麦克斯韦电磁场理论、相对论.pptVIP

1．麦克斯韦理论 麦克斯韦电磁场理论、相对论 2．电磁场：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，变化的电场和变化的磁场总是相互联系的，形成一个不可分离的统一体，这就是电磁场． 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，f是电磁波的频率． 1．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 解析：根据电磁波的产生机理及传播特性可知，电磁波传播不需要介质，选项A错误；干涉、衍射是电磁波和所有波都具有的共同特性，选项B正确；由于电磁波是横波，故能发生偏振现象，选项C错误；电磁波能够携带图象、声音等信息进行传播，选项D错误． 答案：B 电磁波谱 特　性 应　用 真空中 波长/m 频率/Hz 递变规律 无线电波 波动性强， 易发生衍射 无线电技术 10－3 3×1011 红外线 热效应 红外线遥感 10－3～10－7 1011～1015 可见光 引起视觉 照明、摄影 10－7 1015 紫外线 化学效应、荧光效应、能杀菌 医用消毒、 防伪 10－7～10－9 1015～1017 X射线 贯穿性强 检查、 医用透视 10－8～10－11 1016～1019 γ射线 贯穿本领最强 工业探伤、 医用治疗 10－11 1019 (1)频率和波长不同的电磁波，表现出不同的特性．其中波长较长的无线电波和红外线等，易发生干涉、衍射现象；波长较短的紫外线、X射线、γ射线等，穿透能力较强． (2)电磁波谱中，相邻两波段的电磁波的波长并没有很明显的界线，如紫外线和X射线、X射线和γ射线都有重叠，但它们产生的机理不同． 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． 2．相对论质量m＝ . 3．质能方程E＝mc2. 2．在狭义相对论中，下列哪些说法是正确的是(　　) ①一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速　②质量、长度、时间的测量结果都是随物体与观察者的相对运动状态而改变的　③惯性系中的观察者，观察一个与他做匀速相对运动的时钟时，会看到这个时钟比与他相对静止的相同的时钟走得慢些 A．①③正确 B．①②正确 C．①②③正确 D．②③正确 解析：根据狭义相对论的速度变换公式可知，光速是物体的极限速度，①正确；由狭义相对论的结论：质量相对性，长度相对性和时间间隔的相对性可知，②、③均正确．故C正确，A、B、D均错误． 答案：C 【例1】 (1)麦克斯韦电磁理论的内容是：_____________________. (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？ 思路点拨：熟记麦克斯韦理论及电磁波的特点，记准电磁波v＝λ·f 关系，理解雷达简单原理． 解答：(1)麦克斯韦电磁理论的内容是：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． (3)①由c＝λf可得： 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x＝vt确定雷达和目标间的距离． 【例2】 如图3－1－1所示，考虑几个问题： (1)如图所示，参考系O′相对于参考系O静止时， 人看到的光速应是多少？ (2)参考系O′相对于参考系O以速度v向右运动， 人看到的光速应是多少？ (3)参考系O相对于参考系O′以速度v向左运动， 人看到的光速又是多少？ 答案：(1)c　(2)c　(3)c 解析：根据速度合成法则，第一种情况人看到的光速应是c，第二种情况应是c＋v，第三种情况应是c－v，而根据狭义相对论理论，光速是不变的，都应是c. * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *