2013高三物理一轮复习课件：第十四章 电磁波 相对论简介

31
《恒谦教育教学资源库》
教师备课、备考伴侣 专注中国基础教育资源建设
[解析] 考查电磁波的应用——雷达 由于电磁波的波长、频率和波速之间满足关系 v＝λf，真 空中电磁波的传播速度等于光速，一般在空气中传播，电磁 v 波的传播速度就认为等于光速 v＝3×10 m/s，因此 f＝ λ ＝
8
1.5×109Hz，即电磁波频率为 1.5×109Hz.
9
《恒谦教育教学资源库》
教师备课、备考伴侣 专注中国基础教育资源建设
3．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，速度越小． (3)v＝λf，f 是电磁波的频率，即为发射电磁波的 LC 振 1 荡电路的频率 f＝ ，改变 L 或 C 即可改变 f，从而改变 2π LC 电磁波的波长 λ.
13
《恒谦教育教学资源库》
教师备课、备考伴侣 专注中国基础教育资源建设
2．时间和空间的相对性． (1)时间间隔的相对性：Δt＝ Δτ v2 1－ c .
(2)长度的相对性：l＝l0
v2 1－ c .
14
《恒谦教育教学资源库》
教师备课、备考伴侣 专注中国基础教育资源建设
u′＋v 3．相对论的速度变换公式u＝ . u′v 1＋ 2 c 4．相对论质量m＝ m0 v2 1－ c .
26
《恒谦教育教学资源库》
教师备课、备考伴侣 专注中国基础教育资源建设
[解析] 考查对电磁波的理解． 机械波和电磁波都具有波共有的特性，但它们有本质的 区别，它们的产生、传播等条件都不同，电磁波是横波，机 械波有横波和纵波，故 A 项正确，B、C 项错误；机械波的 传播速度只取决于介质，而电磁波在真空中速度相同，在不 同介质中波速不同，与介质及频率均有关，D 项错误．
4
《恒谦教育教学资源库》
教师备课、备考伴侣 专注中国基础教育资源建设
热点提示 1.对电磁场和电磁波的考查．电磁振荡和 LC 回路近几年已不 再列入高考要求，对这部分的考查主要从电磁场和电磁波的 产生和特点命题，尤其是注意和其他知识的联系 2．电磁波的发射、传播与接收的复习，要以电磁波的特点为 线索，结合麦克斯韦电磁理论，理解发射与接收条件及传播 能在真空中进行等相关问题 3．对于相对论的复习重在三个方面：①光速(电磁波)不变导 致相对论的诞生；②相对论的时空观；③爱因斯坦质能方程
28
《恒谦教育教学资源库》
教师备课、备考伴侣 专注中国基础教育资源建设
解析 (1)麦克斯韦电磁场理论的内容是：变化的磁场产 生电场，变化的电场产生磁场． (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． v1 λ1 (3)电磁波在传播过程中频率不变，由 v＝λf 可知 ＝ ， v2 λ2 v2λ1 2×10 ×15 λ2＝ ＝ m＝10m. v1 3×108
题型归纳
题型一 电磁波的特性 【例 1】 对于机械波和电磁波的比较，下面说法中正 确的是( )
A．它们都能发生反射、折射、干涉、衍射等现象 B．它们在本质上是相同的，只是频率不同而已 C．它们有可能是横波，也可能是纵波 D．机械波的传播速度只取决于介质，跟频率无关；而 电磁波的传播速度与介质无关，只与频率有关
《恒谦教育教学资源库》
教师备课、备考伴侣 专注中国基础教育资源建设
选修 3-4
编辑发行：西安恒谦教育科技股份有限公司
全国统一客服电话：400-715-6688
《恒谦教育教学资源库》
教师备课、备考伴侣 专注中国基础教育资源建设
第十四章 电磁波 相对论简介
2
《恒谦教育教学资源库》
教师备课、备考伴侣 专注中国基础教育资源建设
[点评] 正确理解雷达测距原理是解题关键．
33
《恒谦教育教学资源库》
教师备课、备考伴侣 专注中国基础教育资源建设
变式训练 2 雷达是运用电磁波来工作的，它发射的电 磁波频率多在 300mHz 至 1000mHz 的范围内， 已知真空中光 速 c＝3×108m/s.下列说法正确的是( )
A．电磁波可由恒定不变的电场和磁场产生 B．电磁波可由周期性变化的电场或磁场产生
