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江蘇省高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十三章(選修34)5 電磁波與相對論課件

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1、第第5講電磁波與相對論講電磁波與相對論麥克斯韋麥克斯韋預(yù)言預(yù)言橫橫赫茲赫茲 3. 信息的傳遞:_的發(fā)明揭開了電信的序幕,_的發(fā)現(xiàn)又實(shí)現(xiàn)了無線通信電磁波的頻率越高,相同時(shí)間內(nèi)傳遞的信息量越_ 4. 攝像機(jī)和電視機(jī)1 s內(nèi)傳送_幅畫面,由于視覺暫留,我們感覺到的便是活動的影像 5. 雷達(dá)是利用電磁波的_原理制成的,所以雷達(dá)用的是波長較短的_ 6. 電磁波譜:按電磁波的_或_大小的順序把各種波排列成譜太陽輻射的能量主要集中在_、_和_三個(gè)區(qū)域電報(bào)電報(bào)電磁波電磁波大大25反射反射微波微波波長波長頻率頻率可見光可見光紅外線紅外線紫外線紫外線 7. 伽利略相對性原理:_在任何慣性系中都是相同的 8. 狹義

2、相對論的兩個(gè)基本假設(shè) (1) _在不同的慣性參考系中,一切物理規(guī)律都是相同的 (2) _真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的 9. 相對論的時(shí)空觀:經(jīng)典物理學(xué)認(rèn)為空間和時(shí)間之間_,相對論則認(rèn)為空間和時(shí)間與物質(zhì)的運(yùn)動_力學(xué)規(guī)律力學(xué)規(guī)律狹義相對性原理狹義相對性原理光速不變原理光速不變原理沒有聯(lián)系沒有聯(lián)系有關(guān)有關(guān) 1. 恒定的電場不產(chǎn)生磁場 2. 恒定的磁場不產(chǎn)生電場 3. 均勻變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定的電場 4. 均勻變化的電場在周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場 5. 周期性變化的電場產(chǎn)生周期性變化的磁場 6. 周期性變化的磁場產(chǎn)生周期性變化的電場麥克斯韋電磁場理論的基本思想麥克斯韋電磁場理論的基

3、本思想 典題演示1下列關(guān)于電磁波的說法中,正確的是() A. 電磁波只能在真空中傳播 B. 電場隨時(shí)間變化時(shí)一定產(chǎn)生電磁波 C. 做變速運(yùn)動的電荷可能會在空間產(chǎn)生電磁波 D. 麥克斯韋第一次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在C 【解析】 電磁波是電磁場這種物質(zhì)在空間的傳播,它既可在真空中傳播,也可在介質(zhì)中傳播,A錯(cuò)誤;當(dāng)電場隨時(shí)間均勻變化時(shí)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場,穩(wěn)定的磁場不能再產(chǎn)生電場,就不能形成電磁波,B錯(cuò)誤;做非勻變速運(yùn)動的電荷會產(chǎn)生變化的磁場,變化的磁場在其周圍空間可能產(chǎn)生變化的電場電場、磁場交替產(chǎn)生,向外傳播的過程就形成了電磁波,C正確;麥克斯韋從理論上預(yù)言了電磁波的存在,赫茲通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存

4、在,D錯(cuò)誤 電磁波與機(jī)械波的區(qū)別電磁波的特點(diǎn)電磁波的特點(diǎn)名稱項(xiàng)目電磁波機(jī)械波研究對象電磁現(xiàn)象力學(xué)現(xiàn)象產(chǎn)生由周期性變化的電場、磁場產(chǎn)生由質(zhì)點(diǎn)(波源)的振動產(chǎn)生波的特點(diǎn)橫波縱波或橫波波速在真空中等于光速(很大)(c3108 m/s)在空氣中不大(如聲波波速一般為340 m/s)介質(zhì)需要不需要介質(zhì)(在真空中仍可傳播)必須有介質(zhì)(真空中不能傳播)能量傳播電磁能機(jī)械能共同點(diǎn) 典題演示2(2016北京卷)下列說法中正確的是() A. 電磁波在真空中以光速c傳播 B. 在空氣中傳播的聲波是橫波 C. 聲波只能在空氣中傳播 D. 光需要介質(zhì)才能傳播 【解析】 光波屬于電磁波,光波在真空中的速度也就是電磁波在真

