電磁波相對(duì)論簡(jiǎn)介.ppt

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1、第十四章電磁波相對(duì)論簡(jiǎn)介,,考綱展示,命題導(dǎo)向 電磁振蕩和電磁波的內(nèi)容在高考中重點(diǎn)考查L(zhǎng)C振蕩電路的振蕩過(guò)程及其規(guī)律，考查方式是采取論證和計(jì)算較少而概念敘述較多 電磁波的發(fā)射、接收及相對(duì)論部分單獨(dú)出題的概率不大,復(fù)習(xí)策略 電磁振蕩和電磁波的重點(diǎn)和難點(diǎn)是：LC振蕩回路產(chǎn)生的電磁振蕩，核心內(nèi)容是麥克斯韋電磁場(chǎng)理論 對(duì)相對(duì)論簡(jiǎn)介要認(rèn)真看書(shū)閱讀了解,課時(shí)1電磁波,梳理知識(shí) 突破難點(diǎn),課前自主學(xué)習(xí),知識(shí)回顧 1麥克斯韋電磁場(chǎng)理論 變化的磁場(chǎng)能夠在周?chē)臻g產(chǎn)生電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)能夠在周?chē)臻g產(chǎn)生磁場(chǎng) 2電磁場(chǎng) 變化的電場(chǎng)在周?chē)臻g產(chǎn)生磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)在周?chē)臻g產(chǎn)生電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)成為一個(gè)完整的整體，這

2、就是電磁場(chǎng),要點(diǎn)深化 1變化的磁場(chǎng)能夠在周?chē)臻g產(chǎn)生電場(chǎng)(這種電場(chǎng)叫感應(yīng)電場(chǎng)或渦旋電場(chǎng)，與由電荷激發(fā)的靜電場(chǎng)不同它的電場(chǎng)線是閉合的，它的存在與空間有無(wú)導(dǎo)體或閉合電路無(wú)關(guān))，變化的電場(chǎng)能夠在周?chē)臻g產(chǎn)生磁場(chǎng) 2均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)，均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)這里的“均勻變化”指的是相等時(shí)間內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度(或電場(chǎng)強(qiáng)度)的變化量相等，或者說(shuō)磁感應(yīng)強(qiáng)度(或電場(chǎng)強(qiáng)度)對(duì)時(shí)間的變化率為一定值,3不均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生變化的電場(chǎng)，不均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng) 4振蕩的(即周期性變化的)磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩電場(chǎng)，振蕩的電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場(chǎng) 5變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生的電場(chǎng)方向可以利用楞次定律來(lái)確定,基礎(chǔ)自測(cè)

3、 關(guān)于電磁場(chǎng)的理論，下面說(shuō)法正確的是() A變化的電場(chǎng)周?chē)a(chǎn)生的磁場(chǎng)一定是變化的 B變化的電場(chǎng)周?chē)a(chǎn)生的磁場(chǎng)不一定是變化的 C均勻變化的磁場(chǎng)周?chē)a(chǎn)生的電場(chǎng)也是均勻變化的 D振蕩電場(chǎng)周?chē)a(chǎn)生的磁場(chǎng)也是振蕩的 解析：變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)：有兩層含義均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)非均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)；振蕩的電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩的磁場(chǎng)變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，同上面兩層含義，故B、D正確，A、C錯(cuò),答案：BD,知識(shí)回顧 1定義：交替產(chǎn)生的振蕩電場(chǎng)和振蕩磁場(chǎng)向周?chē)臻g的傳播形成電磁波 2電磁波是橫波 3它在真空中傳播速度等于光速c3.0108_m/s. 4波速v、波長(zhǎng)與頻率f的關(guān)系：vf.,要點(diǎn)深化 1