－7
－
－7
1011～ 1015 1015
11
《恒谦教育教学资源库》
教师备课、备考伴侣 专注中国基础教育资源建设
电磁 波谱
特性 化学效应、
应用
真空中 波长/m
频率 /Hz
递变 规律
紫外线 荧光效应、 能杀菌 X 射线 贯穿 性强 贯穿本领 最强
医用消毒、 防伪 检查、医用 透视 工业探伤、 医用治疗
5
《恒谦教育教学资源库》
教师备课、备考伴侣 专注中国基础教育资源建设
第十四章 电磁波 相对论简介
考点知识诊断
热点题型探 究
难点能力突 破
课后作业
6
《恒谦教育教学资源库》
教师备课、备考伴侣 专注中国基础教育资源建设
考点知识诊断
Leabharlann Baidu
7
《恒谦教育教学资源库》
教师备课、备考伴侣 专注中国基础教育资源建设
知识清单
)
21
《恒谦教育教学资源库》
教师备课、备考伴侣 专注中国基础教育资源建设
解析 由麦克斯韦电磁场理论可知，只有非均匀变化的 电场、磁场能产生电磁波，A 错；电磁波的传播不需要介质， B 错；电磁波与机械波一样，在传播过程中频率不变，C 对； 电磁波传播电磁振荡的运动形式和能量，D 对．
答案 CD
22
一、电磁场与电磁波 1．麦克斯韦系统总结了前人对电磁规律的研究成果，建 立了电磁场理论，并预言了电磁波的存在．
8
《恒谦教育教学资源库》
教师备课、备考伴侣 专注中国基础教育资源建设
2．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)产生同频率的周期性变化的 磁场(电场)，才能形成电磁波． (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．
答案 AC
17
《恒谦教育教学资源库》
教师备课、备考伴侣 专注中国基础教育资源建设
2．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
)
18
《恒谦教育教学资源库》
教师备课、备考伴侣 专注中国基础教育资源建设
32
《恒谦教育教学资源库》
教师备课、备考伴侣 专注中国基础教育资源建设
雷达工作时发射电磁脉冲，每个脉冲持续 t＝0.02 μs，在 两个脉冲时间间隔内， 雷达必须接收到反射回来的电磁脉冲， 否则会与后面的电磁脉冲重叠而影响测量．设最大侦察距离 1 为 s，则 2s＝vΔt，而 Δt＝ s＝200 μs≫0.02 μs(脉冲持续 5000 vΔt 时间可以略去不计)，所以 s＝ ＝3×104m. 2 [答案] 1.5×109 Hz 3×104m
10 7～10
－
－9
1015～1017
10 8～10
－
－11
1016～1019
γ 射线
<10
－11
>1019
12
《恒谦教育教学资源库》
教师备课、备考伴侣 专注中国基础教育资源建设
三、相对论的简单知识 1．狭义相对论的基本假设． (1)在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的． (2)真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的．
《恒谦教育教学资源库》
教师备课、备考伴侣 专注中国基础教育资源建设
5．下列几种说法： (1)所有惯性系中基本规律都是等价的； (2)在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态无 关； (3)在任何惯性系中，光在真空中沿任何方向的传播速度 都相同．
23
《恒谦教育教学资源库》
教师备课、备考伴侣 专注中国基础教育资源建设
10
《恒谦教育教学资源库》
教师备课、备考伴侣 专注中国基础教育资源建设
二、电磁波谱的分析应用
电磁 波谱 无线 电波 特性 波动性 强，易发 生衍射 热效应 引起视觉 应用 真空中 波长/m 频率 /Hz 递变 规律
无线电 技术 红外线 遥感 照明、摄影 >10
－3
<3×1011
红外线 可见光
10 3～10 10
其中哪些说法是正确的( A．只有(1)(2)是正确的 B．只有(1)(3)是正确的 C．只有(2)(3)是正确的 D．三种说法都是正确的
