12_5电磁波与相对论简介 (1)

12.5 电磁波与相对论简介

1．关于波动，下列说法准确的是( )

A．各种波均会发生偏振现象

B．用白光做单缝衍射与双缝干涉实验，均可看到彩色条纹

C．声波传播过程中，介质中质点的运动速度等于声波的传播速度

D．已知地震波的纵波波速大于横波波速，此性质可用于地震的预警

解析：偏振现象是横波特有的现象，纵波不会发生偏振现象，故选项A错误．用白光做单缝衍射实验和双缝干涉实验看到的都是彩色条纹，故选项B准确．声波在传播过程中，质点在平衡位置附近振动，其振动速度周期性变化，而声波的传播速度是单位时间内声波传播的距离，故选项C错误．地震波的纵波传播速度比横波传播速度大，纵波可早到达地面，能起到预警作用，故选项D准确．

答案：BD

2．如图所示，沿平直铁路线有间距相等的三座铁塔A、B和C.假想有一列车沿AC方向以接近光速行驶，当铁塔B发出一个闪光，列车上的观测者测得A、C两铁塔被照亮的顺序是( )

A．同时被照亮B．A先被照亮

C．C先被照亮D．无法判断

解析：由相对论和多普勒效应知，C先被照亮，A、B、D错，C对．

答案：C

3．属于狭义相对论基本假设的是：在不同的惯性系中( )

A．真空中光速不变B．时间间隔具有相对性

C．物体的质量不变D．物体的能量与质量成正比

解析：狭义相对论的基本假设有：(1)狭义相对论的相对性原理：一切彼此做匀速直线运动的惯性参考系，对于描写运动的一切规律来说都是等价的；(2)光速不变原理：对任一惯性参考系，真空中的光速都相等，所以只有A项准确．

答案：A

4．电磁波包含了γ射线、红外线、紫外线、无线电波等，按波长由长到短的排列顺序是( )

A ．无线电波、红外线、紫外线、γ射线

B ．红外线、无线电波、γ射线、紫外线

C ．γ射线、红外线、紫外线、无线电波

D ．紫外线、无线电波、γ射线、红外线

解析：在电磁波家族中，按波长由长到短分别有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线、γ射线等，所以A 项对．

答案：A

5．设宇宙射线粒子的能量是其静止能量的k 倍．则粒子运动时的质量等于其静止质量的________倍，粒子运动速度是光速的________倍．

解析：宇宙射线粒子在静止时的能量为：

6．(1)根据麦克斯韦电磁场理论，如果在空间某区域有周期性变化的电场，这个变化的电场就会在周围产生________．不同波段的电磁波具有不同的特性，如红外线具有明显的________效应，紫外线具有较强的________效应．

(2)如图是一个单摆的共振曲线，此单摆的固有周期T 是________s ，若将此单摆的摆长增大，共振曲线的最大值将________(填“向左”或“向右”)移动．

解析：(1)周期性变化的电场会在周围产生周期性变化的磁场，不同波段的电磁波具有不同的特性，红外线具有明显的热效应，紫外线具有较强的荧光效应．

(2)由共振曲线知当驱动力的频率f 驱＝0.4 Hz 时，单摆的振幅最大，可知单摆频率f ＝f 驱＝0.4 Hz ， T ＝1f

＝2.5 s

若将单摆的摆长增大，其周期变大，频率变小，共振曲线的最大值将向左移动．

答案：(1)周期性变化的磁场热荧光

(2)2.5 向左

7．如图所示，强强乘坐速度为0.9c(c为光速)的宇宙飞船追赶正前方的壮壮，壮壮的飞行速度为0.5c，强强向壮壮发出一束光实行联络，则壮壮观测到该光束的传播速度为________．(填写选项前的字母)

A．0.4c B．0.5c

C．0.9c D．1.0c

解析：根据爱因斯坦相对论，在任何参考系中，光速不变．D项准确．

答案：D

8．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，人看到的光速应是多少？

(2)参考系O′相对于参考系O以速度v向右运动，人看到的光速应是多少？

(3)参考系O相对于参考系O′以速度v向左运动，人看到的光速又是多少？

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相关系．

所以三种情况下，人观察到的光速都是c.

答案：(1)c (2)c (3)c

9．(1)近年来军事行动中，士兵都配带“红外夜视仪”，在夜间也能清楚地看清目标，这是为什么？

(2)根据热辐射理论，物体发出的最大波长λm与物体的绝对温度T的关系满足

Tλm＝2.90×10－3 m·K，若猫头鹰的猎物——蛇，在夜间体温为27 °C，则它发出光的最大波长为________m，属于________波段．

解析：(1)一切物体都在不停地向外辐射红外线，不同物体辐射出来的红外线不同，采用红外线接收器，可以清楚地分辨出物体的形状、大小和位置，不受白天和夜晚的影响．

(2)最长波长λm＝2.90×10－3/(273＋27) m＝9.7×10－6 m；查表知属于红外线波段．

答案：(1)见解析(2)9.7×10－6红外线

10．太阳在不断地向外辐射能量，因而其质量也在不断地减少．若太阳每秒钟辐射的总

能量为4×1026 J ，试计算太阳在1 s 内失去的质量，估算5 000年内其质量总共减小了多少，并与太阳的总质量2×1027 t 比较之．

解析：由太阳每秒钟辐射的能量ΔE 可得其在1 s 内失去的质量为Δm ＝ΔE c 2＝4×1026

3×1082 kg ＝49

×1010 kg.

