專題19 電磁波 相對論簡介 【高考命題熱點】主要考查有關電磁波的產(chǎn)生、發(fā)射、接收和傳播的選擇題。【知識清單】一電磁場和電磁波1電磁波的產(chǎn)生(1)麥克斯韋電磁場理論變化的磁場產(chǎn)生電場，變化的電場產(chǎn)生磁場(2)電磁場變化的電場和變化的磁場總是相互聯(lián)系成為一個完整的整體，這就是電磁場(3)電磁波電磁場(電磁能量)由近及遠地向周圍傳播形成電磁波電磁波是橫波，在空間傳播不需要介質；真空中電磁波的速度為3×108 m/s；vf對電磁波同樣適用；電磁波能產(chǎn)生反射、折射、干涉和衍射等現(xiàn)象。2電磁波的發(fā)射和接收(1)發(fā)射電磁波的條件要有足夠高的振蕩頻率；電路必須開放，使振蕩電路的電場和磁場分散到盡可能大的空間。(2)調制有調幅和調頻兩種方式，解調是調制的逆過程(3)電磁波譜定義：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射線和射線，形成電磁波譜；電磁波譜的特性、應用電磁波譜頻率/Hz真空中波長/m特性應用遞變規(guī)律無線電波3×1011103波動性強，易發(fā)生衍射無線電技術紅外線10111015103107熱效應紅外線遙感可見光1015107引起視覺照明、攝影紫外線10151017107109化學效應、熒光效應、能殺菌醫(yī)用消毒、防偽X射線101610191081011貫穿性強檢查、醫(yī)用透視射線10191011貫穿本領最強工業(yè)探傷、醫(yī)用治療對電磁波譜的四點說明：(1)波長不同的電磁波，表現(xiàn)出不同的特性其中波長較長的無線電波和紅外線等，易發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象；波長較短的紫外線、X射線、射線等，穿透能力較強。(2)電磁波譜中，相鄰兩波段的電磁波的波長并沒有很明顯的界線，如紫外線和X射線、X射線和射線都有重疊。(3)不同的電磁波，產(chǎn)生的機理不同，無線電波是振蕩電路中自由電子的周期性運動產(chǎn)生的；紅外線、可見光、紫外線是原子的外層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的；X射線是原子的內層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的；射線是原子核受到激發(fā)后產(chǎn)生的。(4)電磁波的能量隨頻率的增大而增大。電磁波的傳播及波長、頻率、波速(1)電磁波的傳播不需要介質，可在真空中傳播，在真空中不同頻率的電磁波傳播速度是相同的(都等于光速)。(2)不同頻率的電磁波，在同一介質中傳播，其速度是不同的，頻率越高，波速越小。(3)三者關系vf，f是電磁波的頻率，即為發(fā)射電磁波的LC振蕩電路的頻率f，改變L或C即可改變f，從而改變電磁波的波長。電磁波與機械波的比較：名稱項目電磁波機械波研究對象電磁現(xiàn)象力學現(xiàn)象產(chǎn)生由周期性變化的電場、磁場產(chǎn)生由質點(波源)的振動產(chǎn)生波的特點橫波縱波或橫波波速在真空中等于光速(很大)(c3×108 m/s)在空氣中不大(如聲波波速一般為340 m/s)介質需要不需要介質(在真空中仍可傳播)必須有介質(真空中不能傳播)能量傳播電磁能機械能二相對論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2時間和空間的相對性“同時”的相對性：同時是相對的，與參考系的運動有關答案P98熱點突破提升練十九結合電磁波傳播速度表達式vf，下述結論正確的是()A波長越大，傳播速度就越大B頻率越高，傳播速度就越大C發(fā)射能量越大，傳播速度就越大D電磁波的傳播速度與傳播介質有關關于電磁波，下列說法正確的是()A雷達是用X光來測定物體位置的設備B電磁波是橫波C電磁波必須在介質中傳播D使電磁波隨各種信號而改變的技術叫做解調3各種不同頻率范圍的電磁波按頻率由大到小的排列順序是()A射線、紫外線、可見光、紅外線B射線、紅外線、紫外線、可見光C紫外線、可見光、紅外線、射線D紅外線、可見光、紫外線、射線4下列說法正確的是()A電磁波在真空中以光速c傳播B在空氣中傳播的聲波是橫波C聲波只能在空氣中傳播D光需要介質才能傳播5.(多選)關于電磁場和電磁波，正確的說法是()A只有不均勻變化的磁場，才能在其周圍空間產(chǎn)生電場B電磁波的頻率等于激起電磁波的振蕩電流的頻率C電磁波能脫離電荷而獨立存在D電磁波的傳播速度一定是3×108 m/s6.下列關于電磁波的說法，正確的是()A電磁波只能在真空中傳播B電場隨時間變化時一定產(chǎn)生電磁波C做變速運動的電荷在空間產(chǎn)生電磁波D麥克斯韋第一次用實驗證實了電磁波的存在7.關于麥克斯韋的電磁場理論，下列說法正確的是()A穩(wěn)定的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場B均勻變化的電場產(chǎn)生均勻變化的磁場，均勻變化的磁場產(chǎn)生均勻變化的電場C變化的電場產(chǎn)生的磁場一定是變化的D振蕩的電場在周圍空間產(chǎn)生的磁場也是振蕩的8.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9.聲波和電磁波均可傳遞信息，且都具有波的特征下列說法正確的是()A在空氣中，電磁波的傳播速度大于聲波的傳播速度B聲波和電磁波都能引起鼓膜振動C電磁波都不能被人看見，聲波都能被人聽見D二胡、電子琴發(fā)出的都是電磁波10.我國成功研發(fā)的反隱身先進米波雷達堪稱隱身飛機的克星，它標志著我國雷達研究又創(chuàng)新的里程碑米波雷達發(fā)射無線電波的波長在110 m范圍內，則對該無線電波的判斷正確的是()A米波的頻率比厘米波頻率高B和機械波一樣須靠介質傳播C同光波一樣會發(fā)生反射現(xiàn)象D不可能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象11.(多選)關于電磁波譜，下列說法正確的是()A紅外線比紅光波長長，它的熱作用很強BX射線就是倫琴射線C陰極射線是一種頻率極高的電磁波D紫外線的波長比倫琴射線的長，它的顯著作用是熒光作用12.(多選)關于電磁波，下列說法正確的是()A電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無關B周期性變化的電場和磁場可以相互激發(fā)，形成電磁波C電磁波在真空中自由傳播時，其傳播方向與電場強度、磁感應強度均垂直D利用電磁波傳遞信號可以實現(xiàn)無線通信，但電磁波不能通過電纜、光纜傳輸E電磁波可以由電磁振蕩產(chǎn)生，若波源的電磁振蕩停止，空間的電磁波隨即消失13.(多選)下列說法正確的是()A光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波B麥克斯韋預言并用實驗驗證了電磁波的存在C在光的雙縫干涉實驗中，若僅將入射光由綠色光變?yōu)榧t光，則條紋間距變寬D波在介質中傳播的頻率由波源決定，與介質無關E機械波和電磁波都可以在真空中傳播14.(多選)電磁波已廣泛運用于很多領域，下列關于電磁波的說法正確的是()A.電磁波也能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象B.常用的遙控器通過發(fā)出紫外線脈沖信號來遙控電視機C.根據(jù)多普勒效應可以判斷遙遠天體相對于地球的運動速度D.光在真空中運動的速度在不同慣性系中測得的數(shù)值可能不同E.機械波、電磁波都滿足v=f,式中三參量依次為波速、波長、頻率