高中物理一轮复习 第3章 电磁波 相对论简介课件 新人教版选修34.ppt

一 电磁场与电磁波1 麦克斯韦电磁场理论 2 电磁场 变化的磁场产生电场 变化的电场产生磁场 周期性变化的电场和周期性变化的磁场总是相互联系的 形成一个不可分离的统一体 这就是电磁场 3 电磁波 1 形成 周期性变化的电场和周期性变化的磁场从产生的区域由近及远地向周围空间传播出去 就形成了电磁波 2 特点 电磁波在真空中传播时 它的电场强度与磁感应强度互相垂直 而且二者均与波的传播方向垂直 因此电磁波是横波 电磁波的传播不需要介质 在真空中也能传播 在真空中的波速为c 3 0 108m s 波速波长和频率的关系 c f 3 发射和接收 为有效发射电磁波 振荡电路必须有足够高的频率 并且是开放的 要利用电磁波传递信号需要对电磁波进行调制 调制有调幅和调频两种方法 接收电磁波时 先要调谐使接收电路产生电谐振 再通过检波 检 出高频电流中所携带的信号 4 电磁波的应用 广播 电视 雷达 无线通信等 注意 麦克斯韦根据他提出的电磁场理论预言了电磁波的存在以及在真空中波速等于光速c 而后赫兹用实验证实了电磁波的存在 电磁波和机械波有本质的不同 机械波的传播需要介质 其波速仅与介质有关 电磁波可以在真空中传播 其波速与介质和波频有关 二 电磁波谱的分析应用 三 相对论简介 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 一切物理规律都是相同的 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相同的 2 空间与时间的相对性 1 长度的相对性 即一条沿自身长度方向运动的杆 其长度 l 总比杆静止时的长度 l0 小 5 质能方程 e mc2公式中m为物体的质量 e为它具有的能量 6 广义相对论简介 1 广义相对论的两个基本原理 广义相对性原理 在任何参考系中 物理规律都是相同的 等效原理 一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系等价 2 广义相对论的几个结论 光线弯曲 时空弯曲 引力红移 电磁场和电磁波 1 麦克斯韦理论的内容 2 电磁波在传播过程中 每处的电场方向和磁场方向总是 的 并和该处电磁波的传播方向 这就说明电磁波是 波 3 目前雷达发射的电磁波频率多在200mhz至1000mhz的范围内 请回答下列关于雷达和电磁波的有关问题 雷达发射电磁波的波长范围是多少 能否根据雷达发出的电磁波确定雷达和目标间的距离 点拨 1 熟记麦克斯韦电磁场理论 2 应用电磁波的传播公式v f 3 雷达的相关知识 答案 见解析 狭义相对论 2010 北京理综 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 点拨 解答本题的关键是牢记狭义相对论基本假设 要与时间间隔的相对性 相对论质量 质能方程区分开来 解析 狭义相对论基本假设为 一是在不同的惯性参考系中 一切物理规律都是相同的 二是真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的 即光速不变原理 由此可知a属于狭义相对论基本假设 故a正确 b c d皆错误 答案 a 某人测得一静止均匀棒长为l 质量为m 于是求得此棒的线密度为 m l 假定此棒以速度v在棒长方向上运动 此人再测棒的线密度应为多少 若棒在垂直长度方向上运动 它的线密度又为多少 本章中常常因为对麦克斯韦电磁场理论理解不到位而造成错误 按照麦克斯韦的电磁场理论 以下说法中正确的是 a 恒定的电场周围产生恒定的磁场 恒定的磁场周围产生恒定的电场b 变化的电场周围产生磁场 变化的磁场周围产生电场c 均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场 均匀变化的磁场周围产生均匀变化的电场d 均匀变化的电场周围产生稳定的磁场 均匀变化的磁场周围产生稳定的电场 正解 根据麦克斯韦电磁场理论 恒定的电场 磁场 不能产生磁场 电场 均匀变化的电场 磁场 产生恒定的磁场 电场 振荡的电场 磁场 产生振荡的磁场 电场 故a c错误 b d正确 错解 bcd 答案 bd 十二 近似法 一 方法简介近似法是在观察物理现象 进行物理实验 建立物理模型及推导物理规律等问题时 为了分析认识所研究问题的本质属性 往往突出实际问题的主要方面 忽略某些次要因素 进行近似处理 在求解物理问题时 采用近似处理的手段简化求解过程的方法叫做近似法 近似法是研究物理问题的基本思想方法之一 具有广泛的应用 善于对实际问题进行合理的近似处理 是从事创造性研究的重要能力之一 二 典例分析 2010 贵州检测 如图甲所示 岸高为h 人用绳经滑轮拉船靠岸 若当绳与水平方向为 时 收绳速率为v 则该位置船的速率为多大 甲 乙 试证明单摆在摆角 很小的情况下所做的振动是简谐运动 某水池的实际深度为h 垂直于水面往下看 水池底的视深为多少 水的折射率为n 解析 如图所示 设s为水池底的点光源 在由s点发出的光线中选取一条垂直于面mn的光线 由o点垂直射出 由于观察者在s正方 所以另一条光线与光线so成极小的角度从点s射向水面点a 由点a远离法线折射到空气中 因入射角极小 故折射角也很小 进入人眼的两条折射光线的反向延长线交于点s 该点即为我们看到水池底光源s的像 像点s 到水面的距离h 即为视深 一只狐狸以不变的速度v1沿着直线ab逃跑 一只猎犬以不变的速率v2追击 其运动方向始终对准狐狸 某时刻狐狸在f处 猎犬在d处 fd ab 且fd l 如图甲所示 求猎犬的加速度的大小 甲 解析 猎犬的运动方向始终对准狐狸且速度大小不变 故猎犬