第十二章 第5课时

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1、第5课时　电磁波与相对论导学目标1.掌握麦克斯韦电磁场理论的两个要点，理解电磁波的概念.2.掌握电磁波的产生及其传播、发射和接收，掌握电磁波谱.3.掌握狭义相对论的基本假设和几个重要结论，以及相对论质能关系式．一、电磁场与电磁波[基础导引]麦克斯韦关于电磁场理论的主要论点是什么？请用麦克斯韦的电磁场理论说明电磁波是怎样产生的．[知识梳理]1．麦克斯韦电磁场理论变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场．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．电磁波电磁场(电磁能量)由近及远地传播形成电磁波．(1)电磁波是____

2、__波，在空间传播__________介质．(2)真空中电磁波的速度为________m/s.二、无线电波的发射和接收[知识梳理]1．发射电磁波的条件(1)要有足够高的振荡频率；(2)电路必须开放，使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间．2．调制有________和________两种方式，________是调制的逆过程．三、相对论的简单知识[基础导引]火箭以0.75c的速度离开地球，从火箭上向地球发射一个光信号．火箭上测得光离开的速度是c，根据过去熟悉的速度合成法则，光到达地球时地球上测得的光速是多少？根据狭义相对论原理呢？[知识梳理]1．狭义相对论的基本假设(1)在不同的惯性参考系中

3、，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．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＝mc2.考点一　对麦克斯韦电磁场理论与电磁波的理解考点解读1．对麦克斯韦电磁场理论的理解2．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，速度越小．(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＝，改变L或C即可改变f，从而改变电磁波的波长

4、λ.典例剖析例1　(1)某空间出现了如图1所示的一组闭合的电场线，这可能是(　　)A．沿AB方向磁场在迅速减弱B．沿AB方向磁场在迅速增强C．沿BA方向磁场在迅速增强图1D．沿BA方向磁场在迅速减弱(2)目前雷达发射的电磁波频率多在200MHz至1000MHz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？跟踪训练1　某电路中电场随时间变化的图象如下图所示，能产生电磁波的电场是(　　)考点二　电磁波谱的分析及电磁波的应用考点解读电磁波谱频率/Hz真空中波长/m特性应用递变规律无线电波<3×1011>10－3波

5、动性强，易发生衍射无线电技术0直衍线射传能播力能减增弱强红外线1011～101510－3～10－7热效应红外遥感可见光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、灭菌消毒医用消毒、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

6、线和γ射线都有重叠，但它们产生的机理不同．典例剖析例2　目前电能都是通过电网采用有线方式传输的．人们一直梦想无线传输电能，梦想在日常生活中实现无线充电，甚至不用电池．现在，一个科学研究小组在实验室中取得了可喜的进展，也许，人类的这一梦想不久就能实现．(1)实现无线传输能量，涉及能量的________、传播和接收．(2)科学家曾经设想通过高耸的天线塔，以无线电波的形式将电能输送到指定地点，但一直没有在应用层面上获得成功，其主要原因是这类无线电波(　　)A．在传输中很多能量被吸收B．在传播中易受山脉阻隔C．向各个方向传输能量D．传输能量易造成电磁污染(3)如果像无线广播那样通过天线塔输送电能，接

7、收器获得的功率P和它到天线塔的距离s相关，实验测量P和s的部分数据如下表：s(m)1245x10P(W)1600400100y2516①上表中的x＝________，y＝________.②根据表中的数据可归纳出P和s之间的关系式为__________．(4)为研究无线传输电能，某科研小组在实验室试制了无线电能传输装置，在短距离内点亮了灯泡，如图2所示．实验测得，接在乙线圈上的用电器获得的电能为输入甲线圈电能