高考物理總復(fù)習(xí) 第十四章 電磁波 相對(duì)論簡(jiǎn)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(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，變化變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng) 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(duì)論的基電磁波譜、狹義相對(duì)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(duì)論質(zhì)能關(guān)系式相對(duì)論質(zhì)能關(guān)系式 本部分內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)瑣碎本部分內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)瑣碎，電磁波問(wèn)題多聯(lián)系前面波，電磁波問(wèn)題多聯(lián)系前面波的知識(shí)綜合考查，相對(duì)論問(wèn)的知識(shí)綜合考查，相對(duì)論問(wèn)題多注重基礎(chǔ)知識(shí)、基本公題多注重基礎(chǔ)知識(shí)、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(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)

2、P230)一、電磁場(chǎng)與電磁波1麥克斯韋電磁場(chǎng)理論變化的磁場(chǎng)能夠在周圍空間產(chǎn)生電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)能夠在周圍空間產(chǎn)生磁場(chǎng)2電磁場(chǎng)變化電場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生磁場(chǎng)，變化磁場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)成為一個(gè)完整的整體，這就是電磁場(chǎng)3電磁波電磁場(chǎng)(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(jī)械波，機(jī)械波傳播必須有介質(zhì)，而電磁波傳播不需介質(zhì)，機(jī)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(wú)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(kāi)放，使振蕩電路的電場(chǎng)和磁場(chǎng)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(guò)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(zhǎng)真空中波長(zhǎng)遞變規(guī)律遞變規(guī)律無(wú)線電波無(wú)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(jiàn)光可見(jiàn)光引起視覺(jué)引起視覺(jué)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(qiáng)穿透能力強(qiáng)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(qiáng)很強(qiáng)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(zhǎng)不同的電磁波，表現(xiàn)出不同的特性其中波長(zhǎng)較長(zhǎng)的無(wú)線電波和紅外線等，易發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象；波長(zhǎng)較短的紫外線、X射線、射線等，穿透能力較強(qiáng)(2)電磁波譜中，相鄰兩波段的電磁波的波長(zhǎng)并沒(méi)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(對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)P231)要點(diǎn)一對(duì)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論與電磁波的理解1.對(duì)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的理解下列關(guān)于電磁波的說(shuō)法正確的是()A均勻變化的磁場(chǎng)能夠在空間產(chǎn)生電場(chǎng)B電磁波在真空和介質(zhì)中傳播速度相同C只要有電場(chǎng)和磁場(chǎng)，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(chǎng)(或磁場(chǎng))是均勻變化的，產(chǎn)生的磁場(chǎng)(或電場(chǎng))是恒定的，不能產(chǎn)生新的電場(chǎng)(磁場(chǎng))，因而不能產(chǎn)生電磁波，A正確，C錯(cuò)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(zhǎng)不等，由vf知不同介質(zhì)中波的傳播速度不同，B錯(cuò)誤；波發(fā)生衍射現(xiàn)象時(shí)，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(zhǎng)差不多或比波長(zhǎng)還要小，D錯(cuò)誤答案A要點(diǎn)二電磁波與機(jī)械波的區(qū)別波別波別項(xiàng)目項(xiàng)目電磁波電磁波機(jī)械波機(jī)械波研究對(duì)象研究對(duì)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(chǎng)、由周期性變化的電場(chǎng)、磁場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)產(chǎn)生由質(zhì)點(diǎn)由質(zhì)點(diǎn)(波源波源)

6、的振動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)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(wú)速度比在空氣中的大，與頻率無(wú)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(jī)械能機(jī)械能類比是一種有效的學(xué)習(xí)方法，通過(guò)

7、歸類和比較，有助于掌握新知識(shí)，提高學(xué)習(xí)效率在類比過(guò)程中，既要找出共同之處，又要抓住不同之處某同學(xué)對(duì)機(jī)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(jī)械波的頻率、波長(zhǎng)和波速三者滿足的關(guān)系，對(duì)電磁波也適用B機(jī)械波和電磁波都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象C機(jī)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(jī)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(xiàng)的表述是正確的答案D(對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)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(guò)接收地面物體發(fā)出的紅外輻射來(lái)探測(cè)地面物體的狀況地球大氣中的水汽(H2O)、二氧化碳(CO2)能強(qiáng)烈吸收某些波長(zhǎng)范圍的紅外輻射

