高考物理大一輪總復(fù)習(xí) 第三章 電磁波 相對論簡介 新人教版選修34

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1、第三章電磁波相對論簡介第三章電磁波相對論簡介考綱下載考綱下載考情上線考情上線1.變化的磁場產(chǎn)生電場、變化的磁場產(chǎn)生電場、變化的電場產(chǎn)生磁場、電變化的電場產(chǎn)生磁場、電磁波及其傳播磁波及其傳播2電磁波的產(chǎn)生、發(fā)射和電磁波的產(chǎn)生、發(fā)射和接收接收 3電磁波譜電磁波譜4狹義相對論的基本假設(shè)狹義相對論的基本假設(shè) 5質(zhì)速關(guān)系、質(zhì)能關(guān)系質(zhì)速關(guān)系、質(zhì)能關(guān)系6相對論質(zhì)能關(guān)系式相對論質(zhì)能關(guān)系式1.考查對麥克斯韋的兩個(gè)基本考查對麥克斯韋的兩個(gè)基本假設(shè)和電磁波概念的理解假設(shè)和電磁波概念的理解2理解電磁波譜的組成以及理解電磁波譜的組成以及各波段電磁波的性質(zhì)、傳播各波段電磁波的性質(zhì)、傳播特點(diǎn)與用途特點(diǎn)與用途3理解狹義相對論

2、的基本假理解狹義相對論的基本假設(shè)，并能應(yīng)用其處理簡單的設(shè)，并能應(yīng)用其處理簡單的實(shí)際問題實(shí)際問題4掌握質(zhì)速關(guān)系、質(zhì)能關(guān)系掌握質(zhì)速關(guān)系、質(zhì)能關(guān)系兩個(gè)公式，并能進(jìn)行簡單計(jì)兩個(gè)公式，并能進(jìn)行簡單計(jì)算算.01主干回顧固基礎(chǔ)知識點(diǎn)1變化的磁場產(chǎn)生電場、變化的電場產(chǎn)生磁場 電磁波的產(chǎn)生、發(fā)射、接收及其傳播 1. 麥克斯韋電磁場理論的要點(diǎn)麥克斯韋電磁場理論的要點(diǎn)(1)變化的磁場變化的磁場(電場電場)能夠在周圍空間產(chǎn)生能夠在周圍空間產(chǎn)生_(磁場磁場)；(2)均勻變化的磁場均勻變化的磁場(電場電場)能夠在周圍空間產(chǎn)生能夠在周圍空間產(chǎn)生_的電的電場場(磁場磁場)；(3)振蕩的磁場振蕩的磁場(電場電場)能夠在周圍空間

3、產(chǎn)生同頻率的振蕩電能夠在周圍空間產(chǎn)生同頻率的振蕩電場場(磁場磁場)電場電場穩(wěn)定穩(wěn)定2. 電磁場變化的電場和變化的磁場總是相互聯(lián)系成為一個(gè)_ _，這就是電磁場3. 電磁波電磁場(電磁能量)由近及遠(yuǎn)地向周圍傳播形成電磁波(1)電磁波是橫波，在空間傳播_介質(zhì)(2)真空中電磁波的速度為_ m/s.(3)vf對電磁波_(4)電磁波能產(chǎn)生反射、折射、_和衍射等現(xiàn)象完整的完整的整體整體不需要不需要3108同樣適用同樣適用干涉干涉4. 發(fā)射電磁波的條件(1)要有足夠高的_；(2)電路必須_，使振蕩電路的電場和磁場分散到盡可能大的空間振蕩頻率振蕩頻率開放開放5. 發(fā)射過程調(diào)制：在無線電傳播技術(shù)中，首先將聲音、圖

4、象等信息通過聲電轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換等方式轉(zhuǎn)化為電信號，但這種電信號頻率較低，不能用來直接發(fā)射電磁波，所以要把傳遞的低頻率電信號“加”到高頻電磁波上，使電磁波的頻率或振幅隨各種信號而改變，_調(diào)制的兩種方式：_使高頻振蕩的振幅隨信號而改變叫做調(diào)幅；使高頻振蕩的頻率隨信號而改變叫做調(diào)頻這種使電磁波隨各種信號而改變的技術(shù)叫做調(diào)制這種使電磁波隨各種信號而改變的技術(shù)叫做調(diào)制調(diào)幅和調(diào)頻調(diào)幅和調(diào)頻 (2)無線電波的發(fā)射由振蕩器(常用LC振蕩電路)產(chǎn)生高頻振蕩電流，用調(diào)制器將需傳送的電信號調(diào)制到振蕩電流上，再耦合到一個(gè)開放電路中激發(fā)出無線電波，向四周發(fā)射出去6. 電磁波的接收(1)電諧振：當(dāng)接收電路的固有頻率跟接收

