2025版高考物理一輪復習第三章電磁波相對論學案選修3-4

PAGE4-電磁波相對論必備學問一、電磁波的產生、放射、傳播和接收1.麥克斯韋電磁場理論與電磁場:如圖所示:變更的磁場產生電場,變更的電場產生磁場;變更的電場和變更的磁場總是相互聯(lián)系成為一個完整的整體,這就是電磁場。2.電磁波:(1)電磁波的產生:變更的電場和磁場交替產生而形成的電磁場是由近及遠地傳播的,這種變更的電磁場在空間的傳播稱為電磁波。(2)電磁波的特點。①電磁波是橫波,電磁波在空間傳播不須要介質。②電磁波的波長、頻率、波速的關系:v=λf。③在真空中,電磁波的速度c=3.0×108④電磁波能產生反射、折射、干涉和衍射等現(xiàn)象。(3)電磁波的放射。①要有足夠高的振蕩頻率。②應采納開放電路,振蕩電路的電場和磁場必需分散到足夠大的空間。(4)電磁波的接收。①當接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相等時,激起的振蕩電流最強。②從經過調制的高頻振蕩中“檢”出調制信號的過程叫檢波,檢波是調制的逆過程,也叫解調。二、電磁波譜1.定義:按電磁波的波長從長到短分布是無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線和γ射線,形成電磁波譜。2.電磁波譜中各波的特性與應用:頻率/Hz真空中波長/m特性應用無線電波<3×1011>10-3波動性強,易發(fā)生衍射無線電技術紅外線3×1011～101510-7～10-3熱效應紅外線遙感可見光101510-7引起視覺照明、攝影紫外線1015～101610-8～10-7化學效應、熒光效應、能殺菌醫(yī)用消毒、防偽X射線1016～101910-11～10-8貫穿本事強檢查、醫(yī)用透視γ射線>1019<10-11穿透本事最強工業(yè)探傷、醫(yī)用治療三、狹義相對論的基本假設質能關系1.狹義相對論的兩個基本假設:(1)狹義相對性原理:在不同的慣性參考系中,一切物理規(guī)律都是相同的。(2)光速不變原理:真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的,光速與光源、觀測者間的相對運動沒有關系。2.相對論質能關系:用m表示物體的質量,E表示它具有的能量,則愛因斯坦質能方程為:E=mc2?；A小題1.推斷下列題目的正誤。(1)電磁波以肯定的速度在空間傳播,在傳播過程中滿意v=λf。 ()(2)使電磁波隨各種信號而變更的技術叫作調制。 ()(3)在不同的參考系中視察到的光速肯定不同。 ()(4)波長不同的電磁波在本質上不同。 ()(5)接收電路產生電諧振的過程叫作調幅。 ()提示:(1)√。電磁波是一種波,傳播過程中遵循波的傳播規(guī)律,滿意v=λf。(2)√。調制就是對信號源的信息進行處理加到載波上,使其變?yōu)檫m合于信息傳輸?shù)男问降倪^程,就是使載波隨信號而變更的技術。(3)×。依據光速不變原理,真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的。(4)×。波長不同的電磁波在本質上是相同的。(5)×。接收電路產生電諧振的過程叫作調諧。2.關于電磁場理論,以下說法正確的是 ()A.在電場四周肯定會產生磁場B.任何變更的電場四周空間肯定會產生變更的磁場C.勻稱變更的電場會產生變更的磁場D.周期性變更的電場會產生周期性變更的磁場【解析】選D。變更的電場四周肯定產生磁場,但若電場不發(fā)生變更,則不能在四周空間產生磁場,選項A錯誤;勻稱變更的電場只能在四周空間產生穩(wěn)定的磁場,只有不勻稱變更的電場才能在四周空間產生變更的磁場,選項B、C錯誤;周期性變更的電場(或磁場)在四周空間產生周期性變更的磁場(或電場),選項D正確。3.(教材改編題)關于生活中遇到的各種波,下列說法正確的是 ()A.電磁波可以傳遞信息,聲波不能傳遞信息B.手機在通話時涉及的波既有電磁波又有聲波C.太陽光中的可見光和醫(yī)院“B超”中的超聲波傳播速度相同D.遙控器發(fā)出的紅外線波長和醫(yī)院“CT”中的X射線波長相同【解析】選B。電磁波和聲波都能傳遞信息,比如人們之間的語言溝通,選項A錯誤;太陽光中的可見光屬于電磁波,而“B超”中的超聲波屬于機械波,它們的傳播速度不同,選項C錯誤;遙控器發(fā)出的紅外線波長比X射線波長大得多,選項D錯誤,正確選項為B。4.(多選)關于狹義相對論的說法,正確的是 ()A.狹義相對論認為在不同的慣性參考系中,一切物理規(guī)律都是相同的B.狹義相對論認為在一切慣性參考系中,光在真空中的速度都等于c,與光源的運動無關C.狹義相對論只涉及無加速運動的慣性系D.狹義相對論在任何狀況下都適用【解析】選A、B、C。狹義相對論認為在不同的慣性參考系中,一切物