1、第五节电磁波相对论简介一、电磁波的产生1麦克斯韦电磁场理论变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场2电磁场变化的电场和变化的磁场总是相互联系成为一个完整的整体，这就是电磁场3电磁波电磁场(电磁能量)由近及远地向周围传播形成电磁波(1)电磁波是横波，在空间传播不需要介质(2)真空中电磁波的速度为3.0108 m/s.(3)电磁波能产生干涉、衍射、反射和折射等现象1.(2013高考四川卷)下列关于电磁波的说法，正确的是()A电磁波只能在真空中传播B电场随时间变化时一定产生电磁波C做变速运动的电荷会在空间产生电磁波D麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在答案：C二、电磁波的发射与接收1电磁波的发射(1
2、)发射条件：足够高的频率和开放电路(2)调制分类：调幅和调频2电磁波的接收(1)调谐：使接收电路产生电谐振的过程(2)解调：使声音或图像信号从高频电流中还原出来的过程2.关于电磁波的发射和接收，以下说法正确的是()A为了使振荡电路有效地向空间辐射能量，必须是闭合电路B信号频率比较低，不能直接用来发射电磁波C当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强D要使电视机的屏幕上有图像，必须要有检波过程答案：BCD三、相对论的简单知识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
3、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：mm0/.(2)物体运动时的质量m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：Emc2.3.关于狭义相对论的说法，不正确的是()A狭义相对论认为在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的B狭义相对论认为在一切惯性参考系中，光在真空中的速度都等于c，与光源的运动无关C狭义相对论只涉及无加速运动的惯性系D狭义相对论任何情况下都适用答案：D考点一对电磁场理论和电磁波的理
4、解1对麦克斯韦电磁场理论的理解 2对电磁波的理解(1)电磁波是横波电磁波的电场E、磁场B、传播方向v三者两两垂直，如图所示(2)电磁波与机械波不同，机械波在介质中传播的速度与介质有关，电磁波在介质中传播的速度与介质和频率均有关(1)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(2)目前雷达发射的电磁波频率多在200 MHz至1 000 MHz的范围内请回答下列关于雷达和电磁波的有关问题雷达发射电磁波的波长范围是多少？能否根据雷达发出的电磁波确定雷达和目标间的距离？解析(1
5、)如果电场(或磁场)是均匀变化的，产生的磁场(或电场)是恒定的，不能产生新的电场(磁场)，因而不能产生电磁波，A正确，C错误；电磁波的传播速度跟介质有关，频率由波源决定，同一频率的电磁波在不同介质中波长不等，由vf知在不同介质中波的传播速度不同，B错误；电磁波在同种均匀介质中才能沿直线传播，D错误(2)由cf可得：1 m1.5 m，2 m0.3 m.故雷达发射电磁波的波长范围是0.3 m1.5 m.电磁波测距的原理就是通过发射和接收电磁波的时间间隔来确定距离，所以可根据x确定雷达和目标间的距离答案(1)A(2)0.3 m1.5 m能1.关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是()A均匀变化的电场
6、在它的周围产生均匀变化的磁场B电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直的，且都与波的传播方向垂直C电磁波和机械波一样依赖于介质传播D只要空间中某个区域有振荡的电场或磁场，就能产生电磁波解析：选BD.均匀变化的电场在它的周围产生恒定的磁场，A错；机械波的传播依赖于介质，电磁波的传播不需要介质，C错考点二电磁波谱及电磁波的应用 电磁波谱频率/Hz真空中波长/m特性应用递变规律无线电波103波动性强易发生衍射无线电技术红外线10111015103107热效应红外遥感可见光1015107引起视觉照明、摄影紫外线10151017107109化学效应、荧光效应、灭菌消毒医用消毒、防伪X射线1016
7、10191081011贯穿本领强检查、医用透视射线10190时，物体的质量mm0，即物体的质量改变了，故经典力学不适用C当物体以较小的速度运动时，质量变化十分微小，经典力学理论仍然适用，只有当物体以接近光速运动时，质量变化才明显，故经典力学仅适用于低速运动，而不适用于高速运动D通常由于物体的速度太小，质量的变化不能引起我们的感觉，在分析地球上物体的运动时，不必考虑质量变化解析：选CD.公式中的m0是物体的静止质量，在v远小于光速时，经典力学依然成立，故A、B错误，C、D正确二、非选择题11(2013高考江苏卷)如图所示，两艘飞船A、B沿同一直线同向飞行，相对地面的速度均为v(v接近光速c)地面
8、上测得它们相距为L，则A测得两飞船间的距离_(选填“大于”、“等于”或“小于”)L.当B向A发出一光信号，A测得该信号的速度为_解析：根据长度的相对性得LL0所以A测得两飞船间的距离L0 L.根据狭义相对论的基本假设，光信号的速度为光速c.答案：大于c(或光速)12.某雷达工作时，发射电磁波的波长20 cm，每秒脉冲数n5 000，每个脉冲持续时间t0.02 s.(1)该电磁波的频率为多少？(2)该雷达的最大侦察距离是多少？解析：(1)根据cf可得f Hz1.5109 Hz.(2)电磁波在雷达发射相邻两个脉冲间隔时间内传播的距离sctc3108 m6104 m所以雷达的最大侦察距离s3104 m30 km.答案：(1)1.5109 Hz(2)30 km