相对论初步知识

相对论初步知识 相对论是本世纪物理学的最伟大的成就之一，它标志着物理学的重大发展，使一些物理学的基本概念发生了深刻的变革。狭义相对论提出了新的时空观，建立了高速运动物体的力学规律，揭露了质量和能量的内在联系，构成了近代物理学的两大支柱之一。 § 1 狭义相对论基本原理 1、伽利略相对性原理 1632年，伽利略发表了《关于两种世界体系的对话》一书，作出了如下概述： 相对任何惯性系，力学规律都具有相同的形式，换言之，在描述力学的规律上，一切惯性系都是等价的。这一原理称为伽利略相对性原理，或经典力学的相对性系原理。其中“惯性系”是指凡是牛顿运动定律成立的参照系。 2、狭义相对论的基本原理 19世纪中叶，麦克斯韦在总结前人研究电磁现象的基础上，建立了完整的电磁理论，又称麦克斯韦电磁场方程组。麦克斯韦电磁理论不但能够解释当时已知的电磁现象，而且预言了电磁波的存在，确认光是波长较短的电磁波，电磁波在真空中的传播速度为一常数，秒米/100.38 ?=c ，并很快为实验所证实。 从麦氏方程组中解出的光在真空中的传播速度与光源的速度无关。如果光波也和声波一样，是靠一种媒质（以太）传播的，那么光速相对于绝对静止的以太就应该是不变的。科学家们为了寻找以太做了大量的实验，其中以美国物理学家迈克耳孙和莫雷实验最为著名。这个实验不但没能证明以太的存在，相反却宣判了以太的死刑，证明光速相对于地球是各向同性的。但是这却与经典的运动学理论相矛盾。 爱因斯坦分析了物理学的发展，特别是电磁理论，摆脱了绝对时空观的束缚，科学地提出了两条假设，作为狭义相对论的两条基本原理： （1）狭义相对论的相对性原理 在所有的惯性系中，物理定律都具有相同的表达形式。 这条原理是力学相对性原理的推广，它不仅适用于力学定律，乃至适合电磁学，光学等所有物理定律。狭义相对论的相对性原理表明物理学定律与惯性参照系的选择无关，或者说一切惯性系都是等价的，人们不论在哪个惯性系中做实验，都不能确定该惯性系是静止的，还是在作匀速直线运动。 （2）光速不变原理 在所有的惯性系中，测得真空中的光速都等于c ，与光源的运动无关。迈克耳孙—莫雷实验是光速不变原理的有力的实验证明。 事件 任何一个现象称为一个事件。物质运动可以看做一连串事件的发展过程，事件可以有各种具体内容，如开始讲演、火车到站、粒子衰变等，但它总是在一定的地点于一定时刻发生，因此我们用四个坐标（x ，y ，z ，t ）代表一个事件。 间隔 设两事件（1111,,,t z y x ）与（2222,,,t z y x ），我们定义这两事件的间隔为 ()()()()2 122 122 122 12 2 2 z z y y x x t t c s -------=

第十二章 相对论简介

第十二章相对论简介 §12.1 狭义相对论的历史背景§12.1.1 麦克斯韦方程建立引起的问题 §12.1.2 菲索与迈克耳孙—莫雷实验 §12.1.3 关于相对性原理的思考 第十二章相对论简介 §12.1 狭义相对论的历史背景 §12.1.1 麦克斯韦方程建立引起的问题 1865年麦克斯韦预言了电磁波的存在. 机械波的传播介质是弹性连续介质. 电磁波的传播介质？——以太(Aether) 麦克斯韦方程不具备伽利略变换的不变性. 以太是否存在？ §12.1.2 菲索与迈克耳孙——莫雷实验 由经典理论,由B处分成的两束光回至B处时间差为

k 为曳引系数, 0

相对论简介

相对论简介 教学目的： 1．了解相对论的诞生及发展历程 2．了解时间和空间的相对性 3．了解狭义相对论和广义相对论的内容 教学重点：时间和空间的相对性、狭义相对论和广义相对论 教学难点：时间和空间的相对性 教学过程： 一、狭义相对论的基本假设 牛顿力学是在研究宏观物体的低速（与光速相比）运动时总结出来的.对于微观粒子，牛顿力学并不适用，在这一章中我们还将看到，对于高速运动，即使是宏观物体，牛顿力学也不适用. 19世纪后半叶，关于电磁场的研究不断深入，人们认识到了光的电磁本质.我们已经知道，电磁波是以巨大的速度传播的，因此在电磁场的研究中不断遇到一些矛盾，这些矛盾导致了相对论的出现. 相对论不仅给出了物体在高速运动时所遵循的规律，而且改变了我们对于时间和空间的认识，它的建立在物理学和哲学的发展史上树立了一座重要的里程碑. 经典的相对性原理 如果牛顿运动定律在某个参考系中成立，这个参考系叫做惯性系，相对一个惯性系做匀速直线运动的另一个参考系也是惯性系. 我们引用伽利略的一段话，生动地描述了一艘平稳行驶的大船里发生的事情.“船停着不动时，你留神观察，小虫都以等速向各方向飞行，鱼向各个方向随意游动，水滴滴进下面的罐中；你把任何东西扔给你的朋友时，只要距离相等，向这一方向不比向另一方向用更多的力.你双脚齐跳，无论向哪个方向跳过的距离都相同.当你仔细观察这些事情之后，再使船以任何速度前进，只要运动是匀速的，也不忽左忽右地摆动，你将发现，所有上述现象丝毫没有变化.你也无法从其中任何一个现象来确定，船是在运动还是停着不动”通过这段描述以及日常经验，人们很容易相信这样一个论述：力学规律在任何惯性系中都是相同的.这个论述叫做伽利略相对性原理.相对性原理可以有不同的表述.例如还可以表述为：在一个惯性参考系内进行任何力学实验都不能判断它是否在相对于另一个惯性参考系做匀速直线运动；或者说，任何惯性系都是平权的. 在不同的参考系中观察，物体的运动情况可能不同，例如在一个参考系中物体是静止的，在另一个参考系中看，它可能是运动的，在不同的参考系中它们运动的速度和方向也可能不同.但是，它们在不同的惯性系中遵从的力学规律是一样的，例如遵从同样的牛顿运动定律、同样的运动合成法则…… 光速引起的困难 自从麦克斯韦预言了光的电磁本质以及电磁波的速度以后，物理学家们就在思考，这个速度是对哪一个参考系说的？如果存在一个特殊的参考系O，光对这个参考系的速度是c，另一个参考系O′以速度v沿光传播的方向相对参考系O运动，那么在O′中观测到的光速就应该是c-v，如果参考系O′逆着光的传播方向运动，在参考系O′中观测到的光速就应该是c+v. 由于一般物体的运动速度比光速小得多，c+v和c-v与光速c的差别很小，在19世纪的技术条件下很难直接测量，于是物理学家们设计了许多巧妙的实验，力图测出不同参考系中光速的差别.最著名的一个实验是美籍物理学家麦克尔逊设计的.他把一束光分成互相垂直的两束，一束的传播方向和地球运动的方向一致，另一束和地球运动的方向垂直，然后使它们发生干涉，如果不同方向上的光速有微小的差别，当两束光互相置换时干涉条纹就会发生变化.由于地球在宇宙中运动的速度很大，希望它对光速能有较大的影响.但是，这个实验和其他实验都表明，不论光源和观察者做怎样的相对运动，光速都是相同的.这些否定的结果使当时的物理学家感到震惊，因为它和传统的观念，例如速度合成的法则，是矛盾的.