)
答案
D
24
《恒谦教育教学资源库》
教师备课、备考伴侣 专注中国基础教育资源建设
热点题型探究
25
《恒谦教育教学资源库》
教师备课、备考伴侣 专注中国基础教育资源建设
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
19
《恒谦教育教学资源库》
教师备课、备考伴侣 专注中国基础教育资源建设
8
29
《恒谦教育教学资源库》
教师备课、备考伴侣 专注中国基础教育资源建设
答案
(1)变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场
(2)垂直 垂直 横 (3)10m
30
《恒谦教育教学资源库》
教师备课、备考伴侣 专注中国基础教育资源建设
题型二 电磁波的应用 【例 2】 某雷达工作时， 发射电磁波的波长为 λ＝20cm， 每秒脉冲数 n＝5000，每个脉冲持续时间 t＝0.02μs，问电磁 波的振荡频率为多少？最大的侦察距离是多少？
考 情 分 析
3
《恒谦教育教学资源库》
考纲预览
教师备课、备考伴侣 专注中国基础教育资源建设
1.初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想及其在物理学发展史 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．知道电 场与磁场在一定条件下的相互激发就可产生电磁波．知道赫兹实 验证实了电磁波的存在，确立了麦克斯韦的电磁场理论 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．认识电磁波谱中各 个频段的名称、产生、主要特征、应用实例 5．知道狭义相对论的实验基础、基本原理和主要结论
16
《恒谦教育教学资源库》
教师备课、备考伴侣 专注中国基础教育资源建设
考点诊断
1.下列关于电磁波的说法中正确的是( )
A．麦克斯韦电磁场理论预言了电磁波的存在 B．电磁波从真空传入水中，波长将变长 C．雷达可以利用自身发射电磁波的反射波来对目标进行 定位 D．医院中用于检查病情的“B 超”利用了电磁波的反射 原理
3． 下列各组电磁波， 按波长由长到短的正确排列是( A．γ 射线、红外线、紫外线、可见光 B．红外线、可见光、紫外线、γ 射线 C．可见光、红外线、紫外线、γ 射线 D．紫外线、可见光、红外线、γ 射线
答案 B
)
20
《恒谦教育教学资源库》
教师备课、备考伴侣 专注中国基础教育资源建设
4．关于电磁场和电磁波，下列叙述中正确的是( A．恒定的电场能够产生电磁波 B．电磁波的传播需要介质 C．电磁波从一种介质进入另一种介质，频率不变 D．电磁波在传播过程中也传递了能量
5．质能方程E＝mc2. 6．广义相对论．
15
《恒谦教育教学资源库》
教师备课、备考伴侣 专注中国基础教育资源建设
(1)基本原理 ①广义相对性原理：在任何参考系中，物理规律都是相 同的；②等效原理：一个均匀的引力场与一个做匀加速运动 的参考系等价． (2)广义相对论的预言与证实 ①时空弯曲；②光线弯曲；③引力红移.
[答案] A
27
《恒谦教育教学资源库》
教师备课、备考伴侣 专注中国基础教育资源建设
变式训练 1 (1)麦克斯韦电磁场理论的内容是：_______ ____________________________________________________. (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，并和该处电磁波的传播方向________，这就 说明电磁波是________波． (3)在真空中传播的波长为 15m 的电磁波进入某一介质 中时，若传播速度为 2×108m/s，则波长为多少？
34
《恒谦教育教学资源库》
教师备课、备考伴侣 专注中国基础教育资源建设
C． 雷达发射的电磁波在真空中的波长范围多在 0.3m 至 1m 之间 D．雷达与目标之间的距离可由电磁波从发射到接收的 时间间隔确定