5、空中的速度,選項(xiàng)A正確空氣中的聲波是振源的振動造成空氣密度的變化而產(chǎn)生的,它存在密部和疏部,屬于縱波,選項(xiàng)B錯(cuò)誤聲波不僅僅能在空氣中傳播,在固體、液體中都可以傳播,選項(xiàng)C錯(cuò)誤光波屬于電磁波,電磁波是通過電磁場的交替變化傳遞的,不需要介質(zhì),選項(xiàng)D錯(cuò)誤A 1. 電磁波譜的排列、產(chǎn)生機(jī)理、特性、用途可概括如下表電磁波譜電磁波譜波譜無線電波紅外線可見光紫外線X射線射線產(chǎn)生機(jī)理振蕩電路中自由電子運(yùn)動原子外層電子受激發(fā)原子內(nèi)層電子受激發(fā)原子核受激發(fā)特性波動性強(qiáng)熱效應(yīng)引起視覺化學(xué)作用、熒光效應(yīng)、殺菌貫穿作用強(qiáng)貫穿本領(lǐng)最強(qiáng)應(yīng)用無線電技術(shù)加熱、遙感照明、攝影感光技術(shù)、醫(yī)用消毒檢查探測、醫(yī)用透視工業(yè)探傷、醫(yī)用治療

6、 2. 波長不同的電磁波,表現(xiàn)出不同的特性其中波長較長的無線電波和紅外線等易發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象;波長較短的紫外線、X射線、射線等,穿透能力較強(qiáng) 3. 電磁波譜中,相鄰兩波段的電磁波的波長并沒有很明顯的界線,如紫外線和X射線、X射線和射線都有部分重疊 典題演示3下列說法中正確的是() A. 只有物體溫度較高時(shí),才能向外輻射紅外線 B. 紫外線的主要作用是化學(xué)作用 C. 可見光比紅外線容易發(fā)生衍射現(xiàn)象 D. X射線在磁場中偏轉(zhuǎn),穿透力較強(qiáng),可用來進(jìn)行人體透視 【解析】 一切物體都可以向外輻射紅外線,A錯(cuò)誤;紫外線有顯著的生理作用,殺菌能力較強(qiáng),紫外線有很強(qiáng)的熒光效應(yīng),可用來防偽,B正確;可見光的波

7、長小于紅外線的波長,所以紅外線更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象,C錯(cuò)誤;X射線是電磁波,不帶電,不能在磁場中偏轉(zhuǎn)D錯(cuò)誤B 1. “同時(shí)”的相對性 在一個(gè)參考系中同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)事件,在另一個(gè)參考系看來是不同時(shí)的這里有一個(gè)結(jié)論:地面上認(rèn)為同時(shí)的兩個(gè)事件,對于在沿著兩個(gè)事件發(fā)生地的連線上運(yùn)動的觀察者來說,距離觀察者更遠(yuǎn)的那個(gè)事件先發(fā)生狹義相對論狹義相對論大于大于c 1. (2016全國卷改編)關(guān)于電磁波,下列說法中正確的是() A. 電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無關(guān) B. 周期性變化的電場和磁場可以相互激發(fā),形成電磁波 C. 利用電磁波傳遞信號可以實(shí)現(xiàn)無線通信,但電磁波不能通過電纜、光纜傳輸 D. 電磁

