1、第 6 節(jié)電磁波與相對論1.19 世紀 60 年代，麥克斯韋預言了電磁波的存在，并認為光是一種電磁波 ,此后赫茲證實了電磁波的存在.2. 麥克斯韋電磁場理論變化的磁場能夠在周圍空間產(chǎn)生電場變化的電場能夠在周圍空間產(chǎn)生 磁場_.3.電磁場：變化的磁場產(chǎn)生電場，變化的一電場_產(chǎn)生磁場,周期性變化的電場 和_周期性變化的磁場總是相互聯(lián)系的，形成一個不可分離的統(tǒng)一體 ，這就是_電磁場_.4. 電磁波形成：周期性一變化的電場_和周期性一變化的磁場_從產(chǎn)生的區(qū)域由近及遠地向 周圍空間傳播出去，就形成了 電磁波_.特點1電磁波在真空中傳播時，它的電場強度與磁感應強度互相垂直，而且二者均與波的傳播方向 垂直

2、,因此電磁波是橫波 _.2電磁波的傳播 不需要 介質(zhì),在真空中也能傳播.在真空中的波速為c =_3.0X108_ m/s.3波速、波長和頻率的關系：c=入 f .特別提醒：電磁波不同于機械波，機械波傳播必須有介質(zhì)，而電磁波傳播不需介質(zhì)，機 械波的波速考點 i電磁場與電磁波 【p249】僅取決于介質(zhì)，而電磁波的波速與介質(zhì)及波的頻率均有關系.(3) 發(fā)射和接收1為有效發(fā)射電磁波，振蕩電路必須有足夠高的頻率，并且是開放的；要利用電磁波傳遞信號需要對電磁波進行調(diào)制，調(diào)制有 調(diào)幅和 調(diào)頻兩種方法.2接收電磁波時，先要調(diào)諧使接收電路_產(chǎn)生電諧振,再通過檢波“檢”出高頻電流 中所攜帶的信號.(4) 電磁波的

3、應用：廣播、電視、雷達、無線通信等.(5)電磁波譜電磁波譜特性應用真空中波長遞變規(guī)律無線電波容易發(fā)生衍射通信和廣播大于 1 mm紅外線熱效應紅外線遙感小于 1 mm 大于 700nm可見光引起視覺照明等700 nm 到400 nm 之間紫外線化學效應、 熒光效 應、能殺菌火菌消毒、防偽5 nm 到370 nm之間X 射線穿透能力強醫(yī)用透視、安檢0.01 nm 到 10 nm之間丫射線穿透能力很強工業(yè)探傷、醫(yī)用治 療小于0. 01 nm波頻長率減增小大例 1 根據(jù)麥克斯韋電磁場理論 ，下列說法正確的是()A .穩(wěn)定的電場周圍產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場B .均勻變化的電場周圍產(chǎn)生均勻變化的磁場C.均勻變化的磁

4、場周圍產(chǎn)生均勻變化的電場D .不均勻變化的電場周圍產(chǎn)生變化的磁場【解析】根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論可知 ，恒定的電場其周圍不產(chǎn)生磁場 ，恒定的磁場其周圍也不產(chǎn)生電場. 變化的電場周圍才能產(chǎn)生磁場 ，變化的磁場周圍才能產(chǎn)生電場 ，故 A 錯誤；均勻變化的電場周圍產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，均勻變化的磁場周圍產(chǎn)生穩(wěn)定的電場，只有非 均勻變化的電場產(chǎn)生變化的磁場 ，故 B、C 錯誤，D 正確.【答案】D 【小結(jié)】對麥克斯韋電磁場理論的理解r均勾變化的應場產(chǎn)住恒宦班場L抿窩的電場產(chǎn)生同襯車報蕩的邀場例 2 關于電磁波傳播，下列說法不正確的（）A .電磁波在與電場、磁場均垂直的方向傳播B.電磁波在真空中和介質(zhì)中傳播速

