高考物理總復(fù)習(xí) 第十四章 電磁波 相對論簡介課件 新人教版選修34

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1、考綱要求考綱要求考綱解讀考綱解讀變化的磁場產(chǎn)生電場，變化變化的磁場產(chǎn)生電場，變化的電場產(chǎn)生磁場的電場產(chǎn)生磁場 電磁波及其傳播電磁波及其傳播 電磁波的產(chǎn)生、發(fā)射和接收電磁波的產(chǎn)生、發(fā)射和接收 電磁波譜、狹義相對論的基電磁波譜、狹義相對論的基本假設(shè)本假設(shè) 質(zhì)速關(guān)系、質(zhì)能關(guān)系質(zhì)速關(guān)系、質(zhì)能關(guān)系 相對論質(zhì)能關(guān)系式相對論質(zhì)能關(guān)系式 本部分內(nèi)容知識點瑣碎本部分內(nèi)容知識點瑣碎，電磁波問題多聯(lián)系前面波，電磁波問題多聯(lián)系前面波的知識綜合考查，相對論問的知識綜合考查，相對論問題多注重基礎(chǔ)知識、基本公題多注重基礎(chǔ)知識、基本公式的考查，高考多以選擇、式的考查，高考多以選擇、填空題形式出現(xiàn)填空題形式出現(xiàn).(對應(yīng)學(xué)生用書

2、P230)一、電磁場與電磁波1麥克斯韋電磁場理論變化的磁場能夠在周圍空間產(chǎn)生電場，變化的電場能夠在周圍空間產(chǎn)生磁場2電磁場變化電場在周圍空間產(chǎn)生磁場，變化磁場在周圍空間產(chǎn)生電場，變化的電場和磁場成為一個完整的整體，這就是電磁場3電磁波電磁場(電磁能量)由近及遠(yuǎn)地傳播形成電磁波(1)電磁波是橫波，在空間傳播不需要介質(zhì)(2)真空中電磁波的速度為3108 m/s.電磁波不同于機械波，機械波傳播必須有介質(zhì)，而電磁波傳播不需介質(zhì)，機械波的波速僅取決于介質(zhì)，而電磁波的波速與介質(zhì)及波的頻率均有關(guān)系二、無線電波的發(fā)射和接收1發(fā)射電磁波的條件：(1)要有足夠高的頻率；(2)電路必須開放，使振蕩電路的電場和磁場分

3、散到盡可能大的空間2調(diào)制有調(diào)幅和調(diào)頻兩種方式，解調(diào)是調(diào)制的逆過程三、電磁波譜電磁波譜電磁波譜特性特性應(yīng)用應(yīng)用真空中波長真空中波長遞變規(guī)律遞變規(guī)律無線電波無線電波容易發(fā)生容易發(fā)生衍射衍射通信和通信和廣播廣播大于大于1 mm紅外線紅外線熱效應(yīng)熱效應(yīng)紅外線紅外線遙感遙感小于小于1 mm大于大于700 nm可見光可見光引起視覺引起視覺照明等照明等700 nm到到400 nm之間之間紫外線紫外線化學(xué)效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)、熒光效應(yīng)、熒光效應(yīng)、能殺菌能殺菌滅菌消毒、滅菌消毒、防偽防偽5 nm到到370 nm之間之間X射線射線穿透能力強穿透能力強醫(yī)用透視、醫(yī)用透視、安檢安檢0.01 nm到到10 nm之間之間射線射

4、線穿透能力穿透能力很強很強工業(yè)探傷、工業(yè)探傷、醫(yī)用治療醫(yī)用治療小于小于0.01 nm (1)頻率和波長不同的電磁波，表現(xiàn)出不同的特性其中波長較長的無線電波和紅外線等，易發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象；波長較短的紫外線、X射線、射線等，穿透能力較強(2)電磁波譜中，相鄰兩波段的電磁波的波長并沒有很明顯的界線，如紫外線和X射線、X射線和射線都有重疊，但它們產(chǎn)生的機理不同(對應(yīng)學(xué)生用書P231)要點一對麥克斯韋電磁場理論與電磁波的理解1.對麥克斯韋電磁場理論的理解下列關(guān)于電磁波的說法正確的是()A均勻變化的磁場能夠在空間產(chǎn)生電場B電磁波在真空和介質(zhì)中傳播速度相同C只要有電場和磁場，就能產(chǎn)生電磁波D電磁波在同種介