4、在電磁波中，每處的電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度方向總是互相垂直的，并且都跟那里的電磁波的傳播方向垂直這就是說(shuō)，電場(chǎng)和磁場(chǎng)的振蕩方向都跟電磁波的傳播方向垂直因此電磁波是橫波 2電磁波的傳播速度v等于波長(zhǎng)和頻率f的乘積，即vf.任何頻率的電磁波在真空中的傳播速度都等于光在真空中的傳播速度c3.0108 m/s. 3電磁波傳播時(shí)不需要介質(zhì)，可在真空中傳播,4電磁波與物質(zhì)相互作用時(shí)，能發(fā)生反射、吸收、折射等現(xiàn)象 5電磁波具有波的共性，能產(chǎn)生干涉、衍射等現(xiàn)象 6電磁波向外傳播的是電磁能,7電磁波與機(jī)械波的區(qū)別,,基礎(chǔ)自測(cè) 電磁波與機(jī)械波相比較有() A電磁波傳播不需要介質(zhì)，機(jī)械波傳播需要介質(zhì) B電磁波在任何介質(zhì)

5、中的傳播速率都相同，機(jī)械波在同一介質(zhì)中的傳播速率都相同 C電磁波與機(jī)械波都不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象 D電磁波與機(jī)械波都能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象 解析：根據(jù)機(jī)械波和電磁波的產(chǎn)生條件、傳播可知A正確，B不對(duì)兩種波都具有波的特性，C錯(cuò)，D正確 答案：AD,知識(shí)回顧 1無(wú)線電波的發(fā)射 (1)發(fā)射電磁波的條件 第一，要有足夠高的頻率；第二，電路必須開(kāi)放，使振蕩電路的電場(chǎng)和磁場(chǎng)分散到盡可能大的空間 (2)發(fā)射電磁波是利用它傳遞某種信號(hào)，因此必須進(jìn)行調(diào)制所謂調(diào)制，就是把要傳播的信號(hào)加在電磁波上的過(guò)程，有調(diào)幅和調(diào)頻兩種方式,2無(wú)線電波的接收 無(wú)線電波的接收過(guò)程是：調(diào)諧電路利用電諧振的原理接收所需的電磁波，再通過(guò)檢波器檢波得到電

6、磁波所攜帶的信號(hào) (1)當(dāng)接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相同時(shí)，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)，這種現(xiàn)象叫電諧振 (2)使接收電路產(chǎn)生電諧振的過(guò)程叫調(diào)諧 (3)從接收到的高頻信號(hào)中“檢出”所攜帶信號(hào)的過(guò)程叫檢波，也叫解調(diào)，它是調(diào)制的逆過(guò)程,3電視的基本原理 在電視發(fā)射端，由攝像管攝取景物并將景物反射的光轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的過(guò)程就是攝像，這個(gè)過(guò)程由攝像管完成在電視接收端，由電視接收機(jī)的顯像管把電信號(hào)還原成景物的像，這一過(guò)程中要進(jìn)行調(diào)諧、檢波等過(guò)程電視信號(hào)的傳播主要是通過(guò)直線傳播,4雷達(dá)的基本原理 雷達(dá)是利用電磁波來(lái)判定物體位置的電子設(shè)備雷達(dá)向某一方向發(fā)射電磁波時(shí)，在顯示器的熒光屏上呈現(xiàn)發(fā)射的尖

7、形波，無(wú)線電波遇到障礙物反射回來(lái)，被雷達(dá)接收，在顯示器的熒光屏上出現(xiàn)第二個(gè)尖形波，根據(jù)兩個(gè)尖形波的距離，可得到障礙物到雷達(dá)站的距離，再根據(jù)發(fā)射電磁波的方向和仰角，便可判定障礙物的位置利用多普勒效應(yīng)還可以測(cè)量移動(dòng)物體的速度雷達(dá)是利用電磁波譜的微波段工作的,要點(diǎn)深化 雷達(dá)原理的應(yīng)用注意事項(xiàng) (1)知道雷達(dá)的工作原理，明確尖形波的含義是解題的關(guān)鍵 (2)雷達(dá)發(fā)射的是直線性能好，反射性能強(qiáng)的微波 (3)可以認(rèn)為無(wú)線電波在空間中是勻速傳播，波速為c3108 m/s. (4)從圖象上確定發(fā)出電磁波到接收到反射波所需的時(shí)間 (5)注意電磁波所走的路程是障礙物到雷達(dá)距離的2倍,,解析：本題主要考查了雷達(dá)的工作