5、度都等于光速c= 3.0 x108m/sC.電磁場由近及遠傳播，形成電磁波D.電磁波的發(fā)射過程就是輻射能量的過程【解析】電磁波是橫波，電磁波在與電場、磁場均垂直的方向傳播，故 A 正確；根據(jù)光速可知，不同波長的電磁波，在真空中的傳播速度等于光速c= 3.0X108m/s,在介質(zhì)中傳播速度小于光速 c= 3.0 x108m/s,故 B 錯誤；變化的電場與變化的磁場形成電磁波，電磁場由近及遠傳播，形成電磁波，故 C 正確；根據(jù)電磁波的發(fā)射可知，電磁波的發(fā)射過程就是輻射能量的過程，故 D 正確.【答案】B1.（多選）關于電磁波譜，下列說法正確的是（AC）A .波長不同的電磁波在本質(zhì)上完全相同B.電磁

6、波的波長若差異太大則會出現(xiàn)本質(zhì)不同的現(xiàn)象C.電磁波譜的頻帶很寬D .電磁波的波長很短，所以電磁波譜的頻帶很窄【解析】電磁波譜中的電磁波在本質(zhì)上是完全相同的，只是波長或頻率不同而已.其中波長最長的波跟波長最短的波之間頻率相差近1020倍.A、C 正確.2 .（多選）關于電磁波，下列說法正確的是（BDE）A .電磁波不能發(fā)生干涉和衍射B.周期性變化的電場和磁場可以相互激發(fā) ，形成電磁波，電磁波屬于橫波C.麥克斯韋證實了電磁波的存在D .利用電磁波傳遞信號可以實現(xiàn)無線通信,電磁波也能通過電纜、光纜傳輸E .電磁波可以由電磁振蕩產(chǎn)生，電磁波不僅能傳遞電磁信號也能傳遞能量電遢一均理論電場產(chǎn)牛電場變化的非

7、均句曼化的盅場產(chǎn)生噸化的電場L振藕的掘場-、生同額率振議的電場r均甸啞化的電場產(chǎn)主恫電磁場場產(chǎn)十-非均勻脊化的咆場產(chǎn)生變化的犠場【解析】電磁波和機械波都能發(fā)生干涉和衍射，故 A 錯誤；周期性變化的電場和磁場 可以相互激發(fā)，形成電磁波，電磁波能發(fā)生偏振現(xiàn)象，因此電磁波屬于橫波，故 B 正確;麥克斯韋預言了電磁波的存在 ，赫茲證實了電磁波的存在 ，故 C 錯誤；利用電磁波傳遞信號可以實現(xiàn)無線通信，電磁波也能通過電纜、光纜傳輸 ，故 D 正確；電磁波可以由電磁振 蕩產(chǎn)生，電磁波不僅能傳遞電磁信號也能傳遞能量，如微波爐就是利用微波傳遞能量 ，故 E正確.考點2 ?相對論 【p250】1.狹義相對論的兩

8、個基本假設等價性原理： 在不冋的的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是 相冋的_,即所有慣性系是等價的.光速不變原理：真空中的光速在不同的慣性參考系中都是.相同的_,光速與光源、觀察者之間的相對運動無關_2.相對論的質(zhì)速關系物質(zhì)的質(zhì)量隨物體速度的增大而的質(zhì)量 mo之間的關系式是:物體運動時的質(zhì)量總是大于靜止時的質(zhì)量.3.相對論質(zhì)能關系式一一愛因斯坦質(zhì)能方程E =me2m 為物質(zhì)的質(zhì)量，e 為真空中的光速.=考點突破例 3 下列不符合狹義相對論的是（）A .真空中的光速在不同慣性參考系中都是相同的B. 在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的C.一條沿自身長度方向運動的桿，其長度總比靜止時的長度小

