2017届物理一轮复习教案：14.4 电磁波 相对论 pdf版含解析

层电子受到激发后产生的；γ 射线是原子核受到激发后产生的。
(4)电磁波的能量随频率的增大而增大。
二、相对论及其简单应用
1．对狭义相对论的理解
(1)对“同时”的相对性的理解
①经典的时空观：在同一个惯性系中不同地点同时发生的两个事件，在另一个惯性系
中观察也是同时的。
②相对论的时空观：“同时”具有相对性，即在同一个惯性系中不同地点同时发生的
可见光
紫外线
X 射线
γ 射线
真空中的 速度
都是 c＝3×108 m/s
频率
小→大
同介质中 速度
大→小
伦琴射线
备注
振荡电路 中产生
一切物体 都能辐射
由七种色 光组成
一切高温 物体都能 辐射
管中高速 电子流射 至阳极产
放射性元 素衰变时 产生
生
4.电磁波与机械波的比较
项目
名称
电磁波
机械波
不
研究对象
电磁现象
3．电磁波谱的特性及应用
特性
名称 无线电波
红外线
可见光
紫外线
X 射线 γ 射线
主要作用
波动性强、易 热作用
发生衍射
视觉作用
化学作用、 荧光效应、 杀菌
穿透作用
贯穿作 用
产生机理
振荡电路中自 由电子的周期 原子外层电子受激发 性运动
原子的内层 原子核 电子受激发 受激发
续表
名称 无线电波
特性
红外线
两个事件，在另一个惯性系中观察就不一定是同时发生的。
( )v
1－ 2
(2)对“长度的相对性”的理解：狭义相对论中的长度公式：l＝l0
c 中，l0 是相
对于杆静止的观察者测出的杆的长度，而 l 可认为杆沿杆的长度方向以速度 v 运动时，静
止的观察者测量的长度，还可以认为是杆不动，而观察者沿杆的长度方向以速度 v 运动时
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)三者关系 v＝λf，f 是电磁波的频率，即为发射电磁波的 LC 振荡电路的频率 f＝
1
2π LC，改变 L 或 C 即可改变 f，从而改变电磁波的波长 λ。 特别提醒
(1)波长不同的电磁波，表现出不同的特性。其中波长较长的无线电波和红外线等，易
发生干涉、衍射现象；波长较短的紫外线、X 射线、γ 射线等，穿透能力较强。
(2)电磁波谱中，相邻两波段的电磁波的波长并没有很明显的界线，如紫外线和 X 射线、
X 射线和 γ 射线都有重叠。
(3)不同的电磁波，产生的机理不同，无线电波是振荡电路中自由电子的周期性运动产
生的；红外线、可见光、紫外线是原子的外层电子受到激发后产生的；X 射线是原子的内
(2)调制方式 ①调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变。调幅广播(AM)一般使用中波和短波 波段。 ②调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而变。调频广播(FM)和电视广播都采用调 频的方法调制。 5．无线电波的接收 (1)当接收电路的固有频率跟接收到的无线电波的频率相等时，激起的振荡电流最强， 这就是电谐振现象。 (2)使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐。能够调谐的接收电路叫做调谐电路。 (3)从经过调制的高频振荡中“检”出调制信号的过程，叫做检波。检波是调制的逆过 程，也叫做解调。 知识点 2 相对论 1．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，光速与光源、观 测者间的相对运动没有关系。 2．相对论的质速关系 (1)物体的质量随物体速度的增加而增大，物体以速度 v 运动时的质量 m 与静止时的质 量 m0 之间有如下关系：
空间周期性变化
间周期性变化
波的种类 横波
既有横波也有纵波
速度特点
由介质和频率决定，在真空中等于光 仅由介质决定
速(很大)(c＝3×108 m/s)
相同 点
能量 速度公式 遵循规律
都携带能量并传播能量 v＝λf
均可发生反射、折射、干涉、衍射等现象
5.电磁波的传播及波长、频率、波速
(1)电磁波本身是一种物质，电磁波的传播不需要介质，可在真空中传播，在真空中不
考点四 电磁波 相对论
基础点 知识点 1 电磁场、电磁波 1．麦克斯韦电磁场理论 变化的磁场能够在周围空间产生电场，变化的电场能够在周围空间产生磁场。 2．电磁场 变化电场在周围空间产生磁场，变化磁场在周围空间产生电场，变化的电场和磁场总 是相互联系成为一个完整的整体，这就是电磁场。 3．电磁波 (1)电磁场在空间由近及远的传播，形成电磁波。 (2)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)。 (3)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。 (4)v＝λf，f 是电磁波的频率。 4．电磁波的发射 (1)发射条件：开放电路和高频振荡信号，所以要对传输信号进行调制(包括调幅和调频)。
力学现象
同
产生
由周期性变化的电场、磁场产生
由质点(波源)的振动产生
是物质，是传
点
本质
传播
播
传播机理 电磁场交替感应
质点间相互作用
传播介质 不需要介质(在真空中仍可传播)
必须有介质(真空中不能传播)
描述的量
电场强度 E 与磁感应强度 B 随时间和 质点的位移 x、加速度 a 随时间和空
m0
( )v
1－ 2 m＝ c 。 (2)物体运动时的质量总要大于静止时的质量 m0。 3．相对论质能关系 用 m 表示物体的质量，E 表示它具有的能量，则爱因斯坦质能方程为：E＝mc2。
重难点 一、电磁场、电磁波 1．对麦克斯韦电磁场理论的理解
2．对电磁波的理解 电磁波是横波。电磁波的电场、磁场、传播方向三者两两垂直，如图所示。
间膨胀。(动钟变慢) u′＋v u′v 1＋
(4)对相对论速度变换公式的理解：速度变换公式 u＝ c2 。式中 u 是物体相对静止 参考系的速度，v 是运动参考系相对静止参考系的速度，u′是物体相对运动参考系的速度 (u′与 v 同向取正值，反之取负值)。
测出的杆的长度。 Δτ
( )v
1－ 2 (3)对“时间间隔的相对性”的理解：时间间隔的相对性公式：Δt＝ c 中 Δτ 是相 对事件发生地静止的观察者测量同一地点的两个事件发生的时间间隔，而 Δt 则是相对于事 件发生地以速度 v 运动的观察者测量同一地点的同样两个事件发生的时间间隔。也就是说： 在相对运动的参考系中观测，事件变化过程的时间间隔变大了，这叫作狭义相对论中的时