相对论

相对论带给我们的启示： 爱因斯坦离开我们很长时间了，但他的相对论思想和弯曲时空宇宙观至今还影响着很多人。尤其是对于喜欢天文的爱好者和科学家，并为他们进一步探索宇宙和未来宇宙的奥秘指引着方向。 对于相对论，我们并没有又很深刻透彻的研究，因此并不能够得出一个能够让人信服的定义，只有从网上搜索了一下，关于相对论的定义是这样的—— “相对论是关于时空和引力的理论，主要由爱因斯坦创立，依其研究对象的不同分为狭义相对论(特殊相对论)和广义相对论(一般相对论)。 相对论的基本假设是相对性原理，即物理定律与参照系的选择无关。狭义相对论和广义相对论的区别是，前者讨论的是匀速直线运动的参照系（惯性参照系）之间的物理定律，后者则推广到具有加速度的参照系中（非惯性系），并在等效原理的假设下，广泛应用于引力场中。相对论颠覆了人类对宇宙和自然的“常识性”观念，提出了“时间和空间的相对性”、“四维时空”、“弯曲空间”等全新的概念。” 作为财经类院校的学生，或许大家没有那么大的兴趣去完全了解相对论的所有理论，但是我们仍然可以从相对论里面得到很多启示。 启示一相对论得出的思想的基础：对世界的好奇和对学问的质疑 幼年时的爱因斯坦比同龄孩子显得要笨,3岁还不太会说话,5岁话还说不清楚,曾被医生认为发育不正常。上小学时,听老师讲课感到十分吃力,老师提的问题常常回答不上来。 然而,正是这样一个看似木讷的孩子,却经常提出一些连老师也回答不上来的问题。原因在于,他对世界中所有事物都有强烈的好奇心,对新事物尤其敏感,具有强烈的求知欲,总爱盘问为什么。四、五岁时,他曾对指南针为什么能指示方向感到惊奇,认为一定有什么东西深藏在它后面;12岁时,他曾对欧几里德几何学证明定理的明晰性和可靠性感到惊奇,很想刨根问底弄清几何学为什么如此神奇。 源于对世界和学问的好奇与质疑,促使爱因斯坦如饥似渴地读书,天马行空地思考问题。 他16岁时,就开始思考一个问题:追光悖论。爱因斯坦一开始得出的结论就是: 我直觉地看来就很清楚,从这样一个观察者的观点来判断,一切都应当象一个相对于地球是静止的观察者所看到的那样按照同样的一些定律进行。这个悖论已经包含着狭义相对论的萌芽。为了彻底明晰地解决它,爱因斯坦为此沉思了10年,终于创立了狭义相对论。晚年在普林斯顿,当有人问起他为什么能够创立相对论时,他非常谦虚地说: 由于我智力发育迟,对于时空问题,别人很小就弄清楚了,我长大了还没弄清楚,于是一直在揣摩,因此就比别人钻研得要深些!。 正是这种对事物的好奇和对人类已有知识的质疑,造就了爱因斯坦,成为他不断追求科学创新的内在动力,引导他提出和解决前人不可能提出和解决的问题。 启示二相对论得出的前提：能涵盖旧理论的新理论，才是革命性的 众所周知1905年爱因斯坦发表狭义相对论论文时，不过是个专利局的小职员，默默无闻的天才掀起了科学的革新。但这样理解爱因斯坦的故事，风险很大。因为你很容易认为自己是个默默无闻的天才。很多人都这么自欺欺人，他们常给一些成名科学家发邮件阐述爱因斯坦理论的错误，甚至说迄今所有已知的科学都是错误的，只有他们是正确的。他们说没有人相信爱因斯坦，总而言之就是让你相信他们才是正确的。 爱因斯坦的伟大成就让很多人相信，自己也是埋没于尘世的无名天才。