8、波可以由電磁振蕩產(chǎn)生,若波源的電磁振蕩停止,空間的電磁波隨即消失AB 【解析】 電磁波在真空中傳播速度不變,與頻率無關(guān),選項(xiàng)A正確;電磁波由周期性變化的電場和變化的磁場互相激發(fā)得到,選項(xiàng)B正確;光是一種電磁波,光可在光導(dǎo)纖維中傳播,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;電磁波具有能量,電磁振蕩停止后,已形成的電磁波仍會在介質(zhì)或真空中繼續(xù)傳播,選項(xiàng)D錯(cuò)誤 2. (2016天津卷)我國成功研發(fā)的反隱身先進(jìn)米波雷達(dá)堪稱隱身飛機(jī)的克星,它標(biāo)志著我國雷達(dá)研究又創(chuàng)新的里程碑,米波雷達(dá)發(fā)射無線電波的波長在110 m范圍內(nèi),則下列有關(guān)該無線電波的說法中正確的是() A. 米波的頻率比厘米波頻率高 B. 和機(jī)械波一樣須靠介質(zhì)傳播 C.

9、同光波一樣會發(fā)生反射現(xiàn)象 D. 不可能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象C 【解析】 根據(jù)波速、波長與頻率的關(guān)系可知,波長越長的波,頻率越低,所以米波的頻率比厘米波的頻率低,A錯(cuò)誤;米波和厘米波都是無線電波,傳播不需要介質(zhì),B錯(cuò)誤;無線電波同光波一樣能夠發(fā)生反射、干涉和衍射現(xiàn)象,C正確,D錯(cuò)誤 3. 下列說法中正確的是() A. 交通警察通過發(fā)射超聲波測量車速,利用了波的干涉原理 B. 電磁波的頻率越高,它所能攜帶的信息量就越大,所以激光可以比無線電波傳遞更多的信息 C. 單縫衍射中,縫越寬,衍射現(xiàn)象越明顯 D. 地面上測得靜止的直桿長為L,則在沿桿方向高速飛行的火箭中的人測得桿長應(yīng)小于LBD 【解析】 交警

10、通過發(fā)射超聲波測量車速,利用了多普勒效應(yīng),A錯(cuò)誤;電磁波能攜帶的信息量與其頻率有關(guān),頻率越高,能攜帶的信息量就越大,B正確;由發(fā)生明顯衍射條件知,C錯(cuò)誤;根據(jù)愛因斯坦相對論可知,運(yùn)動的物體長度變短,D正確 4. 屬于狹義相對論基本假設(shè)的是:在不同的慣性系中() A. 真空中光速不變 B. 時(shí)間間隔具有相對性 C. 物體的質(zhì)量不變 D. 物體的能量與質(zhì)量成正比 【解析】 狹義相對論的兩條假設(shè)分別是:在任何慣性系中真空中的光速不變和一切物理規(guī)律相同Ac大于大于 【解析】 光在不同的慣性參考系中都是相同的,地面上的人看到光的傳播速度為c.由于火車向前運(yùn)動,光傳到前壁運(yùn)動的距離大于光傳到后壁的距離,則

11、光傳到前壁的時(shí)間大于傳到后壁的時(shí)間 6. (2016揚(yáng)州中學(xué)4月質(zhì)量監(jiān)測)在利用單擺測重力加速度的實(shí)驗(yàn)中,若擺長為L,周期為T,則重力加速度的計(jì)算公式為g_;按照狹義相對論的觀點(diǎn),若火箭以相對地面的速度v “迎著”光束飛行,設(shè)光速為c,則火箭上的觀察者測出的光速為_c 7. (2016南京、鹽城、連云港二模)如圖(a)所示,豎直墻上掛著一面時(shí)鐘,地面上靜止的觀察者A觀測到鐘的面積為S,另一觀察者B以0.8c(c為光速)平行y軸正方向運(yùn)動,觀察到鐘的面積為S,則S_(填“大于”“等于”或“小于”)S.時(shí)鐘與觀察者有不同相對速度的情況下,時(shí)鐘的頻率也是不同的,它們之間的關(guān)系如圖(b)所示A觀察者觀察到時(shí)鐘的周期是2.0s,則B觀察者觀察到時(shí)鐘的周期約為_s.大于大于3.30.2

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