专题13 电磁振荡与电磁波 相对论简介-【口袋书】2023年高考物理必背知识手册

专题13 电磁振荡与电磁波 相对论简介 考点内容 要求 课程标准解读 电磁波的发现 a 1.初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想，初步了解场的统一性与多样性，体会物理学对统一性的追求。 2.了解电磁振荡。 3.知道电磁波的发射、传播和接收。 4.认识电磁波谱。知道各个波段的电磁波的名称、特征和典型应用。 5.*知道相对性原理和光速不变原理。 6.*能利用公式，解释长度收缩效应和时间延缓效应。 7.*知道爱因斯坦质能方程的意义。 8.*了解广义相对论的主要思想、结论和观测证据。 9.*了解人类探索高速世界的大致历程，知道这种探索将不断深入。 电磁振荡 c 电磁波的发射和接收 b 电磁波与信息化社会 a 电磁波谱 a 麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场能产生电场，变化的电场能产生磁场 形成原因 电磁波 特点：1、电磁波是横波2、电磁波传播时不需要介质3、电磁波具有波的共性4、电磁波可以脱离“波源”独立存在 电磁波 电磁振荡 振荡电流的产生 定义 电磁振荡的周期和频率 电磁波的发射和接收；无线电波波段的划分 电磁波和信息化社会 电磁波谱：产生方式、各种电磁波的性质和用途、电磁波的能量、太阳辐射 惯性系：牛顿运动定律成立的参考系 经典相对论原理 伽利略相对性原理：力学规律在任何惯性参考系中都是相同的. 相对论简介 狭义相对性原理：在不同参考系中，一切物理定律都是相同的. 狭义相对论的两个基本假设 光速不变原理：真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同. 时间和空间的相对性： “同时”的相对性；长度的相对性；时间间隔的相对性；相对论的时空观 狭义相对论的其他结论 相对论质量 相对论速度的变换公式 质能方程 广义相对论简介 等效原理 广义相对论原理 物质的引力使光线弯曲 广义相对论的几个结论 引力场的存在使得空间不同位置的时间进程出现差别 一、麦克斯韦的电磁场理论 1.变化的磁场能够在周围空间产生电场，变化的电场能够在周围空间产生磁场. 2.随时间均匀变化的磁场产生稳定电场.随时间不均匀变化的磁场产生变化的电场.随时间均匀变化的电场产生稳定磁场，随时间不均匀变化的电场产生变化的磁场. 3.变化的电场和变化的磁场总是相互关系着，形成一个不可分割的统一体，这就是电磁场. 二、电磁振荡 1.用图象对应分析：振荡过程中电流、极板上的电荷量、电场能和磁场能之间的对应关系 2.相关量与电路状态的对应情况 电路状态 a b c d e 时刻 0 电荷量 最多 0 最多 0 最多 电场能 最大 0 最大 0 最大 电流 0 正向最大 0 反向最大 0 磁场能 0 最大 0 最大 0 3.LC回路中物理量的变化周期 ①LC回路中的电流、线圈中的磁感应强度、电容器极板间的电场强度的变化周期就是回路的振荡周期，在一个周期内上述各量方向改变两次． ②电容器极板上所带的电荷量，其变化周期也是振荡周期，极板上电荷的电性在一个周期内改变两次． ③电场能、磁场能也在做周期性变化，但是它们是标量，没有方向，所以变化周期是振荡周期的一半，即. 三、电磁波   1.周期性变化的电场和磁场总是互相转化，互相激励，交替产生，电磁场由发生区域由近及远地向周围传播，形成电磁波. 2.电磁波是横波 3.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相同(都等于光速) 4.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． 5.电磁波从一种介质进入另一介质，频率不变、波速和波长均发生变化，电磁波传播速度等于波长和频率的乘积，即. 四、电磁波的发射与接收 (1)发射电磁波需要开放的高频振荡电路，并对电磁波根据信号的强弱进行调制(两种方式：调幅、调频)． (2)接收电磁波需要能够产生电谐振的调谐电路，再把信号从高频电流中解调出来，调幅波的解调也叫检波． 五、电磁波谱 按照电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱．按波长由长到短排列的电磁波谱为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线．各种电磁波中，除可见光以外，相邻两个波段间都有重叠。 技巧点拨： ①各种电磁波的产生机理分别是：无线电波是振荡电路中自由电子的周期性运动产生的；红外线、可见光、紫外线是原子的外层电子受到激发后产生的；伦琴射线是原子的内层电子受到激发后产生的；γ射线是原子核受到激发后产生的。 ②红外线、紫外线、X射线的主要性质及其应用举例。 种 类 产 生 主要性质 应用举例 红外线 一切物体都能发出 热效应 遥感、遥控、加热 紫外线 一切高温物体能发出 化学效应 荧光、杀菌、合成VD2 X