相对论电动力学

相对论电动力学 相对论电动力学是物理学中的一个重要领域，它研究了电磁力学在相对论框架下的运作规律。在相对论电动力学中，研究人员将经典电动力学的方程与狭义相对论的框架相结合，以更加准确地描述电磁现象。本文将介绍相对论电动力学的基本原理、主要方程和在科学研究中的应用。 一、相对论电动力学的基本原理 相对论电动力学基于两个重要的原理：相对性原理和电动力学的基本原理。 1. 相对性原理 相对性原理是相对论的基础，它指出物理定律的形式在所有惯性参考系中都是相同的。换句话说，物理定律应该在所有相对运动的参考系中成立。相对性原理的重要性在于它导致了相对论的发展，而相对论电动力学正是相对论的一部分。 2. 电动力学的基本原理 电动力学的基本原理由麦克斯韦方程组构成，包括麦克斯韦-安培定律、麦克斯韦-法拉第定律和高斯定律。这些方程描述了电磁场的生成和传播规律，以及电场和磁场之间的相互作用关系。在经典电动力学中，这些方程在所有惯性参考系中都成立。 二、相对论电动力学的主要方程

在相对论电动力学中，将麦克斯韦方程组与洛伦兹变换相结合，可 以得到一组适用于相对论情形的电磁场方程。其中最重要的方程是麦 克斯韦方程组的协变形式和洛伦兹力方程。 1. 麦克斯韦方程组的协变形式 将麦克斯韦方程组的四个方程进行协变处理，可以得到它们在相对 论情形下的形式。这些方程分别是：麦克斯韦-安培定律的协变形式、 麦克斯韦-法拉第定律的协变形式和两个高斯定律的协变形式。这些方 程描述了电磁场的产生、传播和相互作用规律。 2. 洛伦兹力方程 在相对论电动力学中，洛伦兹力方程描述了电磁场对带电粒子的作 用力。根据洛伦兹力方程，带电粒子在电磁场中会受到电场力和磁场 力的作用。这个方程是相对论电动力学中的基本方程之一，它揭示了 带电粒子在电磁场中的运动规律。 三、相对论电动力学的应用 相对论电动力学在科学研究和实际应用中发挥着重要作用，以下是 一些应用领域的例子： 1. 粒子物理学 相对论电动力学为描述微观粒子物理学现象提供了准确的数学模型。通过将相对论电动力学应用于粒子物理学研究中，科学家们能够解释 和预测带电粒子的行为，例如粒子的轨迹、能量变化等。

2020年高考复习微专题—相对论简介习题选编(一) 包含答案

微专题—相对论简介习题选编（一） 一、多项选择题 1．下列说法正确的是（ ） A ．β射线与γ射线一样都是电磁波，但β射线的穿透本领远比γ射线弱 B ．狹义相对论表明物体运动时的质量总是要大于其静止时的质量 C ．核泄漏事故污染物产生对人体有害的辐射，其核反应方程式为137137 5556Cs Ba X →+ 可以判断X 为β射 线 D ．“热核反应”是指重核裂变，反应的中子是“热中子” 2．下列说法中正确的是（ ） A ．偏振光可以是横波，也可以是纵波 B ．声源与观察者相互靠近时，观察者所接收的频率大于声源振动的频率 C ．相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关 D ．雨后路面上的油膜呈现彩色，是光的折射现象 E ．光学镜头上的增透膜利用了光的干涉现象 3．以下说法中正确的是（ ） A ．麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在 B ．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振 C ．交警通过发射超声波测量车速是利用了波的多普勒效应 D ．狭义相对论认为在不同的惯性参考系中一切物理规律都是相同的 4．以下物理学知识的相关叙述，其中正确的是（ ） A ．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振 B ．由绿光和红光组成的一细光束从水中射向空气，在不断增大入射角时水面上首先消失的是绿光 C ．在光的双缝干涉实验中，在光屏上某一位置会时而出现明条纹时而出现暗条纹 D ．狭义相对论认为，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的 E ．在“用单摆测重力加速度”的实验中，测量n 次全振动的总时间时，计时的起始位置应选在小球运动到最低点时为宜 5．关于相对论，下列说法中正确的是（ ） A ．在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的 B ．真空中的光速在不同的惯性参考系中不同

电磁波、相对论简介

高考经典课时作业13-3 电磁波、相对论简介 （含标准答案及解析） 时间：45分钟分值：100分 1．当代人类的生活和电磁波紧密相关，关于电磁波，下列说法正确的是() A．只要把带电体和永磁体放在一起，就会在周围空间产生电磁波 B．电磁波在传播过程中，其波速始终保持不变 C．电视机、收音机和手机所接收的信号都属于电磁波 D．微波炉内所产生的微波不是电磁波，而是波长很短的机械波 2．关于电磁波的发射和接收，下列说法正确的是() A．为了使振荡电路有效地向空间辐射能量，必须是闭合电路 B．信号频率比较低，不能直接用来发射电磁波 C．当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强 D．要使电视机的屏幕上有图象，必须要有检波过程 3．(2013·山东潍坊模拟)有关电磁波和声波，下列说法错误的是() A．电磁波的传播不需要介质，声波的传播需要介质 B．由空气进入水中传播时，电磁波的传播速度变小，声波的传播速度变大 C．电磁波是横波，声波也是横波 D．由空气进入水中传播时，电磁波的波长变短，声波的波长变长 4．雷达是运用电磁波来工作的，它发射的电磁波频率多在300 MHz至1 000 MHz的范围内，已知真空中光速c＝3.0×108 m/s.下列说法正确的是() A．电磁波可由恒定不变的电场和磁场产生 B．电磁波可由周期性变化的电场或磁场产生 C．雷达发射的电磁波在真空中的波长范围多在0.3 m至1 m之间 D．雷达与目标之间的距离可由电磁波从发射到接收的时间间隔确定 5．属于狭义相对论基本假设的是：在不同的惯性系中() A．真空中光速不变 B．时间间隔具有相对性 C．物体的质量不变 D．物体的能量与质量成正比 6．在狭义相对论中，下列说法中哪些是正确的() ①一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速； ②质量、长度、时间的测量结果都随物体与观察者的相对运动状态而改变； ③惯性系中的观察者观察一个与他做匀速相对运动的时钟时，会看到这个时钟比与他相 对静止的时钟走得慢些． A．①③是正确的B．①②是正确的 C．①②③是正确的D．②③是正确的 7．如图所示，强强乘坐速度为0.9c(c为光速)的宇宙飞船追赶正前方的壮壮，壮壮的飞行速度为0.5c，强强向壮壮发出一束光进行联络，则壮壮观测到该光束的传播速度为() A．0.4c B．0.5c C．0.9c D．1.0c

