高考物理一轮总复习(鲁科版)课件：第十二章第三节.ppt

第三节电磁波相对论,第十二章光电磁波相对论,一、电磁场与电磁波1.麦克斯韦电磁场理论变化的磁场能够在周围空间产生_,变化的电场能够在周围空间产生_.,电场,磁场,2.电磁场变化的电场在周围空间产生磁场,变化的磁场在周围空间产生电场,变化的电场和磁场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)由近及远地传播形成电磁波.,(1)电磁波是_波,在空间传播_介质.(2)真空中电磁波的速度为_m/s.二、无线电波的发射与接收1.无线电波的发射(1)要向外发射无线电波,振荡电路必须具有如下特点：第一,要有_的频率;第二,采用_电路,横,不需要,3.0108,足够高,开放,使电场和磁场分散到尽可能大的空间.(2)利用无线电波传递信号,要求发射的无线电波随信号而改变.使无线电波随各种信号而改变叫_.常用的调制方法有_和_两种.使高频振荡的振幅随信号而改变叫做_,经过调幅以后发射出去的无线电波叫做_.,调制,调幅,调频,调幅,调幅波,使高频振荡的频率随信号而改变叫做_,经过调频以后发射出去的无线电波叫做调频波.2.无线电波的接收(1)当接收电路的固有频率跟接收到的无线电波的频率_时,激起的振荡电流_,这就是电谐振现象.,调频,相同,最强,(2)使接收电路产生电谐振的过程叫做_,能够调谐的接收电路叫做_电路.(3)从经过调制的高频振荡中“检”出调制信号的过程,叫做_.检波是调制的逆过程,也叫做_.,调谐,调谐,检波,解调,三、电磁波谱1.电磁波谱：按照电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱叫做电磁波谱.按波长由长到短排列的电磁波谱为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线.,2.无线电波：波长大于_(频率小于300GHz)的电磁波是无线电波,主要用于通信和广播.3.红外线：红外线是一种光波,波长比无线电波_,比可见光_,所有物体都会发射_,红外线的主要作用是_,可用于勘测地热、寻找水源、监视森林火情、预报风暴和寒潮等.,1mm,短,长,红外线,发热,4.可见光：波长在_到_之间.5.紫外线：紫外线具有较高的能量,可以灭菌消毒,太阳光里有许多紫外线,人体接受适量的紫外线照射,能促进钙的吸收.,700nm,400nm,6.X射线和射线(1)X射线能够穿透物质,在医学上,可用于人体内脏透视,在工业上,可用于检查金属零件内部的缺陷.(2)射线具有很高的能量,能够破坏生命物质,在医学上可以摧毁病变细胞治疗癌症.射线的穿透能力很强,可用于探测金属内部的缺陷.,四、相对论1.经典相对性原理(1)牛顿运动定律在某个参考系中成立,这个参考系叫_,相对于这个惯性系做匀速直线运动的另一个参考系也是惯性系.(2)伽利略相对性原理力学规律在任何惯性系中都是_.,惯性系,相同的,2.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,一切物理定律都是_.(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_,光速与光源、观测者间的相对运动_关系.,相同的,相同的,没有,4.相对论的质能关系用m表示物体的质量,E表示它具有的能量,则爱因斯坦的质能方程为：Emc2.,思考感悟回旋加速器是将粒子加速的仪器,能够借助它将粒子无限加速吗？提示：回旋加速器中被加速的粒子,在速度增大后质量增大,因此做圆周运动的周期变大,它的运动与加在D形盒上的交变电压不再同步,回旋加速器粒子的能量受到了限制,故不可能无限制加速.,一、电磁场与电磁波的理解1.电磁场理论分析总结,2.对电磁波的理解(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.电磁波与机械波的比较,名师点睛：(1)同一电磁波在不同介质中传播时，频率不变(频率由波源决定),波速、波长发生改变,在介质中的速度都比在真空中速度小.(2)电磁波可以脱离“波源”而独立存在,电磁波发射出去以后,产生电磁波的波源停止发射后,在空间的电磁波仍继续传播.,即时应用1.