8、，即地面物體發(fā)出的某些波長(zhǎng)的電磁波，只有一部分能夠通過(guò)大氣層被遙感衛(wèi)星接收如下圖所示為水和二氧化碳對(duì)某一波段不同波長(zhǎng)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(zhǎng)范圍為()A2.5 m3.5 mB4 m4.5 mC5 m7 m D8 m13 m(2)某雷達(dá)工作時(shí)，發(fā)射電磁波的波長(zhǎng)為20 cm，每秒脈沖數(shù)n5000，每個(gè)脈沖持續(xù)時(shí)間t0.02 s，問(wèn)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(duì)紅外輻射吸收率最低的波長(zhǎng)范圍是8 m13 m；二氧化碳對(duì)紅外輻射吸收率最低的波長(zhǎng)范圍是5 m13 m.綜上可知選D.(2)由于電磁波的波長(zhǎng)、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(shuō)法正確的是()A雷達(dá)是用X光來(lái)測(cè)定物體位置的設(shè)備B使電磁波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)叫做解調(diào)C用紅外線照射時(shí)，大額鈔票上用熒光物質(zhì)印刷的文字會(huì)發(fā)出可見(jiàn)光D變化的電場(chǎng)可以產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)解析雷達(dá)是利用微波來(lái)定位的，A項(xiàng)錯(cuò)誤：使電磁波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)叫做調(diào)制，B項(xiàng)錯(cuò)誤；鈔票是利用紫外線的熒光作用，C項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，變化的電場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，

10、D項(xiàng)正確答案D題型二狹義相對(duì)論的簡(jiǎn)單應(yīng)用例2長(zhǎng)度測(cè)量與被測(cè)物體相對(duì)于觀察者的運(yùn)動(dòng)有關(guān)，物體在運(yùn)動(dòng)方向長(zhǎng)度縮短了一艘宇宙飛船的船身長(zhǎng)度為L(zhǎng)090 m，相對(duì)地面以u(píng)0.8c的速度在一觀測(cè)站的上空飛過(guò)(1)觀測(cè)站的觀測(cè)人員測(cè)得飛船的船身通過(guò)觀測(cè)站的時(shí)間間隔是多少？(2)宇航員測(cè)得船身通過(guò)觀測(cè)站的時(shí)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(yáng)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(shí)鐘計(jì)算，飛船往返一次需多少時(shí)間？如以飛船上的時(shí)鐘計(jì)算，往返一次的時(shí)間又為多少？答案39年0.4年(對(duì)

11、應(yīng)學(xué)生用書(shū)P232)1(2010上海高考)電磁波包含了射線、紅外線、紫外線、無(wú)線電波等，按波長(zhǎng)由長(zhǎng)到短的排列順序是()A無(wú)線電波、紅外線、紫外線、射線B紅外線、無(wú)線電波、射線、紫外線C射線、紅外線、紫外線、無(wú)線電波D紫外線、無(wú)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(duì)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(shí)，電磁波速度變小，聲波速度變大C由空氣進(jìn)入水中時(shí)，電磁波波長(zhǎng)變小，聲波波長(zhǎng)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(wú)關(guān)3用麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論判斷，圖中表示電場(chǎng)(或磁場(chǎng))產(chǎn)生磁場(chǎng)(或電場(chǎng))的正確圖象是()解析周期性變化的磁場(chǎng)，產(chǎn)生周期性變化的電場(chǎng)，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(jué)自己是在運(yùn)動(dòng)()A你的質(zhì)量在增加B你的心臟跳動(dòng)在慢下來(lái)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(duì)應(yīng)的時(shí)間為2104 s雷達(dá)天線朝東方時(shí)，屏上的波形如圖甲；雷達(dá)天線朝西方時(shí)，屏上的波形如圖乙問(wèn)：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