9、【 解同的；二是真空中的速度在不同的慣性參考系中都是相同的,故 A、B 正確；狹義相對論指2i-V2，知一條沿自身長度方向運動的桿其長度總比桿靜止時的長度小C 正確；根據(jù)狹義相對論公式m =巴可知，物體的質(zhì)量與運動的速度有關；1-!，故 D 錯誤.增大_,物體以速度 v 運動時的質(zhì)量 m 與靜止時mo出，根據(jù) I = IA .式中的 mo是物體以速度 v 運動時的質(zhì)量B.當物體的運動速度 v0 時，物體的質(zhì)量 mmo,即物體的質(zhì)量改變了 ，故經(jīng)典力學 不再適用C.當物體以較小速度運動時，質(zhì)量變化十分微弱，經(jīng)典力學理論仍然適用，只有當物 體以接近光速的速度運動時 ，質(zhì)量變化才明顯，故經(jīng)典力學適用

10、于低速運動 ，而不適用于高 速運動D .通常由于物體的運動速度很小，故質(zhì)量的變化不引起我們的感覺.在分析地球上物體的運動時，不必考慮質(zhì)量的變化運動速度 v0 時，物體質(zhì)量 mmo,但是當物體以較小速度運動時，質(zhì)量變化十分微弱經(jīng)典力學理論仍然適用，只有當物體以接近光速運動時 ，質(zhì)量變化才明顯，故經(jīng)典力學適用質(zhì)量的變化，故 D 正確.A 組1.電磁波和機械波相比較，下列說法正確的有（A）A .電磁波傳播不需要介質(zhì)，機械波傳播需要介質(zhì)B.電磁波在任何物質(zhì)中傳播速度相同，機械波波速大小決定于介質(zhì)C.電磁波、機械波都不會發(fā)生偏振現(xiàn)象D .電磁波和機械波都不會產(chǎn)生干涉【解析】電磁波是電磁場相互轉(zhuǎn)化并傳播的

11、，所以不需要介質(zhì)，而機械波的產(chǎn)生是根據(jù)【解析】對于公式 m =式中的 mo是物體靜止時的質(zhì)量，故 A 錯誤；當物體于低速運動，而不適用于高速運動,故 B 錯誤，C 正確；根據(jù)公式mo,通常物體的運動速度太小，故質(zhì)量的變化不引起我們的感覺,在分析地球上物體的運動時，不必考慮【P366】【答案】Dmo2V介質(zhì)中質(zhì)點間的相互作用，所以需要介質(zhì)，A 對；電磁波在真空中傳播速度相同 ，在其他介質(zhì)中由于折射率不同所以傳播速度不同，B 錯；電磁波是橫波，而機械波有橫波，也有縱波，只有橫波才能發(fā)生波的偏振現(xiàn)象 ，C 錯； 干涉和衍射是波所特有的現(xiàn)象 ，不論是電磁波還是 機械波只要滿足條件都可以發(fā)生 ， D 錯

12、2 對相對論的基本認識 ， 下列說法正確的是 (A)A 相對論認為：真空中的光速在不同慣性參考系中都是相同的B 愛因斯坦通過質(zhì)能方程闡明了質(zhì)量就是能量C 在高速運動的飛船中的宇航員會發(fā)現(xiàn)飛船中的鐘走得比地球上快D 我們發(fā)現(xiàn)豎直向上高速運動的球在水平方向上變扁了解析】 相對論認為：真空中的光速在不同的慣性系中都是相同的 =me2可知，質(zhì)量與能量相互聯(lián)系，但質(zhì)量與能量是兩個不同的物理量 量， 能量就是質(zhì)量 ，故 B 錯誤；在高速運動的飛船中的宇航員會發(fā)現(xiàn)飛船中的鐘走得比地 球上慢故 C 錯誤；我們發(fā)現(xiàn)豎直向上高速運動的球 ， 水平方向上沒有變化 ， 豎直方向變 短了 ， 故 D 錯誤3在一高速列車

13、通過洞口為圓形的隧道，列車上的司機對隧道的觀察結(jié)果為 (D)A 洞口為橢圓形 ， 長度變短B 洞口為圓形、長度不變C.洞口為橢圓形、長度不變D .洞口為圓形，長度變短【解析】 根據(jù)尺縮效應 ，在尺子長度方向上運動的尺子比靜止的尺子短 所以高速列車通過洞口為圓形的隧道時 ，列車上的司機對隧道口方向的觀察結(jié)果仍然是圓形，但是觀察隧道的長度變短 ， 故選 D.4關于電磁波的應用 ，下列說法不正確的是 (B)A 一切動物、墻壁、地面、車輛、飛機等都在不停地發(fā)射紅外線B. 一切物體都能夠發(fā)射紫外線 ，如太陽、弧光燈發(fā)出的光中就包含紫外線CX 射線能使包在黑紙里的照相底片感光D.丫射線對人體正常細胞有很強