5、到的電磁波的頻率_時(shí)，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)，這種現(xiàn)象叫做電諧振(2)調(diào)諧：調(diào)諧電路的固有頻率可以在一定范圍內(nèi)連續(xù)改變，將調(diào)諧電路的頻率調(diào)節(jié)到與需要接收的某個(gè)頻率的電磁波相同，即接收電路產(chǎn)生電諧振的過程叫做調(diào)諧相等相等 (3)檢波：從接收到的高頻振蕩中分離出所攜帶的信號的過程叫做檢波檢波是調(diào)制的_，也叫_ (4)無線電波的接收：天線接收到所有的電磁波，經(jīng)調(diào)諧選擇出所需要的電磁波，再經(jīng)檢波提取出攜帶的信號，放大后再還原成聲音或圖象的過程逆過程逆過程解調(diào)解調(diào)7. 電磁波的應(yīng)用(1)電視的基本原理：電視系統(tǒng)主要由攝像機(jī)和接收機(jī)組成，把圖象各個(gè)部位分成一系列小點(diǎn)，稱為像素，每幅圖至少要有幾十萬像

6、素?cái)z像機(jī)將畫面上各個(gè)部分的光點(diǎn)，根據(jù)明暗情況逐點(diǎn)逐行逐幀地變?yōu)閺?qiáng)弱不同的信號電流，隨電磁波發(fā)射出去電視機(jī)接收到電磁波后，經(jīng)調(diào)諧、檢波得到電信號，按原來的次序在顯像管的熒光屏上形成圖象中國電視廣播標(biāo)準(zhǔn)采用每秒鐘傳送25幀畫面，每幀由625條線組成 (2)雷達(dá)的基本原理：雷達(dá)是利用無線電波來測定物體位置的無線電設(shè)備，一般由天線系統(tǒng)、發(fā)射裝置、接收裝置、輸出裝置(顯示器)、電源、用于控制雷達(dá)工作和處理信號的計(jì)算機(jī)以及防干擾設(shè)備等構(gòu)成.知識點(diǎn)2電磁波譜1.定義按電磁波的波長從長到短分布是_、紅外線、可見光、紫外線、X射線和射線，形成電磁波譜無線電波無線電波2電磁波譜的特性、應(yīng)用電磁電磁波譜波譜頻率頻率

7、/Hz真空中真空中波長波長/m特性特性應(yīng)用應(yīng)用遞變遞變規(guī)律規(guī)律無線無線電波電波103波動(dòng)性強(qiáng)，波動(dòng)性強(qiáng)，易發(fā)生衍射易發(fā)生衍射無線電技術(shù)無線電技術(shù)紅外線紅外線10111015103107_紅外線紅外線遙感遙感可見光可見光1015107引起視覺引起視覺照明、攝影照明、攝影紫外線紫外線10151017107109化學(xué)效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)、_、能殺菌能殺菌醫(yī)用消毒、醫(yī)用消毒、防偽防偽X射線射線101610191081011貫穿性強(qiáng)貫穿性強(qiáng)檢查、檢查、醫(yī)用透視醫(yī)用透視射線射線10191011貫穿本領(lǐng)貫穿本領(lǐng)最強(qiáng)最強(qiáng)工業(yè)探傷、醫(yī)工業(yè)探傷、醫(yī)用治療用治療熱效應(yīng)熱效應(yīng)熒光效應(yīng)熒光效應(yīng)知識點(diǎn)3狹義相對論的基本假設(shè) 質(zhì)

8、速關(guān)系、質(zhì)能關(guān)系 相對論質(zhì)能關(guān)系式 1. 狹義相對論的兩個(gè)基本假設(shè)(1)狹義相對性原理：在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是_(2)光速不變原理：真空中的光速在不同的慣性參考系中都是_，光速與光源、觀測者間的相對運(yùn)動(dòng)沒有關(guān)系相同的相同的相同的相同的2. 相對論的質(zhì)速關(guān)系(1)物體的質(zhì)量隨物體速度的增加而增大，物體以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量m與靜止時(shí)的質(zhì)量m0之間有如下關(guān)系：m_.(2)物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量m總要_靜止時(shí)的質(zhì)量m0.大于大于3. 相對論質(zhì)能關(guān)系用m表示物體的質(zhì)量，E表示它具有的能量，則愛因斯坦質(zhì)能方程為：E_.該式表明，物體的能量與質(zhì)量之間成簡單的正比關(guān)系mc2一、基礎(chǔ)知識題組1. 電磁

