高考物理大一轮总复习 第三章 电磁波 相对论简介 新人教版选修34

第三章电磁波相对论简介第三章电磁波相对论简介考纲下载考纲下载考情上线考情上线1.变化的磁场产生电场、变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场、电变化的电场产生磁场、电磁波及其传播磁波及其传播2电磁波的产生、发射和电磁波的产生、发射和接收接收 3电磁波谱电磁波谱4狭义相对论的基本假设狭义相对论的基本假设 5质速关系、质能关系质速关系、质能关系6相对论质能关系式相对论质能关系式1.考查对麦克斯韦的两个基本考查对麦克斯韦的两个基本假设和电磁波概念的理解假设和电磁波概念的理解2理解电磁波谱的组成以及理解电磁波谱的组成以及各波段电磁波的性质、传播各波段电磁波的性质、传播特点与用途特点与用途3理解狭义相对论的基本假理解狭义相对论的基本假设，并能应用其处理简单的设，并能应用其处理简单的实际问题实际问题4掌握质速关系、质能关系掌握质速关系、质能关系两个公式，并能进行简单计两个公式，并能进行简单计算算.01主干回顾固基础知识点1变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场 电磁波的产生、发射、接收及其传播 1. 麦克斯韦电磁场理论的要点麦克斯韦电磁场理论的要点(1)变化的磁场变化的磁场(电场电场)能够在周围空间产生能够在周围空间产生_(磁场磁场)；(2)均匀变化的磁场均匀变化的磁场(电场电场)能够在周围空间产生能够在周围空间产生_的电的电场场(磁场磁场)；(3)振荡的磁场振荡的磁场(电场电场)能够在周围空间产生同频率的振荡电能够在周围空间产生同频率的振荡电场场(磁场磁场)电场电场稳定稳定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_ _，这就是电磁场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)vf对电磁波_(4)电磁波能产生反射、折射、_和衍射等现象完整的完整的整体整体不需要不需要3108同样适用同样适用干涉干涉4. 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振荡频率振荡频率开放开放5. 发射过程调制：在无线电传播技术中，首先将声音、图象等信息通过声电转换、光电转换等方式转化为电信号，但这种电信号频率较低，不能用来直接发射电磁波，所以要把传递的低频率电信号“加”到高频电磁波上，使电磁波的频率或振幅随各种信号而改变，_调制的两种方式：_使高频振荡的振幅随信号而改变叫做调幅；使高频振荡的频率随信号而改变叫做调频这种使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制这种使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制调幅和调频调幅和调频 (2)无线电波的发射由振荡器(常用LC振荡电路)产生高频振荡电流，用调制器将需传送的电信号调制到振荡电流上，再耦合到一个开放电路中激发出无线电波，向四周发射出去6. 电磁波的接收(1)电谐振：当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率_时，接收电路中产生的振荡电流最强，这种现象叫做电谐振(2)调谐：调谐电路的固有频率可以在一定范围内连续改变，将调谐电路的频率调节到与需要接收的某个频率的电磁波相同，即接收电路产生电谐振的过程叫做调谐相等相等 (3)检波：从接收到的高频振荡中分离出所携带的信号的过程叫做检波检波是调制的_，也叫_ (4)无线电波的接收：天线接收到所有的电磁波，经调谐选择出所需要的电磁波，再经检波提取出携带的信号，放大后再还原成声音或图象的过程逆过程逆过程解调解调7. 电磁波的应用(1)电视的基本原理：电视系统主要由摄像机和接收机组成，把图象各个部位分成一系列小点，称为像素，每幅图至少要有几十万像素摄像机将画面上各个部分的光点，根据明暗情况逐点逐行逐帧地变为强弱不同的信号电流，随电磁波发射出去电视机接收到电磁波后，经调谐、检波得到电信号，按原来的次序在显像管的荧光屏上形成图象中国电视广播标准采用每秒钟传送25帧画面，每帧由625条线组成 (2)雷达的基本原理：雷达是利用无线电波来测定物体位置的无线电设备，一般由天线系统、发射装置、接收装置、输出装置(显示器)、电源、用于控制雷达工作和处理信号的计算机以及防干扰设备等构成.