14、的破壞作用【解析】 一切物體都在不停地發(fā)射紅外線 ， 故 A 正確；紫外線光子能量較高 ， 如果原 子處于較低的能級上 ， 可能不能發(fā)射紫外線 ， 故 B 錯誤； X 射線穿透性強 ， 能使包在黑紙 里的照相底片感光，故 C 正確；丫射線光子的能量大，對人體細胞有很強的破壞作用，故 D正確；本題選不正確的 ， 故選 B.5 下列關于愛因斯坦質(zhì)能關系式的說法中 ， 正確的是 (B)， 故 A 正確由 E， 不能說質(zhì)量就是能A .只有運動物體才具有能量，靜止物體沒有能量B.定的質(zhì)量總是和一定的能量相對應C.E = me2中能量 E 其實就是物體的內(nèi)能D.由AE=Ame2知質(zhì)量與能量可以相互轉(zhuǎn)化【解

15、析】不論靜止，還是運動，物體均會具有能量，故 A 錯誤；愛因斯坦的質(zhì)能方程 E =me2,只是說明物體具有的能量與它的質(zhì)量之間存在著簡單的正比關系.物體的能量增大，質(zhì)量也增大；能量減小了 ，質(zhì)量也減小，E 不是物體的內(nèi)能.AE=Ame2說明質(zhì)量和能量在量值上的聯(lián)系，但決不等同于這兩個量可以相互轉(zhuǎn)變，故 B 正確，C、D 錯誤.B 組8 86.如果真空中的光速為e = 3.0X10 m/s,當一個物體的運動速度為vi= 2.4X10 m/s時，質(zhì)量為 3 kg.當它的速度為 1.8X108m/s 時，其質(zhì)量是（A）A . 2.25 kg B . 2.50 kgC. 3.00 kg D . 2.1

16、0 kg選 A.7.（多選） 在電磁波發(fā)射技術中，使電磁波隨各種信號而改變的技術叫調(diào)制，調(diào)制分調(diào)幅和調(diào)頻兩種.如圖所示有 A、B 兩幅圖.在收音機電路中天線接收下來的電信號既有高 頻成分又有低頻成分，經(jīng)放大后送到下一級，需要把高頻成分和低頻成分分開，只讓低頻成分輸入下一級，如果采用如圖所示的電路，圖中虛線框 a 和 b 內(nèi)只用一個電容器或電感器.以下關于電磁波的發(fā)射和接收的說法中，正確的是（AC）A .在電磁波的發(fā)射技術中，圖中 A 是調(diào)幅波B.在電磁波的發(fā)射技術中，圖中 B 是調(diào)幅波C.圖中 a 是電容器，用來通高頻阻低頻，b 是電感器，用來阻高頻通低頻D.圖中 a 是電感器，用來阻交流通直流，b 是電容器，用來阻高頻通低頻【解析】調(diào)幅，即通過改變電磁波的振幅來實現(xiàn)信號加載，故 A 為調(diào)幅波，B 為調(diào)頻【解析】 根據(jù)愛因斯坦相對論的公式:m1“3| =1.8 kg;當它的速度為I ffilw8V2= 1.8x10 m/s 時，質(zhì)量為:只ff低穎佶號從這墮輸岀一卜2ylr石人抑tlftlf大摑魏的膛II.II.兀來淪這波；故 A 正確，B 錯誤；根據(jù)交流電路中電容的通高頻阻低頻和電感線圈的通低頻阻高頻 作用可知，元件 a 要讓高頻信號通過，阻止低頻信號通過，故元件 a 是電容器；元件 b 要讓 低頻信號通過，阻止高頻信號通過，故元件 b 是電感器，故 C 正確，D 錯誤