高考物理一轮复习 第12章第1讲 电磁波的描述及其应用 相对论与量子论初步课件 鲁科

1、1初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想以及在物理学发展史上的意义2了解电磁波的产生，通过电磁波体会电磁场的物质性3了解电磁波的发射、传播和接收4通过实例认识电磁波谱，知道光是电磁波5知道狭义相对论的基本假设6知道质速关系和质能关系7知道相对论质能关系式本章的大部分内容是记忆性的，定性了解的在高考中，电磁波部分单独出现的机会不多，相对论部分是新增添的知识，要求也不高在高考中一般也不会单独考查，有可能与光学部分相结合，考查对基本概念的掌握和理解1电磁场与电磁波(1)电磁振荡：由振荡电路产生，若LC回路的电磁能量始终在电路中且没有损耗，则该回路电磁振荡的周期就是，完全由自身参数决定，叫做回路的，其倒

2、数叫做回路的固有频率，与回路中有没有电流固有周期无关电磁振荡是回路中电容器上的和电感中等做 变化的过程(2)麦克斯韦电磁理论：19世纪60年代，英国物理学家建立了完整的电磁场理论，并预言了电磁波的存在.1888年，德国物理学家 用实验证明了电磁波的存在， 还预言光也是电磁波，开创了人类对光的认识的新纪元电荷量、电场强度、电场能电流、磁感应强度、磁场能麦克斯韦赫兹麦克斯韦周期性电磁场：变化的磁场产生，变化的 产生磁场，变化的电场和磁场总是相互联系，形成一个不可分割的统一的场，这就是电磁波：电磁波的产生： 和 交替产生，且由近及远地向周围传播，形成了电磁波电磁波的特点：a电磁波中的磁感应强度方向和

3、电场强度的方向与传播方向，所以电磁波是电场电场电磁场电场磁场互相垂直横波b电磁波的传播不需要任何介质，它在真空中传播的速度是c，c电磁波能产生反射、折射、 和 等现象2电磁波发射与接收(1)发射和接收：发射条件：振荡频率和足够高调制：有两种形式： 和 接收调谐：使接收电路产生的过程解调：使信号从高频电流中还原3.0108 m/s干涉衍射电场和磁场尽可能分布到较大的空间调幅调频电谐振声音或图像(2)电磁波谱：按电磁波的波长从长到短，分布顺序是：无线电波、红外线、X射线和射线，形成电磁波谱不同的电磁波具有不同的波长(频率)，因此才具有不同的特性3相对论简介(1)狭义相对论的基本假设：在不同的惯性参

4、考系中， 都是相同的真空中的光速在不同的 中都是相同的可见光、紫外线一切物理规律惯性参考系(2)时间和空间的相对性(以下公式均不要求定量计算)时间间隔的相对性：t长度的相对性：l(3)相对论的速度变换公式：u(4)相对论质量：m(5)质能方程：E.(6)广义相对论基本原理广义相对性原理：在任何参考系中，都是相同的等效原理：一个均匀的引力场与一个等价广义相对论的预言与证实：时空弯曲、光线弯曲、引力红移等mc2物理规律做匀加速运动的参考系考点一电磁场与电磁波1对麦克斯韦电磁场理论的进一步理解(1)恒定的磁场(电场)不能产生电场(磁场)(2)周期性变化的电场(磁场)产生同频率的磁场(电场)才能形成电

5、磁波(3)变化的磁场能够在周围空间产生电场，这种电场与电荷激发的静电场不同，它的电场线是闭合的，它的存在与空间有无导体或者有无闭合电路无关2对电磁波的理解(1)电磁波的传播不需要介质，可在真空中传播在真空中，不同频率的电磁波传播速度是相同的(都等于光速)(2)不同频率的电磁波，在同一介质中传播，其速度是不同的，频率越高，波速越小(3)vf中，f是电磁波的频率，即为发射电磁波的LC 【技巧提示】电磁波不同于机械波，机械波传播必须有介质，而电磁波传播不需要介质，电磁波和机械波都有波特有的特性【案例1】(1)麦克斯韦理论的内容是：_.(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

6、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200 MHz至1 000 MHz 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？【解析】熟记麦克斯韦理论及电磁波的特点，电磁波满足vf.(1)麦克斯韦电磁理论的内容是：变化的磁场周围会产生电场，变化的电场周围会产生磁场(2)电磁波在传播过程中，每处的电场方向和磁场方向总是垂直的，并和该处电磁波的传播方向垂直，这说明电磁波是横波电磁波测距的原理就是通过发射和接收的时间间隔来确定距离，所以可根据svt确定雷达和目标间的距离【答案】(1)见解析(

