第58讲电磁波相对论简介

1、.第58讲电磁波相对论简介考情剖析考察内容考纲要求考察年份考察详情才能要求狭义相对论的根本假设狭义相对论时空观与经典时空观的区别、同时的相对性长度的相对性质能关系16年T12B1选择，长度的相对性17年T12B1选择，同时的相对性,理解知识整合一、麦克斯韦电磁场理论1麦克斯韦电磁场理论1变化的磁场电场可以在周围空间产生_；2均匀变化的磁场电场可以在周围空间产生稳定的_；3振荡的磁场电场可以在周围空间产生同_的振荡电场磁场2电磁场和电磁波：变化的电场和磁场总是互相联络的，形成一个不可分割的统一体，即为电磁场_由近及远的传播就形成了电磁波3电磁波的特点1电磁波是_波在传播方向的任一点E和B随时间作

2、正弦规律变化，E与B彼此垂直且与传播方向垂直2电磁波的传播速度vf，在真空中的传播速度等于_速3_预言了电磁波的存在_证实了电磁波，测出了波长和频率，证实传播速度等于光速；验证电磁波能产生反射、折射、衍射和干预4对麦克斯韦电磁场理论的进一步理解二、电磁波的发射1有效地向外发射电磁波的振荡电路应具备的特点1要有足够高的振荡_理论的研究证明，振荡电路向外界辐射能量的本领与频率的四次方成正比；2振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的_，才能有效地把电磁场的能量传播出来2发射电磁波的目的：传递信息信号把要传递的低频率电信号“加到高频电磁波上，使电磁波随各种信号而改变叫做调制其中，使高频振荡的电磁波振

3、幅随信号而改变叫做_；使高频振荡的电磁波频率随信号而改变叫做_三、电磁波的传播电磁波以横波形式传播，其传播不需要_，传播方式有天波、地波和空间波又称直线波传播速度和频率、波长的关系为_四、电磁波的接收使接收电路产生电谐振的过程叫做_五、电磁波的传播及波长、频率、波速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一样的都等于光速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3vf，f是电磁波的频率，即为发射电磁波的LC振荡电路的频率f，改变L或C即可改变f，从而改变电磁波的波长.六、电磁波与机械波的比较名称工程电磁波机械波研究对象电磁现象力

4、学现象产生由周期性变化的电场、磁场产生由质点波源的振动产生波的特点横波纵波或横波波速在真空中等于光速很大c3×108 m/s在空气中不大如声波波速一般为340 m/s介质需要不需要介质在真空中仍可传播必须有介质真空中不能传播能量传播电磁能机械能七、电磁波谱1无线电波、_、可见光、_、伦琴射线、射线合起来构成了范围广阔的电磁波谱，如下图说明：波长从大到小排列顺序为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线各种电磁波中，除可见光以外，相邻两个波段间都有_2电磁波谱的特性、应用电磁波谱频率/Hz真空中波长/m特性应用递变规律无线电波<3×1011>103波动性强

5、，易发生衍射无线电技术红外线10111015103107红外线遥感可见光1015107引起视觉照明、摄影紫外线10151017107109化学效应、能杀菌医用消毒、防伪X射线101610191081011贯穿性强检查、医用透视射线>1019<1011贯穿本领最强工业探伤、医用治疗,衍射才能减弱直线传播才能增强3.对电磁波谱的两点说明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，易发生干预、衍射现象；波长较短的紫外线、X射线、射线等，穿透才能较强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限，如紫外线和X射线，X射线和射线都有重叠八、经典时空观1惯性

6、参考系但凡牛顿定律成立的参考系，称为惯性参考系，简称惯性系2伽利略相对性原理对于所有的惯性系，力学规律都是一样的3经典时空观绝对时空观时间和空间彼此独立、互不关联，且不受物质或运动的影响4经典力学的几个根本结论1同时的绝对性；2时间间隔的绝对性；3空间间隔 的绝对性九、狭义相对论的两个根本假设1狭义相对论原理：在不同的惯性参考系中，一切物理定律都是_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_的十、狭义相对论的时空观1_的相对性；2_的相对性1一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小2在垂直于运动方向上，杆的长度没有变化3长度的变短是相对的假如两条平行的杆在沿自己的长

7、度方向做相对运动，与它们一起运动的两位观察者都会认为对方的杆缩短了3时间间隔的相对性十一、质能方程物体是具有能量的，并且物体的能量与其本身的质量有关，且关系为_，其中m是物体的质量，E是物体具有的能量方法技巧释难答疑的金钥匙考点1麦克斯韦电磁场理论的根本思想【典型例题1】根据麦克斯韦的电磁场理论，以下表达中不正确的选项是 A教室中开亮的日光灯周围空间必有磁场和电场 B工作时打点计时器必有磁场和电场 C稳定的电场产生稳定的磁场，稳定的磁场激发稳定的电场 D电磁波在传播过程中，电场方向、磁场方向和传播方向三者互相垂直考点2电磁波的特点【典型例题2】以下说法中正确的选项是 A电磁波在真空中以光速c传

8、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考点3电磁波谱【典型例题3】电磁波在日常生活和消费中已经被大量应用了下面正确的选项是 A雷达是利用声波的反射来测定物体位置的 B银行的验钞机和家用电器的遥控器发出的光都是紫外线 C微波炉能快速加热食物是利用红外线具有显著的热效应 D机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪是利用X射线的穿透本领考点4狭义相对论【典型例题4】用相对论的观点判断，以下说法不正确的选项是 A时间和空间都是绝对的，在任何参考系中一个事件发生的时间和一个物体的长度总不会改变 B在地面上的人看来，以6 km/s的速度运动的飞船中的时钟会变慢，但是飞船中

