1、第五节 电磁波 相对论简介第十四章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论一、电磁波的产生、发射和接收1麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场产生_，变化的电场产生_2电磁场：变化的电场和变化的磁场总是相互联系成为一个完整的整体，这就是电磁场电场磁场3电磁波：电磁场(电磁能量)由近及远地向周围传播形成电磁波(1)电磁波是横波，在空间传播_介质(2)真空中电磁波的速度为_ m/s.(3)电磁波能产生干涉、衍射、反射和折射等现象4电磁波的发射(1)发射条件：足够高的_和_(2)调制分类：调幅和调频不需要3.0108频率开放电路5电磁波的接收(1)调谐：使接收电路产生_的过程(2)解调：使声音或图像信号从_中
2、还原出来的过程电谐振高频电流 1.判断正误(1)电磁波以一定的速度在空间传播，在传播过程中满足 vf.()(2)电磁波同机械波一样能发生干涉、衍射、反射、折射等现象()(3)电谐振就是电磁振荡中的“共振”()(4)使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制()(5)尺缩效应和钟慢效应都是观测结果，都是相对的，在不同的参考系中观测，结果可能不同()(6)波长不同的电磁波在本质上不相同()(7)接收电路产生电谐振的过程叫做调幅()提示：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)二、电磁波谱无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线、射线等合起来构成了范围广阔的电磁波谱，如图所示三、相对论的简单知识1狭
3、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，一切物理规律都是_(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没有关系相同的相同的2相对论的质速关系(1)物体的质量随物体速度的增加而增大，物体以速度 v 运动时的质量 m 与静止时的质量 m0 之间有如下关系：m_(2)物体运动时的质量 m 总要_静止时的质量 m0.3相对论质能关系：用 m 表示物体的质量，E 表示它具有的能量，则爱因斯坦质能方程为：E_m01 vc2大于mc2 2.关于狭义相对论的说法，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
4、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ABC 电磁场理论 电磁波【知识提炼】1对麦克斯韦电磁场理论的理解2对电磁波的理解(1)电磁波是横波电磁波的电场 E、磁场 B、传播方向 v 三者两两垂直，如图所示(2)电磁波与机械波不同，机械波在介质中传播的速度与介质有关，电磁波在介质中传播的速度与介质和频率均有关【典题例析】(2016高考全国卷甲)关于电磁波，下列说法正确的是()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电磁波在真空中自由传播时，其传
5、播方向与电场强度、磁感应强度均垂直ABCD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E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解析：电磁波在真空中的传播速度为 3108 m/s，与电磁波的频率无关，A 项正确；周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场又产生周期性变化的电场，它们相互激发向周围传播，就形成了电磁波，B 项正确；电磁波是横波，因此其电场强度和磁感应强度均与传播方向垂直，C项正确；光是电磁波，利用光纤对光的全反射可以传播信息，D 项错误；波源的电磁振荡停止后，已发出的电磁波不会立即消失，还要继续传播一段时间，E 项错误
6、【跟进题组】考向 1 对电磁场理论的理解1关于电磁场和电磁波，下列说法不正确的是()A电磁波是纵波B电磁波的传播需要介质C电磁波能产生干涉和衍射现象D电磁波中电场和磁场的方向处处相互垂直E均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场ABE解析：电磁波是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动，其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面，为横波，且电场和磁场的方向处处相互垂直，故 A 错误、D 正确；电磁波的传播不需要介质，故 B 错误；干涉和衍射是波特有的现象，故 C 正确；均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场，故 E 错误考向 2 对电磁波的理解2(2016高考北京卷)下列说法正确的是
7、()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A解析：电磁波在真空中以光速 c3108 m/s 传播，A 项正确；在空气中传播的声波是纵波，B 项错误；声波不仅可以在空气中传播，也可以在液体、固体等介质中传播，C 项错误；光属于电磁波，可以在真空中传播，D 项错误(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
8、狭义相对论【知识提炼】1对“同时”的相对性的理解：“同时”具有相对性，即在同一个惯性系中不同地点同时发生的两个事件，在另一个惯性系中观察就不一定是同时发生的2对“长度的相对性”的理解：狭义相对论中的长度公式：ll01 vc2中，l0 是相对于杆静止的观察者测出的杆的长度，而 l 可认为杆沿杆的长度方向以速度 v 运动时，静止的观察者测量的长度，或观察者沿杆的长度方向以速度 v 运动时测出的杆的长度3对“时间间隔的相对性”的理解：时间间隔的相对性公式：t1 vc2中 是相对事件发生地静止的观察者测量同一地点的两个事件发生的时间间隔，而 t 则是相对于事件发生地以速度 v 运动的观察者测量同一地点
9、的同样两个事件发生的时间间隔也就是说：在相对运动的参考系中观测，事件变化过程的时间间隔变大了，这叫作狭义相对论中的时间膨胀(动钟变慢)4对相对论速度变换公式的理解：速度变换公式：u uv1uvc2.式中 u 是物体相对静止参考系的速度，v 是运动参考系相对静止参考系的速度，u是物体相对运动参考系的速度(u与 v同向取正值，反之取负值)【典题例析】(2016高考江苏卷)一艘太空飞船静止时的长度为 30 m，他以 0.6c(c 为光速)的速度沿长度方向飞行经过地球，下列说法正确的是()A飞船上的观测者测得该飞船的长度小于 30 mB地球上的观测者测得该飞船的长度小于 30 mC飞船上的观测者测得地
10、球上发来的光信号速度小于 cD地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于 cB解析：飞船上的观测者相对飞船静止，则他测得的是飞船的静止长度，即为 30 m，A 项错误；地球上的观测者看到飞船是运动的，根据长度的相对性得他看到飞船长度比静止时的长度小，B 项正确；根据光速不变原理得飞船上的观测者和地球上的观测者，观测到的光信号速度均为 c，C、D 项错误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)“动尺缩短”是沿运
11、动方向上的长度比其相对静止时测量的长度要短一些，在垂直于运动方向上的长度没有变化(3)“动钟变慢”是两个不同惯性系进行时间比较的结果，也是相对的，即两个惯性系中的观察者都发现对方的钟变慢了 如图所示，两艘飞船 A、B 沿同一直线同向飞行，相对地面的速度均为 v(v 接近光速 c)地面上测得它们相距为 L，则 A 测得两飞船间的距离_(选填“大于”“等于”或“小于”)L.当 B 向 A 发出一光信号，A 测得该信号的速度为_ 大于c(或光速)解析：根据长度的相对性得 LL01 vc2所以 A 测得两飞船间的距离 L0L1 vc2 L.根据狭义相对论的基本假设，光信号的速度为光速 c.本部分内容讲解结束 按ESC键退出全屏播放