5、質(zhì)中只能沿直線傳播解析如果電場(或磁場)是均勻變化的，產(chǎn)生的磁場(或電場)是恒定的，不能產(chǎn)生新的電場(磁場)，因而不能產(chǎn)生電磁波，A正確，C錯誤；電磁波的傳播速度跟介質(zhì)有關(guān)，頻率由波源決定，同一頻率的電磁波在不同介質(zhì)里波長不等，由vf知不同介質(zhì)中波的傳播速度不同，B錯誤；波發(fā)生衍射現(xiàn)象時，不再沿直線傳播，波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是：障礙物或孔的尺寸大小跟光的波長差不多或比波長還要小，D錯誤答案A要點二電磁波與機械波的區(qū)別波別波別項目項目電磁波電磁波機械波機械波研究對象研究對象電磁現(xiàn)象電磁現(xiàn)象力學(xué)現(xiàn)象力學(xué)現(xiàn)象產(chǎn)生產(chǎn)生由周期性變化的電場、由周期性變化的電場、磁場產(chǎn)生磁場產(chǎn)生由質(zhì)點由質(zhì)點(波源波源)

6、的振動產(chǎn)生的振動產(chǎn)生縱、橫波縱、橫波橫波橫波縱波或橫波縱波或橫波波速波速(1)在真空中等于光速在真空中等于光速(很大很大) (2)在透明介質(zhì)在透明介質(zhì)中的傳播速度比真空中中的傳播速度比真空中的小，且頻率越大，波的小，且頻率越大，波速越小速越小(1)在空氣中很小在空氣中很小(如聲波為如聲波為340 m/s) (2)在固體、液體中的傳播在固體、液體中的傳播速度比在空氣中的大，與頻率無速度比在空氣中的大，與頻率無關(guān)關(guān)介質(zhì)介質(zhì)不需要介質(zhì)不需要介質(zhì)(在真空中在真空中仍可傳播仍可傳播)必須有介質(zhì)必須有介質(zhì)(真空中不能傳播真空中不能傳播)能量形式能量形式電磁能電磁能機械能機械能類比是一種有效的學(xué)習(xí)方法，通過

7、歸類和比較，有助于掌握新知識，提高學(xué)習(xí)效率在類比過程中，既要找出共同之處，又要抓住不同之處某同學(xué)對機械波和電磁波進(jìn)行類比，總結(jié)出下列內(nèi)容，其中不正確的是()A機械波的頻率、波長和波速三者滿足的關(guān)系，對電磁波也適用B機械波和電磁波都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象C機械波的傳播依賴于介質(zhì)，而電磁波可以在真空中傳播D機械波既有橫波又有縱波，而電磁波只有縱波解析D中，電磁波是橫波，不是縱波，其他選項的表述是正確的答案D(對應(yīng)學(xué)生用書P231)題型一電磁波譜及其應(yīng)用例1(1)紅外遙感衛(wèi)星通過接收地面物體發(fā)出的紅外輻射來探測地面物體的狀況地球大氣中的水汽(H2O)、二氧化碳(CO2)能強烈吸收某些波長范圍的紅外輻射

8、，即地面物體發(fā)出的某些波長的電磁波，只有一部分能夠通過大氣層被遙感衛(wèi)星接收如下圖所示為水和二氧化碳對某一波段不同波長電磁波的吸收情況由圖可知，在該波段紅外遙感大致能夠接收到的波長范圍為()A2.5 m3.5 mB4 m4.5 mC5 m7 m D8 m13 m(2)某雷達(dá)工作時，發(fā)射電磁波的波長為20 cm，每秒脈沖數(shù)n5000，每個脈沖持續(xù)時間t0.02 s，問該電磁波的頻率為多少？最大的偵察距離是多少？嘗試解答(1)由圖可知，水對紅外輻射吸收率最低的波長范圍是8 m13 m；二氧化碳對紅外輻射吸收率最低的波長范圍是5 m13 m.綜上可知選D.(2)由于電磁波的波長、頻率與波速之間滿足關(guān)系