8、原理圖中a和c處的尖形波是雷達(dá)向目標(biāo)發(fā)射無(wú)線電波時(shí)出現(xiàn)的，b處的尖形波是雷達(dá)收到障礙物反射回來(lái)的無(wú)線電波時(shí)出現(xiàn)的，由abbc，可知無(wú)線電波發(fā)射到返回所用時(shí)間為50 s. 設(shè)障礙物與雷達(dá)之間的距離為x，由題意可知無(wú)線電波來(lái)回時(shí)間為t50 s 由2xct得xct/23.010850106/2 m7.5103 m. 答案：5103 m,知識(shí)回顧 1電磁波按波長(zhǎng)由大到小的順序?yàn)椋簾o(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、X射線、射線 2不同電磁波產(chǎn)生機(jī)理不同：無(wú)線電波由振蕩電路中自由電子的周期性運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生；可見(jiàn)光由原子的外層電子受激發(fā)后產(chǎn)生；X射線由原子的內(nèi)層電子受激后產(chǎn)生；射線是原子核受到激發(fā)后產(chǎn)生的,3不同

9、電磁波的特性不同：無(wú)線電波易發(fā)生干涉和衍射紅外線有顯著熱作用；可見(jiàn)光可引起視覺(jué)反應(yīng)；紫外線有顯著的化學(xué)作用；X射線的穿透能力很強(qiáng)；射線的穿透能力更強(qiáng),要點(diǎn)深化,,基礎(chǔ)自測(cè) 關(guān)于紫外線的以下說(shuō)法中正確的是() A照射紫外線可增進(jìn)人體對(duì)鈣質(zhì)的吸收，因此人們應(yīng)盡可能多地接受紫外線的照射 B紫外線是一種可見(jiàn)光 C紫外線有很強(qiáng)的熒光效應(yīng)，可用來(lái)防偽 D紫外線有殺菌消毒的作用，是因?yàn)槠溆袩嵝?yīng) 解析：由于紫外線有顯著的生理作用能促進(jìn)人體對(duì)鈣的吸收，改善人體健康，但同時(shí)紫外線對(duì)生命也有害，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；紫外線不是可見(jiàn)光，B錯(cuò)誤；紫外線不具有熱效應(yīng)，D錯(cuò)誤,答案：C,師生互動(dòng) 規(guī)律總結(jié),課堂講練互動(dòng),例1某空間

10、出現(xiàn)了如圖2所示的一組閉合的電場(chǎng)，這可能是() A沿AB方向磁場(chǎng)在迅速減弱 B沿AB方向磁場(chǎng)在迅速增強(qiáng) C沿BA方向磁場(chǎng)在迅速增強(qiáng) D沿BA方向磁場(chǎng)在迅速減弱,解析根據(jù)電磁感應(yīng)理論，閉合回路中磁通量變化時(shí)，使閉合電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，該電流可用楞次定律判斷，其中感應(yīng)電流的方向和電場(chǎng)線方向一致 答案AC,題后反思 根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，閉合電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，是因?yàn)殚]合電路中電荷受到了電場(chǎng)作用，而變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，與是否存在閉合電路無(wú)關(guān)，故空間內(nèi)磁場(chǎng)變化產(chǎn)生的電場(chǎng)方向，仍可用楞次定律判斷,變式11下列關(guān)于電磁場(chǎng)的說(shuō)法中正確的是() A只要空間某處有變化的電場(chǎng)或磁場(chǎng)，就會(huì)在其周?chē)a(chǎn)生電磁場(chǎng)，從而