声波和电磁波均可传递信息,且都具有波的共同特征.下列说法正确的是()A.声波的传播速度小于电磁波的传播速度B.声波和电磁波都能引起鼓膜振动,C.电磁波都能被人看见,声波都能被人听见D.二胡演奏发出的是声波,而电子琴演奏发出的是电磁波,解析：选A.声波属于机械波,其传播需要介质,传播速度小于电磁波的传播速度;鼓膜的振动是空气的振动带动的;电磁波的传播不需要介质,人耳听不到电磁波;二胡和电子琴发出的都是声波,所以只有选项A正确.,二、相对论的简单知识1.狭义相对论的两条基本原理(1)狭义相对性原理：物理规律(力学、电磁学、光学等)对于所有惯性系都具有相同的形式.(2)光速不变原理：在任何惯性系中,光在真空中的速度恒为c,与光源的运动和观测者的运动无关.,6.广义相对论(1)基本原理广义相对性原理：在任何参考系(包括非惯性系)中,物理规律都是相同的.等效原理：匀加速参考系中的惯性力场与均匀引力场不可区分.(2)广义相对论的预言与证实时空弯曲.光线弯曲.引力红移.,即时应用2.如图1231所示,强强乘坐速度为0.9c(c为光速)的宇宙飞船追赶正前方的壮壮,壮壮的飞行速度为0.5c,强强向壮壮发出一束光进行联络,则壮壮观测到该光束的传播速度为(),A.0.4cB.0.5cC.0.9cD.1.0c图1231解析：选D.根据爱因斯坦相对论,在任何参考系中,光速是不变的.D项正确.,题型1麦克斯韦电磁场理论的理解根据麦克斯韦电磁场理论,下列说法中正确的有()A.恒定的电场周围产生恒定的磁场,恒定的磁场周围产生恒定的电场,B.变化的电场周围产生变化的磁场,变化的磁场周围产生变化电场C.均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场,均匀变化的磁场周围产生均匀变化的电场D.均匀变化的电场周围产生稳定的磁场,均匀变化的磁场周围产生稳定的电场,【思路点拨】根据麦克斯韦电磁理论内容,抓住“变化”这一核心进行判断.,【解析】麦克斯韦的电磁场理论的核心内容是：变化的电场周围产生磁场;变化的磁场周围产生电场.对此理论全面正确的理解为：不变化的电场周围不产生磁场;变化的电场周围可以产生变化的磁场,也可以产生不变化的磁场;,均匀变化的电场周围产生稳定的磁场,由变化的磁场产生电场的规律与以上类似,故正确答案为D.【答案】D,【规律总结】紧紧抓住麦克斯韦电磁场理论的要点,并深刻理解.不变化的电场周围不产生磁场,变化的电场周围一定产生磁场,但如果电场是均匀变化的,产生的磁场是恒定的,如果电场是周期性(振荡)变化的,产生的磁场将是同频率的周期性(振荡)变化的磁场,反之也成立.,题型2电磁波的产生及应用解答下列关于电磁波的问题：(1)在如图1232所示振荡电流的图象中,表示电容器充电过程的有_;线圈中有最大电流的点为_;电场能转化为磁场能的过程有_.,图1232(2)列举下列三种电磁波的一种应用：红外线_紫外线_X射线_,(3)某居住地A位于某山脉的一边,山脉的另一边P处建有一无线电波发射站,如图1233所示.该发射站可发送频率为400kHz的中波和频率为400MHz的微波,已知无线电波在空气中的传播速度都为3108m/s,求：图1233,【思路点拨】解答此题需应用以下几方面知识：(1)LC振荡电路的工作过程和能量转化.(2)各种波长范围的电磁波的应用.(3)波长、频率、波速的关系和传播特点.,【解析】(1)电流减小的过程都是充电过程,故充电过程为ab、cd、ef.线圈中有最大电流的点为a、c、e.电容器放电时,电场能转化为磁场能,此时应是电流增大的过程,即bc、de.(2)红外线主要是热作用,如红外线烤箱.紫外线有荧光和杀菌作用,如验钞机,消毒.,【答案】见解析,【规律总结】(1)电流跟磁场对应,电荷量跟电场对应.而电压跟电荷量变化趋向一致,故据图示电压的变化可得到磁场能的变化.由能量守恒得电场能的变化,再据电流与电场能的对应关系得电流的变化.,(2)频率和波长不同的电磁波,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、X射线、射线等,穿透能力较强.,题型3相对论的简单应用惯性系S中有一边长为l的正方形(