江苏省高考物理大一轮复习 第十三章（选修34）5 电磁波与相对论课件.ppt

第十三章选修3 4 第5讲电磁波与相对论 麦克斯韦 预言 横 赫兹 3 信息的传递 的发明揭开了电信的序幕 的发现又实现了无线通信 电磁波的频率越高 相同时间内传递的信息量越 4 摄像机和电视机1s内传送 幅画面 由于视觉暂留 我们感觉到的便是活动的影像 5 雷达是利用电磁波的 原理制成的 所以雷达用的是波长较短的 6 电磁波谱 按电磁波的 或 大小的顺序把各种波排列成谱 太阳辐射的能量主要集中在 和 三个区域 电报 电磁波 大 25 反射 微波 波长 频率 可见光 红外线 紫外线 7 伽利略相对性原理 在任何惯性系中都是相同的 8 狭义相对论的两个基本假设 1 在不同的惯性参考系中 一切物理规律都是相同的 2 真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的 9 相对论的时空观 经典物理学认为空间和时间之间 相对论则认为空间和时间与物质的运动 力学规律 狭义相对性原理 光速不变原理 没有联系 有关 1 恒定的电场不产生磁场 2 恒定的磁场不产生电场 3 均匀变化的磁场在周围空间产生稳定的电场 4 均匀变化的电场在周围空间产生稳定的磁场 5 周期性变化的电场产生周期性变化的磁场 6 周期性变化的磁场产生周期性变化的电场 麦克斯韦电磁场理论的基本思想 典题演示1下列关于电磁波的说法中 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 做变速运动的电荷可能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 c 解析 电磁波是电磁场这种物质在空间的传播 它既可在真空中传播 也可在介质中传播 a错误 当电场随时间均匀变化时产生稳定的磁场 稳定的磁场不能再产生电场 就不能形成电磁波 b错误 做非匀变速运动的电荷会产生变化的磁场 变化的磁场在其周围空间可能产生变化的电场 电场 磁场交替产生 向外传播的过程就形成了电磁波 c正确 麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在 赫兹通过实验证实了电磁波的存在 d错误 电磁波与机械波的区别 电磁波的特点 典题演示2 2016 北京卷 下列说法中正确的是 a 电磁波在真空中以光速c传播b 在空气中传播的声波是横波c 声波只能在空气中传播d 光需要介质才能传播 解析 光波属于电磁波 光波在真空中的速度也就是电磁波在真空中的速度 选项a正确 空气中的声波是振源的振动造成空气密度的变化而产生的 它存在密部和疏部 属于纵波 选项b错误 声波不仅仅能在空气中传播 在固体 液体中都可以传播 选项c错误 光波属于电磁波 电磁波是通过电磁场的交替变化传递的 不需要介质 选项d错误 a 1 电磁波谱的排列 产生机理 特性 用途可概括如下表 电磁波谱 2 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 3 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 射线都有部分重叠 典题演示3下列说法中正确的是 a 只有物体温度较高时 才能向外辐射红外线b 紫外线的主要作用是化学作用c 可见光比红外线容易发生衍射现象d x射线在磁场中偏转 穿透力较强 可用来进行人体透视 解析 一切物体都可以向外辐射红外线 a错误 紫外线有显著的生理作用 杀菌能力较强 紫外线有很强的荧光效应 可用来防伪 b正确 可见光的波长小于红外线的波长 所以红外线更容易发生衍射现象 c错误 x射线是电磁波 不带电 不能在磁场中偏转d错误 b 1 同时 的相对性在一个参考系中同时发生的两个事件 在另一个参考系看来是不同时的 这里有一个结论 地面上认为同时的两个事件 对于在沿着两个事件发生地的连线上运动的观察者来说 距离观察者更远的那个事件先发生 狭义相对论 大于 c 1 2016 全国卷 改编 关于电磁波 下列说法中正确的是 a 电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关b 周期性变化的电场和磁场可以相互激发 形成电磁波c 利用电磁波传递信号可以实现无线通信 但电磁波不能通过电缆 光缆传输d 电磁波可以由电磁振荡产生 若波源的电磁振荡停止 空间的电磁波随即消失 ab 解析 电磁波在真空中传播速度不变 与频率无关 选项a正确 电磁波由周期性变化的电场和变化的磁场互相激发得到 选项b正确 光是一种电磁波 光可在光导纤维中传播 选项c错误 电磁波具有能量 电磁振荡停止后 已形成的电磁波仍会在介质或真空中继续传播 选项d错误 2 2016 天津卷 我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星 它标志着我国雷达研究又创新的里程碑 米波雷达发射无线电波的波长在1 10m范围内 则下列有关该无线电波的说法中正确的是 a 米波的频率比厘米波频率高b 和机械波一样须靠介质传播c 同光波一样会发生反射现象d 不可能产生干涉和衍射现象 c 解析 根据波速 波长与频率的关系可知 波长越长的波 频率越低 所以米波的频率比厘米波的频率低 a错误 米波和厘米波都是无线电波 传播不需要介质 b错误 无线电波同光波一样能够发生反射 干涉和衍射现象 c正确 d错误 3 下列说法中正确的是 a 交通警察通过发射超声波测量车速 利用了波的干涉原理b 电磁波的频率越高 它所能携带的信息量就越大 所以激光可以比无线电波传递更多的信息c 单缝衍射中 缝越宽 衍射现象越明显d 地面上测得静止的直杆长为l 则在沿杆方向高速飞行的火箭中的人测得杆长应小于l bd 解析 交警通过发射超声波测量车速 利用了多普勒效应 a错误 电磁波能携带的信息量与其频率有关 频率越高 能携带的信息量就越大 b正确 由发生明显衍射条件知 c错误 根据爱因斯坦相对论可知 运动的物体长度变短 d正确 4 属于狭义相对论基本假设的是 在不同的惯性系中 a 真空中光速不变b 时间间隔具有相对性c 物体的质量不变d 物体的能量与质量成正比 解析 狭义相对论的两条假设分别是 在任何惯性系中真空中的光速不变和一切物理规律相同 a c 大于 解析 光在不同的惯性参考系中都是相同的 地面上的人看到光的传播速度为c 由于火车向前运动 光传到前壁运动的距离大于光传到后壁的距离 则光传到前壁的时间大于传到后壁的时间 6 2016 扬州中学4月质量监测 在利用单摆测重力加速度的实验中 若摆长为l 周期为t 则重力加速度的计算公式为g 按照狭义相对论的观点 若火箭以相对地面的速度v 迎着 光束飞行 设光速为c 则火箭上的观察者测出的光速为 c 7 2016 南京 盐城 连云港二模 如图 a 所示 竖直墙上挂着一面时钟 地面上静止的观察者a观测到钟的面积为s 另