12《电磁波的描述及其应用相对论与量子论初步》.ppt

1．初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想以及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． 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． 5．知道狭义相对论的基本假设．;6．知道质速关系和质能关系． 7．知道相对论质能关系式． 本章的大部分内容是记忆性的，定性了解的．在高考中，电磁波部分单独出现的机会不多，相对论部分是新增添的知识，要求也不高．在高考中一般也不会单独考查，有可能与光学部分相结合，考查对基本概念的掌握和理解． ; 1．电磁场与电磁波 (1)电磁振荡：由振荡电路产生，若LC回路的电磁能量始终在电路中且没有损耗，则该回路电磁振荡的周期就是 ，完全由自身参数决定，叫做回路的 ，其倒数叫做回路的固有频率，与回路中有没有电流 ．;电磁振荡是回路中电容器上的 和电感中 等做 变化的过程． (2)麦克斯韦电磁理论： ①19世纪60年代，英国物理学家 建立了完整的电磁场理论，并预言了电磁波的存在.1888年，德国物理学家 用实验证明了电磁波的存在， 还预言光也是电磁波，开创了人类对光的认识的新纪元．;②电磁场：变化的磁场产生 ，变化的 产生磁场，变化的电场和磁场总是相互联系，形成一个不可分割的统一的场，这就是 ． ③电磁波： 电磁波的产生： 和 交替产生，且由近及远地向周围传播，形成了电磁波． 电磁波的特点： a．电磁波中的磁感应强度方向和电场强度的方向与传播方向 ，所以电磁波是 ．;b．电磁波的传播不需要任何介质，它在真空中传播的速度是c＝ ， c．电磁波能产生反射、折射、 和 等现象． 2．电磁波发射与接收 (1)发射和接收： ①发射条件：振荡频率和足够高 ． ②调制：有两种形式： 和 ． ③接收调谐：使接收电路产生 的过程． ④解调：使 信号从高频电流中还原．;(2)电磁波谱： ①按电磁波的波长从长到短，分布顺序是：无线电波、红外线、 、X射线和γ射线，形成电磁波谱． ②不同的电磁??具有不同的波长(频率)，因此才具有不同的特性． 3．相对论简介 (1)狭义相对论的基本假设： ①在不同的惯性参考系中， 都是相同的． ②真空中的光速在不同的 中都是相同的．;(2)时间和空间的相对性(以下公式均不要求定量计算) ①时间间隔的相对性：Δt＝ ②长度的相对性：l＝ (3)相对论的速度变换公式：u＝ (4)相对论质量：m＝;(5)质能方程：E＝ . (6)广义相对论 ①基本原理 广义相对性原理：在任何参考系中， 都是相同的． 等效原理：一个均匀的引力场与一个 等价． ②广义相对论的预言与证实：时空弯曲、光线弯曲、引力红移等．;考点一　电磁场与电磁波 1．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．;2．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，波速越小． (3)v＝λf中，f是电磁波的频率，即为发射电磁波的LC ;【技巧提示】　电磁波不同于机械波，机械波传播必须有介质，而电磁波传播不需要介质，电磁波和机械波都有波特有的特性．;【案例1】　(1)麦克斯韦理论的内容是： ____________. (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)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． ①雷达发射电磁波的波长范围是多少？ ②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】　熟记麦克斯韦理论及电磁波的特点，电磁波满足v＝λf. (1)麦克斯韦电磁理论的内容是：变化的磁场周围会产生电场，变化的电场周围会产生磁场． (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．;②电磁波测距的原理就是通过发射和接收的时间间隔来确定距离，所以可根据s＝vt确定雷达和目标间的距离． 【答案】　　(1)见解析　(2)垂直　垂直　横 (3)①