9、的宇航员却看到时钟是准确的 C在地面上的人看来，以6 km/s的速度运动的飞船在运动方向上会变窄，而飞船中的宇航员却感觉到地面上的人看起来比飞船中的人扁一些 D当物体运动的速度vc时，“时间膨胀和“长度收缩效果可忽略不计1.16年江苏高考一艘太空飞船静止时的长度为30 m，它以0.6cc为光速的速度沿长度方向飞行越过地球，以下说法正确的选项是 A飞船上的观测者测得该飞船的长度小于30 m B地球上的观测者测得该飞船的长度小于30 m C飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于c D地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于c2.17年江苏高考多项选择接近光速飞行的飞船和地球上各有一只一样

10、的铯原子钟，飞船和地球上的人观测这两只钟的快慢，以下说法正确的有 A飞船上的人观测到飞船上的钟较快 B飞船上的人观测到地球上的钟较慢 C地球上的人观测到地球上的钟较快 D地球上的人观测到飞船上的钟较慢当堂检测1.多项选择以下说法正确的选项是 A麦克斯韦提出电磁场理论，并用实验证实了电磁波的存在 B变化的电场一定产生变化的磁场，变化的磁场一定产生变化的电场 C随身携带的挪动 既有电磁波接收装置，同时又有电磁波发射装置 D声音信号需要经过“调制过程，加到高频的电磁波上才能发射出去2现代生活中，人们已更多地与电磁波联络在一起，并且越来越依赖于电磁波，关于电磁场和电磁波，以下说法正确的选项是 A把带电

11、体和永磁体放在一起，即可以在其周围空间中产生电磁波 B手机、电视、光纤通信都是通过电磁波来传递信息的 C医院中用于检查病情的“B超是利用了电磁波的反射原理 D车站、机场平安检查时“透视行李箱的安检装置是利用红外线实现成像的3多项选择以速度u高速远离地球的宇宙飞船发出频率为的单色光，真空中光速为c，那么第3题图 A该光相对飞船的速度等于cu B该光相对飞船的速度等于c C地球上承受到该光的频率大于 D地球上承受到该光的频率小于4如下图，沿平直铁道路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第4题图 A同

12、时被照亮 BA先被照亮 CC先被照亮 D无法判断516年南京模拟如下图，宽度为l的宇宙飞船沿其长度方向以速度vv接近光速c远离地球，飞船发出频率为的单色光地面上的人接收到光的频率_选填“大于、“等于或“小于，看到宇宙飞船宽度_选填“大于、“等于或“小于l.第5题图第58讲电磁波相对论简介知识整合根底自测一、1.1电场磁场2电场磁场3频率2电磁场3.1横2光3麦克斯韦赫兹二、1.1频率2空间2.调幅调频三、介质cf四、调谐七、1.红外线紫外线重叠九、1.一样2.一样十、1.同时2.长度十一、Emc2方法技巧·典型例题1· C【解析】教室中开亮的日光灯、工作时打点计时器用的振荡

13、电流，在其周围产生振荡磁场和电场，应选项A、B正确；稳定的电场不会产生磁场，应选项C错误；电磁波是横波，电场方向、磁场方向和传播方向互相垂直，应选项D正确·典型例题2·A【解析】电磁波在真空中的传播速度与光在真空中传播速度相等，都等于光速c，故A正确；在空气中传播的声波是纵波，故B 错误；声波不仅在空气中可以传播，在其他介质中也可以传播，故C 错误；光在真空中也可以传播，不需要介质，故D错误·典型例题3·D【解析】雷达是利用微波的反射来测定物体位置的，A错误遥控器采用的是红外线不是紫外线；故B错误；微波炉是利用了微波的频率与水的频率相接近，从而使水振动而

14、发热的；故C错误；机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪是利用X射线的穿透本领；故D正确；应选D.·典型例题4·A【解析】由相对论知，时间和空间都是相对的，所以A项不正确·变式训练1·B【解析】飞船上的观测者测得该飞船的长度是静止时的长度，等于30 m，故A错误；地球上的观测者测得该飞船的长度ll024 m，所以B正确；根据狭义相对论的光速不变原理，飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度等于c，地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度也等于c，故C、D错误·变式训练2·AC【解析】飞船相对于地球高速运动，所以地球上的人观察飞船的时间较

15、慢，而地球相对于飞船高速运动，所以飞船上的人认为地球上的时钟较慢，所以A、C正确，B、D错误当堂检测1CD【解析】麦克斯韦提出电磁场理论，赫兹用实验证实了电磁波的存在，选项A错误；变化的电场一定产生磁场，变化的磁场一定产生电场，选项B错误；挪动 可以收到信息，同时也能发出信息；故既有电磁波接收装置，同时又有电磁波发射装置；故C正确；声音信号需要经过“调制过程，加到高频的电磁波上形成载波信号才能发射出去，故D正确；应选CD.2B【解析】要产生电磁波，必需要有变化的磁场与变化的电场，即电磁场，电磁场在介质中传播产生电磁波，A错误；通过电磁波可以实现各种通信，B正确；“B超是利用了超声波的反射原理，C错误；车站、机场平安检查时“透视行李箱的安检装置是利用X射线实现成像的，D错误