电磁波 相对论简介

第五节 电磁波 相对论简介 一、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3.0×108 m/s. (3)电磁波能产生干涉、衍射、反射和折射等现象． 1.(2013·高考四川卷)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 B ．电场随时间变化时一定产生电磁波 C ．做变速运动的电荷会在空间产生电磁波 D ．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在 答案：C 二、电磁波的发射与接收 1．电磁波的发射 (1)发射条件：足够高的频率和开放电路． (2)调制分类：调幅和调频． 2．电磁波的接收 (1)调谐：使接收电路产生电谐振的过程． (2)解调：使声音或图像信号从高频电流中还原出来的过程． 2.关于电磁波的发射和接收，以下说法正确的是( ) A ．为了使振荡电路有效地向空间辐射能量，必须是闭合电路 B ．信号频率比较低，不能直接用来发射电磁波 C ．当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强 D ．要使电视机的屏幕上有图像，必须要有检波过程 答案：BCD 三、相对论的简单知识 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，光速与光源、观测者间的相对运动没有关系． 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m 0之间有如下关系： m ＝m 0/1－??? ?v c 2. (2)物体运动时的质量m 总要大于静止时的质量m 0. 3．相对论质能关系 用m 表示物体的质量，E 表示它具有的能量，则爱因斯坦质能方程为：E ＝mc 2. 3.关于狭义相对论的说法，不正确的是( ) A ．狭义相对论认为在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的 B ．狭义相对论认为在一切惯性参考系中，光在真空中的速度都等于c ，与光源的运动

光学和电磁波相对论知识点总结

光学 电磁波和相对论 1、折射现象：光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向发生改变的现象． 2、折射定律：折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比． 表达式：sin θ1 sin θ2 ＝n 12，式中n 12是比例常数. 注：在光的折射现象中，光路是可逆的． 3、折射率：光从真空（或空气）射入某种介质发生折射时，入射角i 的正弦与折射角r 的正弦比值。反映了光在介质中的偏折程度，折射率大，说明光从真空射入到该介质时偏折大，反之偏折小． 定义式：n ＝sin θ1 sin θ2，不能说n 与sin θ1成正比，与sin θ2成反比．折射率由介质本身的光 学性质和光的频率决定． 计算式：n ＝c v ，因为v

高考物理复习 考点49 光的干涉、衍射和偏振现象 电磁波 相对论简介(2021年最新整理)

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考点49 光的干涉、衍射和偏振现象电磁波相对论简介考点名片 考点细研究：(1）光的干涉、衍射和偏振现象；(2）电磁波及其传播、电磁波的产生、发射和接收、电磁波谱；(3)狭义相对论的基本假设等.其中考查到的如:2016年全国卷Ⅱ第34题（1）、2016年北京高考第14题、2016年天津高考第1题、第2题、2016年江苏高考第12题B(1）、2015年浙江自选第13题（1）、2015年全国卷Ⅱ第34题（1)、2015年北京高考第20题、2015年上海高考第10题、2014年天津高考第1题、2014年浙江高考第18题、2014年江苏高考第12题B（1）、2014年四川高考第2题、2014年大纲卷第17题、2014年安徽高考第20题。 备考正能量：光的干涉、衍射和偏振现象是高考的重要考点,预计今后试题仍以选择题、填空题为主，试题难度不大。 一、基础与经典 1．能产生干涉现象的两束光是（) A．频率相同、振幅相同的两束光 B．频率相同、相位差恒定的两束光 C．两只完全相同的灯泡发出的光 D．同一光源的两个发光部分发出的光 答案B 解析由产生干涉条件可知A、C选项错误,B选项正确；即使是同一光源的两个部分发出的光，由于相位差随时间不同而改变，所以也不会发生干涉（激光光源除外)。通常把一束光一分为二来获得相干光源,故D选项错误;对于D选项，也可以以日光灯为例来说明，日光灯下没有干涉现象的出现，说明不符合干涉条件。 2．在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹，通过狭缝观察发光的白炽灯也会看到彩色条纹，这两种现象( ） A．都是光的衍射现象 B．前者是光的衍射现象，后者是光的干涉现象 C．前者是光的干涉现象,后者是光的衍射现象 D．都是光的粒子性的表现 答案C 解析两玻璃板间将形成空气薄膜，光照射在空气薄膜上下表面的反射光发生干涉,由于是白光,产生了彩色干涉条纹。而从狭缝观察得到彩色条纹是光的衍射现象,C选项正确。

