【沪科版】2013年高考物理二轮复习课件：13-3电磁波 相对论简介

第3单元电磁波相对论简介一、电磁场与电磁波1．电磁场理论分析总结2．电磁场：变化的电场和变化的磁场总是相互联系不可分离的统一体，这就是电磁场．3．电磁波的传播及波长、频率、波速(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，即为发射电磁波的LC振荡电路的频率f＝12πLC，改变L或C即可改变f，从而改变电磁波的波长λ.4．电磁波与机械波的区别区别电磁波机械波研究对象电磁现象力学现象产生由周期性变化的电场、磁场产生由质点(波源)的振动产生波的特点横波纵波或横波波速在真空中等于光速(很大)在空气中不大(如声波为340m/s)【特别提醒】(1)电磁波的传播不需要介质，在真空中所有电磁波的波速都相同，等于光速．(2)不同电磁波在同一介质中传播时，传播速度不同，频率高的波速小．(3)对确定的LC电路，其周期和频率不发生变化．介质需要不需要介质(在真空中仍可传播)必须有介质(真空中不能传播)能量传播电磁能机械能二、电磁波谱及各种电磁波的应用电磁波谱频率/Hz真空中波长/m特性应用递变规律无线电波＜3×1011＞10－3波动性强，易发生衍射无线电技术红外线1011～101510－3～10－7热效应红外线遥感可见光101510－7引起视觉照明、摄影紫外线1015～101710－7～10－9化学效应、荧光效应、能杀菌医用消毒、防伪X射线1016～101910－8～10－11贯穿性强检查、医用透视γ射线＞1019＜10－11贯穿本领最强工业探伤、医用治疗【特别提醒】(1)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．三、相对论的简单知识1．狭义相对论的基本假设(1)狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的．(2)光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的．2．相对论的质速关系(1)物体的质量随物体速度的增加而增大，物体以速度v运动时的质量m与静止时的质量m0之间有如下关系：m＝m01－vc2(2)物体运动时的质量m总要大于静止时的质量m0.【特别提醒】回旋加速器中被加速的粒子，在速度增大后质量增大，因此做圆周运动的周期变大，它的运动与加在D形盒上的交变电压不再同步，回旋加速器粒子的能量受到了限制．3．相对论的质能关系用m表示物体的质量，E表示它具有的能量、则爱因斯坦的质能方程为：E＝mc2.【特别提醒】由相对论质量m＝m01－vc2知回旋加速器中被加速的粒子速度增大，粒子的质量增大，从而使它做圆周运动的周期发生变化，不再与D形盒上的交变电压同步．这样不会使粒子的速度无限增大．下列关于电磁场的说法中正确的是()A．只要空间某处有变化的电场或磁场，就会在其周围产生电磁场，从而形成电磁波B．任何变化的电场周围一定有磁场C．振荡电场和振荡磁场交替产生，相互依存，形成不可分离的统一体，即电磁场D．电磁波的理论在先，实践证明在后【思路点拨】分析麦克斯韦的电磁场理论时，要注意“变化”、“均匀变化”、“周期性变化”这几种说法的不同．类型一对电磁场理论的进一步认识【解析】根据麦克斯韦的电磁场理论可知选项A错，若电场或磁场的变化是均匀的，则不能形成电磁波，只能形成稳定的磁场或电场，B项正确．若电场的变化是非均匀的，则可形成电磁场，由电磁场的定义可知C正确．英国物理学家麦克斯韦从理论上预见了电磁波的存在，并指出电磁波的特点．例如：电磁波的传播不需要介质，它在真空中的速度等于光速，电磁波是横波等，进而说明光是电磁波家庭中的一员，二十多年后德国物理学家赫兹用实验验证了电磁波的存在，所以D正确．【答案】BCD如图所示，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，人观测的光速应是多少？(2)参考系O′相对于参考系O以速度v向右运动，人观测的光速应是多少？(3)参考系O相对于参考系O′以速度v向左运动，人观测的光速又是多少？类型二狭义相对论的简单应用【思路点拨】速度合成法则不适用于光速，由光速不变原理知：光速与光源、观察者的相对运动没有关系．【解析】根据狭义相对论的光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，光速与光源、观察者间的相对运动没有关系．因此三种情况下，人观察到的光速都是c.【答案】(1)c(2)c(3)c