电磁波-相对论简介

电磁波相对论简介基础梳理一、电磁场和电磁波1．麦克斯韦电磁场理论(1)理论内容：①变化的磁场产生电场；②变化的电场产生磁场．(2)电磁场：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，变化的电场和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．(2)电磁波的产生：__________由近及远地向周围传播形成电磁波．电磁场(3)特点：①电磁波传播不需要______,在真空传播的速度最大．c＝3×108

m/s.②电磁波是__________．③电磁波能产生干涉、衍射、反射和折射等现象．介质横波(4)电磁波的发射①发射条件：足够高的_________和____________．②调制分类：调幅和调频．频率开放电路(5)电磁波的接收①调谐：使接收电路产生__________的过程．②解调：使声音或图象信号从_____________中还原出来的过程．电谐振高频电流3．电磁波谱电磁波谱特性应用真空中波长/m频率/Hz递变规律无线电波波动性强，易发生衍射无线电技术＞10－3＜3×1011电磁波谱特性应用真空中波长/m频率/Hz递变规律红外线热效应红外线遥感10－3～10－71011～1015可见光引起视觉照明、摄影10－71015电磁波谱特性应用真空中波长/m频率/Hz递变规律紫外线化学效应、荧光效应、能杀菌医用消毒、防伪10－7～10－91015～1017X射线贯穿性强检查、医用透视10－8～10－111016～1019电磁波谱特性应用真空中波长/m频率/Hz递变规律γ射线贯穿本领最强工业探伤、医用治疗＜10－11＞1019二、狭义相对论简介1．狭义相对论的两个基本假设(1)在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的．(2)在不同的惯性参考系中，真空中的光速都是相同的．mc2要点透析直击高考一、麦克斯韦电磁场理论1.变化的磁场产生感生电场变化的磁场产生电场包含三点内容：(1)均匀变化的磁场产生恒定电场(2)非均匀变化的磁场产生变化的电场(3)振荡的磁场产生同频率振荡的电场．特别提醒：(1)感生电场与静电场不同,它的电场线是闭合的,而也叫涡旋电场,它的存在与空间有无导体或者有无闭合电路无关.(2)变化的磁场所产生的感生电场的方向可以利用楞次定律来判定.2．变化的电场产生磁场变化的电场产生磁场包含三点内容：(1)均匀变化的电场产生恒定磁场(2)非均匀变化的电场产生变化的磁场(3)振荡的电场产生同频率振荡的磁场．即时应用1．某电路中电场随时间变化的图象如图3－1所示，能发射电磁波的电场是(

)图3－1解析：选D.由麦克斯韦电磁场理论知道,变化的电场可产生磁场，产生的磁场的性质是由电场的变化情况决定的．均匀变化的电场产生稳定的磁场，非均匀变化的电场产生变化的磁场，振荡的电场产生同频率振荡的磁场，图A中电场不随时间变化，不会产生磁场．图B和图C中电场都随时间均匀变化，在周围空间产生稳定的磁场，这个磁场不能再激发电场，所以不能激起电磁波．图D中电场随时间不均匀地变化，能在周围空间产生变化的磁场，而此磁场的变化也是不均匀的，又能产生变化的电场，从而交织成一个不可分割的统一体，即形成电磁场，才能发射电磁波．所以D正确．二、电磁波与机械波的区别机械波电磁波对象研究力学现象研究电磁现象周期性变化的物理量位移随时间和空间周期性变化电场E和磁感应强度B随时间和空间周期性变化机械波电磁波传播传播需要介质，波速与介质有关，与频率无关，分横波和纵波两种传播无需介质，在真空中波速总是c，在介质中传播时，波速与介质及频率都有关系，是横波产生由质点(波源)的振动产生由周期性变化的电场、磁场产生能量传播机械能电磁能即时应用2．(2012·山东潍坊模拟)有关电磁波和声波，下列说法错误的是(

)A．电磁波的传播不需要介质，声波的传播需要介质B．由空气进入水中传播时，电磁波的传播速度变小，声波的传播速度变大C．电磁波是横波，声波也是横波D．由空气进入水中传播时，电磁波的波长变短，声波的波长变长解析：选C.电磁波本身就是一种物质，它的传播不需要介质，而声波的传播需要介质，选项A的说法正确；电磁波由空气进入水中时，传播速度变小，但声波在水中的传播速度比其在空气中大，选项B的说法正确；电磁波的传播方向与E、B两个振动矢量的方向都垂直，是横波，而声波是纵波，选项C说法错误；电磁波由空气进入水中传播时，波速变小，波长变小，而声波由空气进入水中传播时，波速变大，波长变大，选项D的说法正确，故答案为C.题型探究讲练互动题型1电磁波的产生和传播例1(2010·高考天津卷)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】根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，交替变化的电磁场在空间产生电磁波，所以选项A正确，C错误．电磁波在真空和介质中传播速度不同，故选项B错误．电磁波在同种非均匀介质中不沿直线传播，D选项错误．【答案】

A【思维提升】电磁波具有横波的一切特性，如干涉、衍射、偏振等．题型2电磁波的特性和波速公式例2解答下列关于电磁波的问题：(1)下列说法正确的是(

)A．电磁波传播不需要介质，机械波传播需要介质B．电磁波在任何介质中的传播速率都相同，机械波在同一介质中的传播速率相同C．电磁波与机械波都不能产生干涉现象D．电磁波与机械波都能产生衍射现象(2)某居住地A位于某山脉的一边,山脉的另一边P处建有一无线电波发射站,如图3－2所示．该发射站可发送频率为400kHz的中波和频率为400MHz的微波，已知无线电波在空气中的传播速度都为3×108m/s，求：①该中波和微波的波长各是多少；②发射站发出的电磁波是经过干涉还是衍射后到达居住地A处的？哪种波到达A处的效果好些？图3－2②电磁波绕过山脉到达A处，是光的衍射现象．由于中波波长长，衍射现象更明显，效果更好．【答案】

(1)AD

(2)见解析题型3狭义相对论的简单应用例3(1)一列火车以速度v匀速行驶，车头、车尾各有一盏灯，某时刻路基上的人看见两灯同时亮了，那么车厢中的人看见的情况是什么呢？(2)一张宣传画是边长为5m的正方形,一高速列车以2×108m/s速度接近此宣传画,在司机看来，这张宣传画是什么样子？(3)远方的一颗星以0.8c的速度离开地球，在地球上测得它辐射出来的闪光按5昼夜的