(人教版)高三物理第一轮复习电磁波 相对论简介

第 5 课时电磁波相对论简介基础知识归纳 1。电磁波 (1)电磁波谱 无线电波红外线 可见 光 紫外 线 X射 线 γ射线 产生机理自由电 子做周 期性运 动 原子的外层电子受到激 发产生的 内层 电子 受到 激发 原子核 受到激 发 特性波动性 强 热效应 引起 视觉 化学 效应 穿透 力强 穿透力 最强 应用无线电 技术 遥感加 热 摄影 照明 荧光 杀菌 医用 透视 工业探 伤 变化波长：大→小 波动性：明显→不明显频率：小→大 粒子性：不明显→明显

（2)麦克斯韦电磁场理论包含两个要点: ①变化的磁场在周围空间产生电场; ②变化的电场在周围空间产生磁场。 电磁场与电磁波理论被赫兹用实验证实.麦克斯韦指出光也是电磁波，开创了人类对光的认识的新纪元. （3）电磁振荡 由振荡电路产生，电磁振荡的周期π2LC T ，完全由自身参数决定,叫做回路的固有周期。 电磁振荡的过程是电容器上的电荷量、电路中的电流、电容器中电场强度与线圈中的磁感应强度、电场能量与磁场能量等做周期性变化的过程。 (4)电磁波的发射与接收 ①有效地辐射电磁波，必须具备两个条件：一是开放电路，二是发射频率要高. ②把声音信号、图像信号转化为电信号，再把电信号加在回路产生的高频振荡电流上，这一过程叫做对电磁波进行调制,从方式上分为两种：调幅和调频。 ③有选择性地取出我们想要的电波，需要一个调谐电路，使该电路的固有频率和人们想要接收的电磁波频率相同，达到电谐振，

这一过程就是 调谐 ；从高频振荡电流中把信息取出来的过程叫做检波，这属于调制的逆过程，也叫 解调 。 ④电视、雷达大多利用微波段的电磁波。 2。相对论简介 （1)狭义相对论两个基本原理 ①狭义相对性原理： 所有惯性系中,物理规律都是相同的 ,或者说对于物理规律而言，惯性系是平等的。 ②光速不变原理: 相对于所有的惯性参考系,真空中的光速是相等的 . （2）同时性的相对性 在某一惯性系中同时发生的事件，在另一惯性系中不是同时发生的。这与我们的日常经验不符的原因是我们日常能够观测到的速度都远远小于光速。同时性的相对性直接导致了时间的相对性. (3)长度的相对性 同样的杆，在与杆相对静止的惯性系中测量出一个长度值，在与沿杆方向运动的惯性系中测量出的长度值不同,这直接导致了空间的相对性. (4）“钟慢尺缩"效应 Δt ＝Δτ/ 2 2/1c v -，l = l 0 22/1c v -

电磁场与相对论

电磁场与相对论 电磁场和相对论是现代物理学中两个重要的概念和理论， 它们对我们理解宇宙的运作方式起着举足轻重的作用。本文将探讨电磁场和相对论的基本概念，以及它们之间的关联。 首先，我们来介绍电磁场。电磁场是由电荷和电流产生的 物理场所引起的现象。在我们日常生活中，我们经常遇到电磁场的体现，比如光、电和磁。电磁场是由电磁波传播而产生的，其特征是具有电场和磁场相互垂直且互相作用的性质。电磁波的传播速度是光速，即299,792,458米每秒，也是相对论的一 个关键概念。 现在我们来谈谈相对论。相对论是由阿尔伯特·爱因斯坦在20世纪初提出的一种物理学理论，用以描述高速物体的运动 以及引力的作用。相对论基于两个基本原理：相对性原理和光速不变原理。相对性原理指出，物理定律在所有惯性参考系中都是相同的。光速不变原理则认为光在真空中的速度是恒定不变的，无论观察者是否以高速运动。 相对论对电磁场有着深远的影响。根据相对论的观点，时 间和空间是相互关联的，构成了时空的统一实体。相对论通过著名的洛伦兹变换来描述高速物体的运动，并且指出了电磁场的行为受到运动物体速度的影响。相对论还揭示了质量与能量之间的等价关系，即著名的质能方程E=mc²，其中E表示能量，m表示物体的质量，c表示光速。 相对论的另一个重要结果是时间的相对性。由于相对论的 时间膨胀效应，当物体接近光速时，时间似乎变慢了。这也是为什么当我们观察到远离地球的天体时，我们实际上是在观察到过去的事件。相对论对于我们理解宇宙的演化和时间的本质提供了新的视角。

电磁场与相对论的关联体现在电磁场方程的变换。相对论 引入了施瓦茨希尔德表述，这是一种对电磁场方程做出改进的数学形式。施瓦茨希尔德方程在空间和时间之间建立了一种统一的框架，强调了它们的相对性。通过施瓦茨希尔德方程，我们能够更好地理解电磁场在不同参考系中的行为，以及电磁场的引力效应。 除了施瓦茨希尔德方程，相对论还提出了电磁场的张量形式，即电磁张量。电磁张量是一个四维张量，描述了电磁场在时空中的性质。相对论中的洛伦兹群对电磁张量的变换有着重要影响，它使我们能够以不同的参考系观察电磁场并保持其基本性质不变。 综上所述，电磁场与相对论是现代物理学中两个不可分割 的概念，它们相互联系，相互影响。电磁场的产生和传播遵循相对论的规律，而相对论说明电磁场会受到运动物体速度的影响。通过相对论的视角，我们可以更深入地理解电磁场的行为，并揭示它们在时空中的本质。这些理论的应用与研究不仅推动着科学的进步，也为我们对宇宙的奥秘有了更深刻的认识。