知识点2电磁波谱1.定义按电磁波的波长从长到短分布是_、红外线、可见光、紫外线、X射线和射线，形成电磁波谱无线电波无线电波2电磁波谱的特性、应用电磁电磁波谱波谱频率频率/Hz真空中真空中波长波长/m特性特性应用应用递变递变规律规律无线无线电波电波103波动性强，波动性强，易发生衍射易发生衍射无线电技术无线电技术红外线红外线10111015103107_红外线红外线遥感遥感可见光可见光1015107引起视觉引起视觉照明、摄影照明、摄影紫外线紫外线10151017107109化学效应、化学效应、_、能杀菌能杀菌医用消毒、医用消毒、防伪防伪X射线射线101610191081011贯穿性强贯穿性强检查、检查、医用透视医用透视射线射线10191011贯穿本领贯穿本领最强最强工业探伤、医工业探伤、医用治疗用治疗热效应热效应荧光效应荧光效应知识点3狭义相对论的基本假设 质速关系、质能关系 相对论质能关系式 1. 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.大于大于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_.该式表明，物体的能量与质量之间成简单的正比关系mc2一、基础知识题组1. 电磁波的理解(多选)关于电磁波的叙述正确的是()A. 电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播B. 交变电流在远距离输电过程中也会形成电磁波C. 电磁波的波速在任何介质中都为光速D. 电磁波由真空进入介质中传播，波长会变长3. 电磁波的接收(多选)要接收到载有信号的电磁波，并通过耳机播放，在接受过程中必须经过下列过程中的()A调幅B调频C调谐 D检波解析：要接收到载有信号的电磁波，必须使接收电路产生电谐振，即调谐，而要使接收到的信号通过耳机播放，还需要检波过程，故CD正确答案：CD4. 狭义相对论的理解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：狭义相对论的两个基本假设分别为：爱因斯坦相对性原理和光速不变原理，因此选项A正确答案：A1. 频率和波长不同的电磁波，表现出不同的特性2. 电磁波谱中，不同波段的电磁波产生的机理不同虽然在电磁波谱中，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3. 实际应用当中，不同现象利用了电磁波的不同特性，研究问题时要格外注意02典例突破知规律考点1电磁场和电磁波深化考点解读：1电磁波与机械波的区别机械波机械波电磁波电磁波对象对象研究力学现象研究力学现象 研究电磁现象研究电磁现象周期性变化周期性变化的物理量的物理量位移随时间和空间位移随时间和空间周期性变化周期性变化电场强度电场强度E和磁感应强度和磁感应强度B随时随时间和空间周期性变化间和空间周期性变化机械波机械波电磁波电磁波传播传播传播需要媒质，波传播需要媒质，波速与媒质有关，与速与媒质有关，与频率无关，分横波频率无关，分横波和纵波两种和纵波两种传播无需媒质，在真空中波速传播无需媒质，在真空中波速总是总是c，在媒质中传播时，波速，在媒质中传播时，波速与媒质及频率都有关系，是横与媒质及频率都有关系，是横波波产生产生由质点由质点(波源波源)的振动的振动产生产生由周期性变化的电流由周期性变化的电流(电磁振荡电磁振荡)激发激发(2)影响电磁波传播速度的因素有哪些？提示：有波长、频率，其中波长与介质有关(3)同种介质一定是均匀的吗？举例说明提示：不一定，如地球周围的大气电(磁)场的产生变化的电场周围可以产生磁场，但此磁场可能稳定也可能变化，如果电场是均匀变化的，所产生的磁场将稳定不变(此磁场不会再产生电场)，所以我们可以说“变化的电场产生磁场”，但不能说“变化的电场产生变化的磁场”解析：由麦克斯韦电磁场理论知道，变化的电场可产生磁场，产生的磁场的性质是由电场的变化情况决定的：均匀变化的电场产生稳定的磁场，非均匀变化的电场产生变化的磁场，振荡的电场产生同频率振荡的磁场图A中电场不随时间变化，不会产生磁场；图B和图C中电场都随时间均匀变化，在周围空间产生稳定的磁场，这个磁场不能再激发电场，所以不能发射电磁波；图D中电场随时间不均匀地变化，能在周围空间产生变化的磁场，而此磁场的变化也是不均匀的，又能产生变化的电场，从而交织成一个不可分割的统一体，即形成电磁场，故能发射电磁波所以D正确答案：D易错提醒：本题易错选B、C，错误的原因是没有正确理解电磁波，误认为变化的电场产生磁场后就能形成电磁波