第十三章光学电磁波相对论第三节电磁波的规律相对论的基本假设质能关系2.docVIP

第三节　电磁波的规律　相对论的基本假设　质能关系 一、电磁场与电磁波 1．麦克斯韦电磁场理论 ______的磁场产生电场，______的电场产生磁场。 2．电磁场 变化的电场在周围空间产生磁场，变化的磁场在周围空间产生电场，变化的电场和磁场成为一个完整的整体，这就是电磁场。 3．电磁波 （1）定义：电磁场（电磁能量）由近及远地传播形成电磁波。 （2）电磁波是____波，在空间传播________介质。 （3）真空中电磁波的速度约为__________ m/s。 二、无线电波的发射和接收 1．发射电磁波的条件 第一，要有足够高的______； 第二，电路必须______，使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间。 2．调制 调制有______和______两种方式，______是调制的逆过程。 三、电磁波谱 电磁波谱 特性 应用 递变规律 无线电波 容易发生衍射 通信和广播 红外线 热效应 红外线遥感 可见光 引起视觉 照明等 紫外线 荧光效应、能杀菌 灭菌消毒、防伪 X射线 穿透能力强 医用透视、安检 γ射线 穿透能力很强 工业探伤、医用治疗 四、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________都是相同的。 （2）真空中的光速在不同的惯性参考系中都是______。 2．时间间隔的相对性 Δt＝。 3．长度的相对性 l＝l0。 4．相对论的速度变换公式 u＝。 5．相对论质量 m＝。 6．质能方程 E＝________。 1．关于电磁波谱，下列说法中正确的是（　　） A．电磁波中最容易表现出干涉、衍射现象的是无线电波 B．红外线、紫外线、可见光是原子的外层电子受激发后产生的 C．伦琴射线和γ射线是原子的内层电子受激发后产生的 D．红外线的显著作用是热作用，温度较低的物体不能辐射红外线 2．下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．电磁波必须依赖介质传播 B．电磁波可以发生衍射现象 C．电磁波不会发生偏振现象 D．电磁波无法携带信息传播 3．属于狭义相对论基本假设的是：在不同的惯性系中（　　） A．真空中光速不变 B．时间间隔具有相对性 C．物体的质量不变 D．物体的能量与质量成正比 4．易错辨析 请你判断下列表述正确与否，对不正确的，请予以更正。 （1）电磁波以一定的速度在空间传播，在传播过程中满足v＝λf。 （2）电磁波同机械波一样能发生干涉、衍射、反射、折射等现象。 （3）电磁波不可以脱离“波源”而独立存在。 （4）尺缩效应和钟慢效应都是观测结果，都是相对的，在不同的参考系中观测，结果可能是不同的。 电磁波与机械波的区别 自主探究填表 命题研究、电磁波的特点 【题例】下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．电磁波在真空和介质中传播的速度相同 B．变化的磁场能够在空间产生电场 C．电磁波的波长、波速、周期的关系为v＝λT D．电磁波既可能是横波，也可能是纵波 解题要点： 规律总结 （1）电磁波的电场、磁场、传播方向三者两两垂直，如图所示，所以电磁波是横波。 （2）电磁波的波速 ①不同电磁波在同一介质中传播时，传播速度不同，频率越高波速越小，频率越低波速越大。 ②在真空中传播时，不同频率的电磁波的速度相同，v＝c。 （3）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．关于机械波和电磁波的比较，下列说法中正确的是（　　） 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 C．它们可能是横波，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 2．下列说法中正确的是（　　） A．当某列声波产生多普勒效应时，相应声源的振动频率一定发生变化 B．狭义相对论指出：电磁相互作用在真空中的传播速度c是自然界中速度的极限 C．家用微波炉的工作应用了一种电磁波，而军用雷达的工作应用了一种脉冲超声波 D．大豆色拉油中的气泡看起来特别明亮，是由于光从气泡射向油时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故 3．下列说法中正确的是（　　） A．光的偏振现象说明光是纵波 B．人耳能听见的声波比超声波更易发生衍射 C．光的双缝干涉实验中，若仅将入射光从红光改为紫光，则相邻亮条纹间距一定变大 D．光导纤维传播光信号利用了光的全反射原理 E．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在 4．（2012·南京模拟）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