11、形成電磁波 B任何變化的電場(chǎng)周?chē)欢ㄓ写艌?chǎng) C振蕩電場(chǎng)和振蕩磁場(chǎng)交替產(chǎn)生，相互依存，形成不可分離的統(tǒng)一體，即電磁場(chǎng) D電磁波的理論在先，實(shí)踐證明在后,解析：根據(jù)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論可知選項(xiàng)A錯(cuò)誤；若電場(chǎng)或磁場(chǎng)的變化是均勻的，則不能形成電磁波，B項(xiàng)正確 若電場(chǎng)的變化是均勻的，則只能形成穩(wěn)定的磁場(chǎng)；若電場(chǎng)的變化是非均勻的，則可形成電磁場(chǎng)，由電磁場(chǎng)的定義可知C正確 英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋從理論上預(yù)見(jiàn)了電磁波的存在，并指出電磁波的特點(diǎn)例如：電磁波的傳播不需要介質(zhì)，它在真空中的速度等于光速，電磁波是橫波等，進(jìn)而說(shuō)明光是電磁波家庭中的一員二十多年后由德國(guó)物理學(xué)家赫茲驗(yàn)證，所以D正確 答案：BCD,例2(20

12、09北京高考)類比是一種有效的學(xué)習(xí)方法，通過(guò)歸類和比較，有助于掌握新知識(shí)，提高學(xué)習(xí)效率在類比過(guò)程中，既要找出共同之處，又要抓住不同之處某同學(xué)對(duì)機(jī)械波和電磁波進(jìn)行類比，總結(jié)出下列內(nèi)容，其中不正確的是(),A機(jī)械波的頻率、波長(zhǎng)和波速三者滿足的關(guān)系，對(duì)電磁波也適用 B機(jī)械波和電磁波都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象 C機(jī)械波的傳播依賴于介質(zhì)，而電磁波可以在真空中傳播 D機(jī)械波既有橫波又有縱波，而電磁波只有縱波,解析本題考查機(jī)械波和電磁波的區(qū)別和聯(lián)系，意在考查考生對(duì)基本概念的理解和辨析D中，電磁波是橫波，不是縱波，其他選項(xiàng)的表述是對(duì)的 答案D,題后反思 解決此類問(wèn)題應(yīng)注意： (1)電磁波的波速 不同電磁波在同一介

13、質(zhì)中傳播時(shí)，傳播速度不同，頻率越高波速越小，頻率越低波速越大 在真空中傳播時(shí)，不同頻率的電磁波的速度相同，vc. (2)電磁波與機(jī)械波不同，機(jī)械波在介質(zhì)中傳播的速度只與介質(zhì)有關(guān)，電磁波在介質(zhì)中傳播的速度與介質(zhì)和頻率均有關(guān),變式21對(duì)于機(jī)械波和電磁波的比較，下面說(shuō)法正確的是() A它們都能發(fā)生反射、折射、干涉和衍射現(xiàn)象 B它們?cè)诒举|(zhì)上是相同的，只是頻率不同而已 C它們都可能是橫波，也可能是縱波 D機(jī)械波的傳播速度只取決于介質(zhì)，與頻率無(wú)關(guān)，而電磁波的傳播速度與介質(zhì)無(wú)關(guān)，只與頻率有關(guān),解析：機(jī)械波和電磁波都是一種波，都具有波的共同特征，即都能發(fā)生干涉、衍射、反射、折射等現(xiàn)象，故A選項(xiàng)正確機(jī)械波傳播的

