高考物理总复习（高考备考导航+基础要点整合+解题素能培养+考点核心突破+训练高效提能）11.5 电磁波与相对论课件.ppt

第五节电磁波与相对论 一 电磁场与电磁波 知识梳理1 麦克斯韦电磁场理论 恒定 变化 频率 恒定 变化 频率 2 电磁场 变化的电场和变化的磁场总是相互联系成为不可分离的统一体 这就是电磁场 3 电磁波 1 形成 电磁场由近及远地传播形成电磁波 2 特点 电磁波是波 在空间传播介质 真空中电磁波的速度为m s 电磁波的传播速度v等于波长 和频率f的 即v 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 不需要 3 0 108 乘积 越小 f 横 自主检测1 关于麦克斯韦的电磁场理论 下列说法正确的是a 稳定的电场产生稳定的磁场b 均匀变化的电场产生均匀变化的磁场 均匀变化的磁场产生均匀变化的电场c 变化的电场产生的磁场一定是变化的d 振荡的电场周围空间产生的磁场也是振荡的答案d 二 无线电波的发射和接收 知识梳理1 发射电磁波的条件 1 要有足够高的 2 电路必须 使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间 2 调制 有和两种方式 振荡频率 开放 调频 调幅 3 无线电波的接收 1 当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时 激起的振荡电流 这就是电谐振现象 2 使接收电路产生电谐振的过程叫做 3 从经过调制的高频振荡中 检 出调制信号的过程 叫做 检波是的逆过程 也叫做 最强 调谐 检波 调制 解调 自主检测2 下列说法正确的是a 振荡电路的频率越低 发射电磁波的本领越大b 使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调c 当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时 接收电路中产生的振荡电流最强d 电磁波无法携带信息传播答案c 三 电磁波谱 知识梳理1 电磁波谱 按照电磁波的或大小的顺序把它们排列成谱 叫做电磁波谱 2 电磁波谱按波长由大到小的排列顺序为 红外线 可见光 紫外线 x射线 射线 3 各种电磁波的特性 红外线热效应显著 紫外线化学 生理作用显著并能产生荧光效应 x射线穿透本领很大 射线穿透本领更大 波长 频率 无线电波 微波 自主检测3 关于电磁波谱 下列说法正确的是a 电磁波中最容易表现出干涉 衍射现象的是无线电波b 紫外线的频率比可见光低 长时间照射可以促进钙的吸收 改善身体健康c x射线和 射线的波长比较短 穿透力比较强d 线外线的显著作用是热作用 温度较低的物体不能辐射红外线答案ac 四 相对论 知识梳理1 狭义相对论的基本假设 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的 2 时间和空间的相对性 1 同时 的相对性 同时是的 与参考系的运动有关 相同 相同 相对 自主检测4 关于狭义相对论的说法 不正确的是a 狭义相对论认为在不同的惯性参考系中 一切物理规律都是相同的b 狭义相对论认为在一切惯性参考系中 光在真空中的速度都等于c 与光源的运动无关c 狭义相对论只涉及无加速运动的惯性系d 狭义相对论任何情况下都适用答案d 1 下列关于电磁波的说法正确的是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 考点一对麦克斯韦电磁场理论和电磁波的理解 2 目前雷达发射的电磁波频率多在200mhz至1000mhz的范围内 请回答下列关于雷达和电磁波的有关问题 雷达发射电磁波的波长范围是多少 能否根据雷达发出的电磁波确定雷达和目标间的距离 解析 1 如果电场 或磁场 是均匀变化的 产生的磁场 或电场 是恒定的 不能产生新的电场 磁场 因而不能产生电磁波 a正确 c错误 电磁波的传播速度跟介质有关 频率由波源决定 同一频率的电磁波在不同介质中波长不等 由v f知不同介质中波的传播速度不同 b错误 电磁波在同种均匀介质中才能沿直线传播 d错误 答案 1 a 2 0 3m 1 5m 能 1 2013 四川理综 下列关于电磁波的说法 正确的是a 电磁波只能在真空中传播b 电场随时间变化时一定产生电磁波c 做变速运动的电荷会在空间产生电磁波d 麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在 突破训练 解析电磁波的传播不需要介质 能够在真空中传播 并不是只能在真空中传播 a错误 均匀变化的电场 产生恒定的磁场 并不能生成电磁波 b错误 如果做变速运动的电荷产生非均匀变化的磁场 可以生成电磁波 c正确 赫兹利用实验第一次验证了电磁波的存在 d错误 答案c 考点二电磁波谱分析及电磁波的应用 直线传播能力增强 衍射能力减弱 特别提醒 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 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 但它们产生的机理不同 下列说法中正确的是a 红外线 紫外线 伦琴射线和 射线在真空中传播的速度均一样 均为3 108m sb 红外线应用在遥感技术中 是利用它穿透本领强的特性c 紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度d 日光灯是紫外线的荧光效应的应用 解析 不同波长的电磁波在真空中的传播速度均为c 红外线在遥感技术中用到了它的衍射现象 紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度 利用紫外线的荧光效应可以制成日光灯 由此可知a c d正确 答案 acd 2 关于电磁波 下列说法正确的是a 雷达是用x光来测定物体位置的设备b 用红外线照射时 大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光c 利用红外线的热效应对物体进行烘干d 利用红外线波长较长 容易发生衍射的特点进行远距离和高空摄影解析雷达是用微波来测定物体位置的 a错 紫外线才能使荧光物质发光 b错 由红外线的特点可知 c d均对 答案cd 突破训练 1 如图11 5 1所示 沿平直铁路线有间距相等的三座铁塔a b和c 假想有一列车沿ac方向以接近光速行驶 当铁塔b发出一个闪光 列车上的观测者测得a c两铁塔被照亮的顺序是a 同时被照亮b a先被照亮c c先被照亮d 无法判断 图11 5 1 考点三狭义相对论的简单应用 2 一个以2 108m s的速度运动着的球 半径为a 试分析静止着的人观察球会是什么样的形状 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 解析 1 列车上的观察者看到的是由b发出后经过a和c反射的光 由于列车在这段时间内向c运动靠近c 而远离a 所以c的反射光先到达列车上的观察者 看到c先被照亮 故只有c正确 答案 1 c 2 椭球 3 3昼夜 规律总结狭义相对论问题的求解技巧 1 解决 同时 的相对性问题 可从三个方面入手 令观察者静止 判断被观察者因相对运动而引起的位置变化 结合光速不变原理 分析光传播到两个事件所用的时间 光先传播到的事件先发生 光后传播到的事件后发生 2 解决长度的相对性问题应当注意 动尺缩短 是沿运动方向上的长度比其相对静止时测量的长度要短一些 这种长度收缩并非幻觉 并非看上去短了 它的确变短了 它与物体的具体组成和结构无关 当物体运动的速度越接近光速时 这种收缩效应就变得越显著 在具体计算中要明确 长度收缩指的是只在物体运动方向上的长度收缩 在垂直于运动方向上的长度没有变化 3 解决时间间隔的相对性应注意 动钟变慢 是两个不同惯性系进行时间比较的一种效应 不要认为是时钟的结构或精度因运动而发生了变化 运动时钟变慢完全是相对的 在它们上面的观察者都将发现对方的钟变慢了 随堂演练 1 应用麦克斯韦的电磁场理论判断如下图所示的表示电场产生磁场 或磁场产生电场 的关系图象中 每个选项中的上图是表示变化的场 下图表示变化的场产生的另外的场 正确的是 答案bc 2 2014 四川省成都模拟 下列说法正确的是a 用同一装置观察光的双缝干涉现象 蓝光的相邻条纹间距比红光的大b 根据麦克斯韦的电磁场理论 变化的电场周围一定可以产生电磁波c 在光导纤维束内传送图像是利用光的色散现象d 真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的 答案d 3 2014 徐州摸底 下列说法正确的是a 相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关b 声源向静止的观察者运动 观察者接收到的频率小于声源的频率c 用同一装置观察光的双缝干涉现象 蓝光的相邻条纹间距比红光的小d 拍摄玻璃橱窗内的物品时 往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度 解析相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关 选项a正确 声源向静止的观察者运动 观察者接收到的频率大于声源的频率 选项b错误 根据双缝干涉条纹间距公式 用同一装置观察光的双缝干涉现象 蓝光的相邻条纹间距比红光的小 选项c正确 拍摄玻璃橱窗内的物品时 往往在镜头前加一偏振片以减少玻璃表面反射光进入镜头的强度 选项d错误 答案ac 4 解答下列关于电磁波的问题 1 下列说法正确的是a 电磁波传播不需要介质 机械波传播需要介质b 电磁波在任何介质中的传播速率都相同 机械波在同一介质中的传播速率相同c 电磁波与机械波都不能产生干涉现象d 电磁波与机械波都能产生衍