方向運動，在桿下落的同時，假設在方向運動，在桿下落的同時，假設在AB的中的中央有一光源開始發(fā)光，且光源向右運動經(jīng)過桿落地時間后，央有一光源開始發(fā)光，且光源向右運動經(jīng)過桿落地時間后，B距光源比距光源比A距光源近了，根據(jù)光速不變原理可知，光到達距光源近了，根據(jù)光速不變原理可知，光到達B所用時間比所用時間比A短，故短，故B事件先發(fā)生，即事件先發(fā)生，即B先落地；至于木桿向先落地；至于木桿向哪傾斜也是相對的
21、，從飛飛的角度看，木桿是向右傾斜著哪傾斜也是相對的，從飛飛的角度看，木桿是向右傾斜著落地的落地的3據(jù)報導，歐洲大型強子對撞機據(jù)報導，歐洲大型強子對撞機(LHC)已于已于2008年年9月月10日日開啟，并加速了第一批質(zhì)子，該對撞機開啟，并加速了第一批質(zhì)子，該對撞機“開足馬力開足馬力”后能把后能把數(shù)以百萬計的粒子加速至每秒鐘數(shù)以百萬計的粒子加速至每秒鐘30萬公里，相當于光速的萬公里，相當于光速的99.9%，粒子流每秒可在隧道內(nèi)狂飆，粒子流每秒可在隧道內(nèi)狂飆11 245圈，單束粒子能圈，單束粒子能量可達量可達7萬億電子伏特下列說法正確的是萬億電子伏特下列說法正確的是()A如果繼續(xù)對粒子進行加速，粒子
22、的速度將能夠達到光速如果繼續(xù)對粒子進行加速，粒子的速度將能夠達到光速B如果繼續(xù)對粒子進行加速，粒子的速度將能夠超過光速如果繼續(xù)對粒子進行加速，粒子的速度將能夠超過光速C粒子高速運動時的質(zhì)量將大于靜止時的質(zhì)量粒子高速運動時的質(zhì)量將大于靜止時的質(zhì)量D粒子高速運動時的質(zhì)量將小于靜止時的質(zhì)量粒子高速運動時的質(zhì)量將小于靜止時的質(zhì)量C混淆機械波和電磁波而出錯混淆機械波和電磁波而出錯D錯因分析錯因分析錯因錯因1：錯誤地認為機械波公式不適用于電磁：錯誤地認為機械波公式不適用于電磁波，錯選波，錯選A.錯因錯因2：對機械波的波速僅決定于介質(zhì)，而電磁波的波速：對機械波的波速僅決定于介質(zhì)，而電磁波的波速與介質(zhì)及頻率均
23、有關，認識不夠，錯選與介質(zhì)及頻率均有關，認識不夠，錯選C.解析解析波長、波速、頻率的關系對任何波都是成立的波長、波速、頻率的關系對任何波都是成立的,對電對電磁波當然成立，故磁波當然成立，故A選項正確；干涉和衍射是波的特性選項正確；干涉和衍射是波的特性,機械機械波、電磁波都是波，這些特性都具有，故波、電磁波都是波，這些特性都具有，故B項正確；機械波是項正確；機械波是機械振動在介質(zhì)中傳播形成的，所以機械波的傳播需要介質(zhì)機械振動在介質(zhì)中傳播形成的，所以機械波的傳播需要介質(zhì),而電磁波是交替變化的電場和磁場由近及遠的傳播形成的而電磁波是交替變化的電場和磁場由近及遠的傳播形成的,所所以電磁波傳播不需要介質(zhì)
24、，故以電磁波傳播不需要介質(zhì)，故C項正確；機械波既有橫波又項正確；機械波既有橫波又有縱波有縱波,但是電磁波只能是橫波，其依據(jù)就是電磁波能夠發(fā)生但是電磁波只能是橫波，其依據(jù)就是電磁波能夠發(fā)生偏振現(xiàn)象偏振現(xiàn)象,偏振現(xiàn)象是橫波才有的，偏振現(xiàn)象是橫波才有的，D項錯誤項錯誤.真知灼見真知灼見解此題的關鍵是正確把握電磁波與機械波的幾點解此題的關鍵是正確把握電磁波與機械波的幾點區(qū)別：區(qū)別：電磁波電磁波機械波機械波研究研究對象對象產(chǎn)生產(chǎn)生波的波的特點特點波速波速介質(zhì)介質(zhì)需要需要能量能量傳播傳播電磁現(xiàn)象電磁現(xiàn)象力學現(xiàn)象力學現(xiàn)象由周期性變化的電場、由周期性變化的電場、磁場產(chǎn)生磁場產(chǎn)生由質(zhì)點由質(zhì)點(波源波源)的振動產(chǎn)生的振動產(chǎn)生橫波橫波縱波或橫波縱波或橫波在真空中等于光速在真空中等于光速(很大很大)在空氣中不大在空氣中不大(如聲波為如聲波為/s)不需要介質(zhì)不需要介質(zhì)(在真空中仍在真空中仍可傳播可傳播)必須有介質(zhì)必須有介質(zhì)(真空中不能真空中不能傳播傳播)電磁能電磁能機械能機械能
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