9、vf，真空中電磁波的傳播速度等于光速，一般在空氣中傳播，電磁波的傳播速度就認(rèn)為等于光速c3.00108 m/s，因此fc/1.5109 Hz，即電磁波的頻率為1.5109 Hz.答案(1)D(2)1.5109 Hz3104 m關(guān)于電磁波，下列說法正確的是()A雷達(dá)是用X光來測定物體位置的設(shè)備B使電磁波隨各種信號而改變的技術(shù)叫做解調(diào)C用紅外線照射時，大額鈔票上用熒光物質(zhì)印刷的文字會發(fā)出可見光D變化的電場可以產(chǎn)生變化的磁場解析雷達(dá)是利用微波來定位的，A項錯誤：使電磁波隨各種信號而改變的技術(shù)叫做調(diào)制，B項錯誤；鈔票是利用紫外線的熒光作用，C項錯誤；根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，變化的電場會產(chǎn)生變化的磁場，

10、D項正確答案D題型二狹義相對論的簡單應(yīng)用例2長度測量與被測物體相對于觀察者的運動有關(guān)，物體在運動方向長度縮短了一艘宇宙飛船的船身長度為L090 m，相對地面以u0.8c的速度在一觀測站的上空飛過(1)觀測站的觀測人員測得飛船的船身通過觀測站的時間間隔是多少？(2)宇航員測得船身通過觀測站的時間間隔為多少？答案(1)2.25107 s(2)3.75107 s人馬星座星是離太陽系最近的恒星，它距地球4.31016 m設(shè)有一宇宙飛船自地球往返于人馬星座星之間若宇宙飛船的速度為0.999c，按地球上的時鐘計算，飛船往返一次需多少時間？如以飛船上的時鐘計算，往返一次的時間又為多少？答案39年0.4年(對

11、應(yīng)學(xué)生用書P232)1(2010上海高考)電磁波包含了射線、紅外線、紫外線、無線電波等，按波長由長到短的排列順序是()A無線電波、紅外線、紫外線、射線B紅外線、無線電波、射線、紫外線C射線、紅外線、紫外線、無線電波D紫外線、無線電波、射線、紅外線解析本題考查電磁波譜意在考查考生對電磁波譜的產(chǎn)生、特征和應(yīng)用的記憶和理解能力答案A2(2011青島月考)電磁波與聲波比較()A電磁波的傳播不需要介質(zhì)，聲波的傳播需要介質(zhì)B由空氣進(jìn)入水中時，電磁波速度變小，聲波速度變大C由空氣進(jìn)入水中時，電磁波波長變小，聲波波長變大D電磁波和聲波在介質(zhì)中的傳播速度，都是由介質(zhì)決定，與頻率無關(guān)3用麥克斯韋的電磁場理論判斷，圖中表示電場(或磁場)產(chǎn)生磁場(或電場)的正確圖象是()解析周期性變化的磁場，產(chǎn)生周期性變化的電場，它們變化的頻率相同但步調(diào)不一樣，是互余關(guān)系，選C.答案C4如果你以接近于光速的速度朝一星體飛行(如圖所示)，你是否可以根據(jù)下述變化發(fā)覺自己是在運動()A你的質(zhì)量在增加B你的心臟跳動在慢下來C你在變小D你永遠(yuǎn)不能由自身的變化知道你的速度答案D5如圖所示為某雷達(dá)的熒光屏，屏上標(biāo)的最小刻度對應(yīng)的時間為2104 s雷達(dá)天線朝東方時，屏上的波形如圖甲；雷達(dá)天線朝西方時，屏上的波形如圖乙問：雷達(dá)在何方發(fā)現(xiàn)了目標(biāo)？目標(biāo)與雷達(dá)相距多遠(yuǎn)？答案西方300 km