7、2)垂直垂直横(3)0.31.5 m能确定雷达和目标间的距离【即时巩固1】(2010天津理综)下列关于电磁波的说法正确的是()A均匀变化的磁场能够在空间产生电场B电磁波在真空和介质中传播速度相同C只要有电场和磁场，就能产生电磁波D电磁波在同种介质中只能沿直线传播【解析】变化的磁场就能产生电场，A正确若只有电场和磁场而电场和磁场都稳定或电场、磁场仅均匀变化都不能产生电磁波，C错光也是电磁波，在真空和介质中传播的速度不同，可判断B错D选项中没强调是“均匀”介质，若介质密度不均匀会发生折射，故D错【答案】A考点二关于电磁波谱的理解不同的电磁波，由于频率和波长的不同，因而表现了不同的特性波长较长的无线

8、电波和红外线，很容易发生干涉、衍射现象；而波长较短的紫外线、伦琴射线、射线，不容易观察到它的干涉、衍射现象在电磁波谱中，能引起视觉的可见光是频率范围很窄的一段电磁波【技巧提示】各波段的电磁波在频率上没有明确的界线，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【案例2】(1)近年来，在军事行动中，士兵都配戴“红外夜视仪”这样，在夜间也能清楚地看清目标这是为什么？(2)根据热辐射理论，物体发出的最大波长m与物体的绝对温度T的关系满足Tm2.90103 mK.若猫头鹰的猎物蛇在夜间体温为27 ，则它发出光的最大波长为_ m，属于_波段【解析】根据各种电磁波的特性及应用进行分析判断(1

9、)一切物体都在不停地向外辐射红外线，不同物体辐射出来的红外线不同，采用红外线接收器，可以清楚地分辨出物体的形状、大小和位置，不受白天和夜晚的影响，确认目标后，可以采取有效的行动【答案】(1)见解析(2)9.7106红外线【即时巩固2】某一雷达发射的电磁波频率在300 600 MHz的范围内下列关于雷达和电磁波的说法错误的是()A真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在0.5 m 1 mB电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的C测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔，可以确定雷达和目标的距离D波长越短的电磁波，反射性能越强【答案】B考点三质能方程爱因斯坦方程：Emc2.那么物体运动的能量E和静止时能

10、量E0的差就是物体的动能，即EkEE0.代入质量关系：【案例3】一观察者测出电子质量为2m0，求电子速度为多少？(m0为电子的静止质量)【答案】0.866c【即时巩固3】根据爱因斯坦质能关系方程，下列说法错误的是() A任何核反应，只要伴随能量的产生，则反应前后各物质的质量和一定不相等B太阳不断地向外辐射能量，因而太阳的总质量一定不断减小C虽然太阳不断地向外辐射能量，但它的总质量是不可改变的D若地球从太阳获得的能量大于地球向外辐射的能量，则地球的质量将不断增大【答案】C9、静夜四无邻，荒居旧业贫。2022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202210、雨中

11、黄叶树，灯下白头人。2022/10/162022/10/162022/10/1610/16/2022 2:07:33 AM11、以我独沈久，愧君相见频。2022/10/162022/10/162022/10/16Oct-2216-Oct-2212、故人江海别，几度隔山川。2022/10/162022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202213、乍见翻疑梦，相悲各问年。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202214、他乡生白发，旧国见青山。16 十月 20222022/10/162022/10/16

12、2022/10/1615、比不了得就不比，得不到的就不要。十月 222022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202216、行动出成果，工作出财富。2022/10/162022/10/1616 October 202217、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/169、没有失败，只有暂时停止成功！。2022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202210、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。2022/10/1

13、62022/10/162022/10/1610/16/2022 2:07:34 AM11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。2022/10/162022/10/162022/10/16Oct-2216-Oct-2212、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限完美。2022/10/162022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202213、不知香积寺，数里入云峰。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202214、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。16 十月 20222022/

14、10/162022/10/162022/10/1615、楚塞三湘接，荆门九派通。十月 222022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202216、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。2022/10/162022/10/1616 October 202217、空山新雨后，天气晚来秋。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/169、杨柳散和风，青山澹吾虑。2022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202210、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2022/10/162022/10/162022/1

15、0/1610/16/2022 2:07:34 AM11、越是没有本领的就越加自命不凡。2022/10/162022/10/162022/10/16Oct-2216-Oct-2212、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。2022/10/162022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202213、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202214、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。16 十月 20222022/10/162022/10/162022/10/1615、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。十月 222022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202216、业余生活要有意义，不要越轨。2022/10/162022/10/1616 October 202217