专题19电磁波相对论简介【高考命题热点】主要考查有关电磁波的产生、发射、接收和传播的选择题。【知识清单】一 电磁场和电磁波1．电磁波的产生(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)电磁场变化的电场和变化的磁场总是相互联系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)由近及远地向周围传播形成电磁波．①电磁波是横波，在空间传播不需要介质；②真空中电磁波的速度为3×108m/s；③v＝λf对电磁波同样适用；④电磁波能产生反射、折射、干涉和衍射等现象。2．电磁波的发射和接收(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)调制有调幅和调频两种方式，解调是调制的逆过程(3)电磁波谱①定义：按电磁波的波长从长到短分布是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线，形成电磁波谱；②电磁波谱的特性、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、医用消毒、防伪-5-\n能杀菌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、医用治疗对电磁波谱的四点说明：(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。(3)不同的电磁波，产生的机理不同，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；X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。(4)电磁波的能量随频率的增大而增大。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)三者关系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λ。电磁波与机械波的比较：名称项目 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)(c＝3×108m/s)在空气中不大(如声波波速一般为340m/s)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-5-\n二 相对论1．狭义相对论的两个基本假设(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．时间和空间的相对性“同时”的相对性：同时是相对的，与参考系的运动有关．答案P98热点突破提升练十九１．结合电磁波传播速度表达式v＝λf，下述结论正确的是( )A．波长越大，传播速度就越大B．频率越高，传播速度就越大C．发射能量越大，传播速度就越大D．电磁波的传播速度与传播介质有关２．关于电磁波，下列说法正确的是( )A．雷达是用X光来测定物体位置的设备B．电磁波是横波C．电磁波必须在介质中传播D．使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调3．各种不同频率范围的电磁波按频率由大到小的排列顺序是( )A．γ射线、紫外线、可见光、红外线B．γ射线、红外线、紫外线、可见光C．紫外线、可见光、红外线、γ射线D．红外线、可见光、紫外线、γ射线4．下列说法正确的是( )A．电磁波在真空中以光速c传播B．在空气中传播的声波是横波C．声波只能在空气中传播D．光需要介质才能传播5.(多选)关于电磁场和电磁波，正确的说法是( )A．只有不均匀变化的磁场，才能在其周围空间产生电场B．电磁波的频率等于激起电磁波的振荡电流的频率C．电磁波能脱离电荷而独立存在D．电磁波的传播速度一定是3×108m/s6.下列关于电磁波的说法，正确的是( )A．电磁波只能在真空中传播-5-\nB．电场随时间变化时一定产生电磁波C．做变速运动的电荷在空间产生电磁波D．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在7.关于麦克斯韦的电磁场理论，下列说法正确的是( )A．稳定的电场产生稳定的磁场B．均匀变化的电场产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场产生均匀变化的电场C．变化的电场产生的磁场一定是变化的D．振荡的电场在周围空间产生的磁场也是振荡的8.关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是( )A．电磁波可以传递信息，声波不能传递信息B．手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波C．太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同D．遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同9.声波和电磁波均可传递信息，且都具有波的特征．下列说法正确的是( )A．在空气中，电磁波的传播速度大于声波的传播速度B．声波和电磁波都能引起鼓膜振动C．电磁波都不能被人看见，声波都能被人听见D．二胡、电子琴发出的都是电磁波10.我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志着我国雷达研究又创新的里程碑．米波雷达发射无线电波的波长在1～10m范围内，则对该无线电波的判断正确的是( )A．米波的频率比厘米波频率高B．和机械波一样须靠介质传播C．同光波一样会发生反射现象D．不可能产生干涉和衍射现象11.(多选)关于电磁波谱，下列说法正确的是( )A．红外线比红光波长长，它的热作用很强B．X射线就是伦琴射线C．阴极射线是一种频率极高的电磁波D．紫外线的波长比伦琴射线的长，它的显著作用是荧光作用12.(多选)关于电磁波，下列说法正确的是( )A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直-5-\nD．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输E．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失13.(多选)下列说法正确的是( )A．光的偏振现象说明光是一种横波B．麦克斯韦预言并用实验验证了电磁波的存在C．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿色光变为红光，则条纹间距变宽D．波在介质中传播的频率由波源决定，与介质无关E．机械波和电磁波都可以在真空中传播14.(多选)电磁波已广泛运用于很多领域，下列关于电磁波的说法正确的是( ) A.电磁波也能产生衍射现象 B.常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机 C.根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度 D.光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同 E.机械波、电磁波都满足v=λf,式中三参量依次为波速、波长、频率-5-