相对论简介

相对论简介 爱因斯坦第一假设 全部狭义相对论主要基于爱因斯坦对宇宙本性的两个假设。 第一个可以这样陈述： 所有惯性参照系中的物理规律是相同的 此处唯一稍有些难懂的地方是所谓的“惯性参照系〞。举几个例子就可以解释清楚： 假设你正在一架飞机上，飞机水平地以每小时几百英里的恒定速度飞行，没有任何颠簸。一个人从机舱那边走过来，说：“把你的那袋花生扔过来好吗？〞你抓起花生袋，但突然停了下来，想道：“我正坐在一架以每小时几百英里速度飞行的飞机上，我该用多大的劲扔这袋花生，才能使它到达那个人手上呢？〞 不，你根本不用考虑这个问题，你只需要用与你在机场时相同的动作〔和力气〕投掷就行。花生的运动同飞机停在地面时一样。 你看，如果飞机以恒定的速度沿直线飞行，控制物体运动的自然法那么与飞机静止时是一样的。我们称飞机内部为一个惯性参照系。〔“惯性〞一词原指牛顿第一运动定律。惯性是每个物体所固有的当没有外力作用时保持静止或匀速直线运动的属性。惯性参照系是一系列此规律成立的参照系。 另一个例子。让我们考查大地本身。地球的周长约40，000公里。由于地球每24小时自转一周，地球赤道上的一点实际上正以每小时1600公里的速度向东移动。然而我敢打赌说Steve Young在向Jerry Rice〔二人都是橄榄球运发动。译者注〕触地传球的时候，从未对此担忧过。这是因为大地在作近似的匀速直线运动，地球外表几乎就是一个惯性参照系。因此它的运动对其他物体的影响很小，所有物体的运动都表现得如同地球处于静止状态一样。 实际上，除非我们意识到地球在转，否那么有些现象会是十分费解的。〔即，地球不是在沿直线运动，而是绕地轴作一个大的圆周运动〕 例如：天气〔变化〕的许多方面都显得完全违反物理规律，除非我们对此〔地球在转〕加以考虑。另一个例子。远程炮弹并非象他们在惯性系中那样沿直线运动，而是略向右〔在北半球〕或向左〔在南半球〕偏。〔室外运动的高尔夫球手们，这可不能用于解释你们的擦边球〕对于大多数研究目的而言，我们可以将地球视为惯性参照系。但偶尔，它的非惯性表征将非常

高二物理相对论简介知识精讲

高二物理相对论简介 【本讲主要内容】 相对论简介 狭义相对论的基本假设 时间和空间的相对性 狭义相对论其它三个结论 【知识掌握】 【知识点精析】 狭义相对论的两个基本假设： 经典相对性原理：（伽利略相对性原理） 两种表述 力学规律在任何惯性系中都是相同的。 在一个惯性系内进行任何力学实验都不能判断它是否在相对于另一惯性系做匀速直线运动；任何惯性系是平权的。1 2 . . ⎧ ⎨ ⎪ ⎩ ⎪ 光速引起困难： 电磁波和光速以哪个参考系说的。 一般物体v很小，c-v和c+v与c相差很小，无论光源相对观察者怎样运动，光速都相同。所以特殊参考系O是否存在？ 问题：是放弃麦克斯韦电磁理论，还是否定特殊参考系存在。 狭义相对论两个基本假设： 1. 在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的（爱因斯坦相对性原理） 2. 真空中的光速在不同参考系中都是相同的（光速不变原理） 同时的相对性：

经典物理学家认为是同时的。 按爱因斯坦的两个基本假设是：（同时是相对的） 一. 时间是相对的。 底板发光射到车顶小镜上。 在车上看：往返时间△t’ ∆t h c '= 2 在车下看：往返时间△t h v t c t 2 2 2 22+⎛⎝ ⎫⎭⎪=⎛⎝ ⎫ ⎭ ⎪∆∆ ∆∆∆∆t h c v h c v c t v c v c t t = -= ⋅-⎛⎝ ⎫⎭ ⎪= -⎛⎝ ⎫⎭ ⎪-<∴>2221111122 2 2 2 '' ， 车下人看：时间变慢了：物理、化学过程、生命、时钟、化学反应，新陈代谢也变慢了。 车上人：没觉得慢。 ∴时间是相对的。 二. 长度是相对的 v l l l v c l l =-⎛⎝ ⎫ ⎭ ⎪ <''12 时空相对性实验证实：