14、是一種振動(dòng)形式，可能是橫波，也可能是縱波，而電磁波是一種物質(zhì)波，是橫波不可能是縱波，故B，C選項(xiàng)錯(cuò)誤電磁波的傳播速度不僅與介質(zhì)有關(guān)(折射率)，還與其本身的頻率有關(guān)，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤 答案：A,例3高原上人的皮膚黝黑的原因是() A與高原上的人生活習(xí)慣有關(guān) B與高原上的風(fēng)力過(guò)大有關(guān) C與高原上紫外線輻射過(guò)強(qiáng)有關(guān) D由遺傳決定 解析高原上紫外線輻射量及輻射強(qiáng)度比平原高許多，而紫外線對(duì)皮膚的生理作用會(huì)使皮膚變得粗糙和黝黑，故選項(xiàng)C正確，A、B、D均錯(cuò)誤 答案C,題后反思 對(duì)與實(shí)際結(jié)合的物理問(wèn)題，要從中挖掘?qū)嶋H與物理學(xué)科的結(jié)合點(diǎn)，不能漫無(wú)邊際地去想象要準(zhǔn)確把握物理知識(shí)本身的含義和它們的一些特性與作用,變式

15、31關(guān)于紅外線的以下說(shuō)法中正確的是() A不同的物體輻射紅外線的波長(zhǎng)和強(qiáng)度不同，可以在較冷的背景上探測(cè)出較熱物體的紅外輻射 B利用紅外線的熱效應(yīng)對(duì)物體進(jìn)行烘干 C利用紅外線波長(zhǎng)較長(zhǎng)，容易發(fā)生衍射的特點(diǎn)進(jìn)行遠(yuǎn)距離和高空攝影 D利用不同物體輻射紅外線的波長(zhǎng)和強(qiáng)度的不同可以對(duì)物體進(jìn)行遠(yuǎn)距離探測(cè),解析：由于紅外線是一種光波，一切物體都在不停地對(duì)外輻射紅外線，熱物體的紅外輻射比冷物體的紅外輻射強(qiáng)一些，因此A正確由于紅外線的熱效應(yīng)，因此可用來(lái)烘干物體，B正確；又由于坦克、艦艇、人體等一切物體都在不停地輻射紅外線，并且不同的物體所輻射的紅外線，其波長(zhǎng)和強(qiáng)度不同，故在夜間或濃霧天氣可通過(guò)紅外線探測(cè)器來(lái)接收信號(hào)

16、，并用電子儀器對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行處理，或用對(duì)紅外線敏感的照相底片進(jìn)行遠(yuǎn)距離攝影和高空攝影，就可得知物體的形狀和特征，故C，D正確 答案：ABCD,感悟真題 檢驗(yàn)技能,隨堂鞏固訓(xùn)練,1(2009天津高考)下列關(guān)于電磁波的說(shuō)法正確的是() A電磁波必須依賴介質(zhì)傳播 B電磁波可以發(fā)生衍射現(xiàn)象 C電磁波不會(huì)發(fā)生偏振現(xiàn)象 D電磁波無(wú)法攜帶信息傳播,解析：本題考查了電磁波的相關(guān)知識(shí)，意在考查考生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解及遷移能力根據(jù)電磁波的產(chǎn)生機(jī)理及傳播特性可知，電磁波傳播不需要介質(zhì)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；干涉、衍射是電磁波和所有波都具有的共同特性，選項(xiàng)B正確；由于電磁波是橫波，故能發(fā)生偏振現(xiàn)象，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電磁波能夠攜帶圖象、聲音等信息進(jìn)行傳播，選項(xiàng)D錯(cuò)誤 答案：B,2目前雷達(dá)發(fā)射的電磁波頻率多在200 MHz至1000 MHz的范圍內(nèi)，下列關(guān)于雷達(dá)和電磁波的說(shuō)法正確的是() A真空中上述雷達(dá)發(fā)射的電磁波的波長(zhǎng)范圍在0.3 m至1.5 m之間 B電磁波是由恒定不變的電場(chǎng)或磁場(chǎng)產(chǎn)生的 C測(cè)出從發(fā)射電磁波到接收反射波的時(shí)間間隔可以確定雷達(dá)和目標(biāo)的距離 D波長(zhǎng)越短的電磁波，反射性能越強(qiáng),,,A2.53.5 mB44.5 m C57 m D813 m 解析：由圖象可知，813 m波段的紅外線，水和CO2均不吸收，故選D，A、B、C錯(cuò)誤 答案：D,,,,,