9、波的理解(多選)關(guān)于電磁波的敘述正確的是()A. 電磁波是電磁場由發(fā)生區(qū)域向遠(yuǎn)處的傳播B. 交變電流在遠(yuǎn)距離輸電過程中也會(huì)形成電磁波C. 電磁波的波速在任何介質(zhì)中都為光速D. 電磁波由真空進(jìn)入介質(zhì)中傳播，波長會(huì)變長3. 電磁波的接收(多選)要接收到載有信號的電磁波，并通過耳機(jī)播放，在接受過程中必須經(jīng)過下列過程中的()A調(diào)幅B調(diào)頻C調(diào)諧 D檢波解析：要接收到載有信號的電磁波，必須使接收電路產(chǎn)生電諧振，即調(diào)諧，而要使接收到的信號通過耳機(jī)播放，還需要檢波過程，故CD正確答案：CD4. 狹義相對論的理解屬于狹義相對論基本假設(shè)的是：在不同的慣性系中()A. 真空中光速不變B. 時(shí)間間隔具有相對性C. 物

10、體的質(zhì)量不變D. 物體的能量與質(zhì)量成正比解析：狹義相對論的兩個(gè)基本假設(shè)分別為：愛因斯坦相對性原理和光速不變原理，因此選項(xiàng)A正確答案：A1. 頻率和波長不同的電磁波，表現(xiàn)出不同的特性2. 電磁波譜中，不同波段的電磁波產(chǎn)生的機(jī)理不同雖然在電磁波譜中，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(jī)理不同3. 實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，不同現(xiàn)象利用了電磁波的不同特性，研究問題時(shí)要格外注意02典例突破知規(guī)律考點(diǎn)1電磁場和電磁波深化考點(diǎn)解讀：1電磁波與機(jī)械波的區(qū)別機(jī)械波機(jī)械波電磁波電磁波對象對象研究力學(xué)現(xiàn)象研究力學(xué)現(xiàn)象 研究電磁現(xiàn)象研究電磁現(xiàn)象周期性變化周期性變化的

11、物理量的物理量位移隨時(shí)間和空間位移隨時(shí)間和空間周期性變化周期性變化電場強(qiáng)度電場強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)隨時(shí)間和空間周期性變化間和空間周期性變化機(jī)械波機(jī)械波電磁波電磁波傳播傳播傳播需要媒質(zhì)，波傳播需要媒質(zhì)，波速與媒質(zhì)有關(guān)，與速與媒質(zhì)有關(guān)，與頻率無關(guān)，分橫波頻率無關(guān)，分橫波和縱波兩種和縱波兩種傳播無需媒質(zhì)，在真空中波速傳播無需媒質(zhì)，在真空中波速總是總是c，在媒質(zhì)中傳播時(shí)，波速，在媒質(zhì)中傳播時(shí)，波速與媒質(zhì)及頻率都有關(guān)系，是橫與媒質(zhì)及頻率都有關(guān)系，是橫波波產(chǎn)生產(chǎn)生由質(zhì)點(diǎn)由質(zhì)點(diǎn)(波源波源)的振動(dòng)的振動(dòng)產(chǎn)生產(chǎn)生由周期性變化的電流由周期性變化的電流(電磁振蕩電磁振蕩)激發(fā)激發(fā)(2)影響電磁波傳播

12、速度的因素有哪些？提示：有波長、頻率，其中波長與介質(zhì)有關(guān)(3)同種介質(zhì)一定是均勻的嗎？舉例說明提示：不一定，如地球周圍的大氣電(磁)場的產(chǎn)生變化的電場周圍可以產(chǎn)生磁場，但此磁場可能穩(wěn)定也可能變化，如果電場是均勻變化的，所產(chǎn)生的磁場將穩(wěn)定不變(此磁場不會(huì)再產(chǎn)生電場)，所以我們可以說“變化的電場產(chǎn)生磁場”，但不能說“變化的電場產(chǎn)生變化的磁場”解析：由麥克斯韋電磁場理論知道，變化的電場可產(chǎn)生磁場，產(chǎn)生的磁場的性質(zhì)是由電場的變化情況決定的：均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，非均勻變化的電場產(chǎn)生變化的磁場，振蕩的電場產(chǎn)生同頻率振蕩的磁場圖A中電場不隨時(shí)間變化，不會(huì)產(chǎn)生磁場；圖B和圖C中電場都隨時(shí)間均勻變化，在周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，這個(gè)磁場不能再激發(fā)電場，所以不能發(fā)射電磁波；圖D中電場隨時(shí)間不均勻地變化，能在周圍空間產(chǎn)生變化的磁場，而此磁場的變化也是不均勻的，又能產(chǎn)生變化的電場，從而交織成一個(gè)不可分割的統(tǒng)一體，即形成電磁場，故能發(fā)射電磁波所以D正確答案：D易錯(cuò)提醒：本題易錯(cuò)選B、C，錯(cuò)誤的原因是沒有正確理解電磁波，誤認(rèn)為變化的電場產(chǎn)生磁場后就能形成電磁波