(新课标)河南省高考物理总复习讲义 第12章 第4讲 光的波动性 电磁波 相对论

第4讲 光的波动性 电磁波 相对论 知识一 光的干涉 1．条件 两列光的频率相同，相位和振动情况都完全相同的光相遇． 2．典型的干涉实验 (1)双缝干涉 ①产生明暗条纹的条件：双缝处光振动情况完全相同，光屏上某点与两个狭缝的路程差是光波波长的整数倍(即半波长的偶数倍)处出现亮条纹，与两个狭缝的路程差是半波长的奇数倍处出现暗条纹． ②条纹的特点：相邻亮条纹(或暗条纹)的间距相等，且Δx ＝l d λ，其中λ为波长，d 为双缝间距，l 为缝到屏的距离．实验装置不变的条件下，红光干涉条纹的间距最大，紫光的干涉条纹间距最小；若换用白光，在屏上得到彩色条纹、且中央为白色． (2)薄膜干涉 ①薄膜干涉：利用薄膜(如肥皂膜)前后两表面的反射光波相遇而形成的干涉． ②图样特点：同一条亮(或暗)条纹对应薄膜厚度相等． 单色光在肥皂膜上(上薄下厚)形成水平状的明暗相间的条纹，白光入射时形成彩色条纹． 知识二 光的衍射和光的偏振 1．光发生明显衍射的条件 当障碍物的尺寸可以跟光的波长相比，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象才会明显． 2．衍射条纹的特点 单色光的衍射图样为中间宽且亮的单色条纹，两侧是明暗相间的条纹，条纹宽度比中央窄且暗；白光的衍射图样为中间宽且亮的白色条纹，两侧是渐窄且暗的彩色条纹． 3．自然光和偏振光 (1)自然光 包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫自然光．如由太阳、电灯等普通光源发出的光． (2)偏振光 在垂直于传播方向的平面上，只沿着一个特定的方向振动的光．如自然光经偏振片作用后的光． 知识三 电磁波的特点和狭义相对论 1．电磁波的特点 (1)电磁波是横波，电场强度E 和磁感应强度B 的方向都与传播方向垂直． (2)电磁波传播时不需要任何介质，在真空中传播的速度最大，c ＝3×108 m/s. (3)电磁波本身是一种物质，它具有能量．

爱因斯坦相对论简介

爱因斯坦相对论简介 狭义相对论 1、爱因斯坦第一假设 全部狭义相对论主要基于爱因斯坦对宇宙本性的两个假设。 第一个可以这样陈述： 所有惯性参照系中的物理规律是相同的 此处唯一稍有些难懂的地方是所谓的"惯性参照系"。举几个例子就可以解释清楚： 假设你正在一架飞机上，飞机水平地以每小时几百英里的恒定速度飞行，没有任何颠簸。一个人从机舱那边走过来，说："把你的那袋花生扔过来好吗？"你抓起花生袋，但突然停了下来，想道："我正坐在一架以每小时几百英里速度飞行的飞机上，我该用多大的劲扔这袋花生，才能使它到达那个人手上呢？" 不，你根本不用考虑这个问题，你只需要用与你在机场时相同的动作（和力气）投掷就行。花生的运动同飞机停在地面时一样。 你看，如果飞机以恒定的速度沿直线飞行，控制物体运动的自然法则与飞机静止时是一样的。我们称飞机内部为一个惯性参照系。（"惯性"一词原指牛顿第一运动定律。惯性是每个物体所固有的当没有外力作用时保持静止或匀速直线运动的属性。惯性参照系是一系列此规律成立的参照系。 另一个例子。让我们考查大地本身。地球的周长约40，000公里。由于地球每24小时自转一周，地球赤道上的一点实际上正以每小时1600公里的速度向东移动。然而我敢打赌说Steve Young在向Jerry Rice（二人都是橄榄球运动员。译者注）触地传球的时候，从未对此担心过。这是因为大地在作近似的匀速直线运动，地球表面几乎就是一个惯性参照系。因此它的运动对其他物体的影响很小，所有物体的运动都表现得如同地球处于静止状态一样。 实际上，除非我们意识到地球在转，否则有些现象会是十分费解的。（即，地球不是在沿直线运动，而是绕地轴作一个大的圆周运动） 例如：天气（变化）的许多方面都显得完全违反物理规律，除非我们对此（地球在转）加以考虑。另一个例子。远程炮弹并非象他们在惯性系中那样沿直线运动，而是略向右（在北半球）或向左（在南半球）偏。（室外运动的高尔夫球手们，这可不能用于解释你们的擦边球）对于大多数研究目的而言，我们可以将地球视为惯性参照系。但偶尔，它的非惯性表征将非常严重（我想把话说得严密一些）。 这里有一个最低限度：惯性系是一个静止或作匀速直线运动的系。爱因斯坦的第一假设使此类系中所有的物理规律都保持不变。运动的飞机和地球表面的例子只是用以向你解释这是一个平日里人们想都不用想就能作出的合理假设。谁说爱因斯坦是天才？ 2、爱因斯坦第二假设 19世纪中页人们对电和磁的理解有了一个革命性的飞跃，其中以詹姆斯.麦克斯韦（James Maxwell）的成就为代表。电和磁两种现象曾被认为毫不相关，直到奥斯特（Oersted）和安培（Ampere）证明电能产生磁；法拉弟（Faraday）和亨利（Henry）证明磁能产生电。现在我们知道电和磁的关系是如此紧密，以致于当物理学家对自然力进行列表时，常常将电和磁视为一件事。 麦克斯韦的成就在于将当时所有已知的电磁知识集中于四个方程中： （如果你没有上过理解这些方程所必需的三到四个学期的微积分课程，那么就坐下来看它们几分钟，欣赏一下其中的美吧） 麦克斯韦方程对于我们的重要意义在于，它除了将所有人们已知的电磁知识加以描述以外，还揭示了一些人们不知道的事情。例如：构成这些方程的电磁场可以以振动波的形式在空间传播。当麦克斯韦计算了这些波的速度后，他发现它们都等于光速。这并非巧合，麦克斯韦（方程）揭示出光是一种电磁波。 我们应记住的一个重要的事情是：光速直接从描述所有电磁场的麦克斯韦方程推导而来。 现在我们回到爱因斯坦。 爱因斯坦的第一个假设是所有惯性参照系中的物理规律相同。他的第二假设是简单地将此原则推广到电和磁的规律中。这就是，如果麦克斯韦假设是自然界的一种规律，那么它（和它的推论）都必须在所有惯性系中成立。这些推论中的一个就是爱因斯坦的第二假设： 光在所有惯性系中速度相同