人教版高中物理选修3-4第十四章 电磁波基础知识梳理
高考物理一轮总复习 选修部分 第14章 电磁波 相对论简介课件(选修3-4)
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 m0
间有如
下关系： m＝
1－vc2
。
(2)物体运动时的质量 m 总要 大于 静止时的质量 m0。
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＝ mc2 。
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)v＝λf 对电磁波 同样适用 。 (3)电磁波能产生反射、折射、 干涉 和衍射等现象。
4．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。 5．调制：有 调幅和调频 两种方法。
8．电磁波的应用 电视和雷达。 知识点 2 电磁波谱 Ⅰ 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
频率
波谱
/Hz
无线
电波
<3×1011
真空中 波长/m
>10－3
红外线 1011～1015 10－3～10－7
2．[对电磁波的理解]下列关于电磁波的说法正确的是( ) A．电磁波必须依赖介质传播 B．电磁波可以发生衍射现象 C．电磁波不会发生偏振现象 D．电磁波无法携带信息传播
解析 电磁波的传播可以不需要介质，也可以在介质中传播，A 选项是错误的。电磁波也是横波，具 有横波的任何特性，可以发生干涉、衍射、偏振等现象，B 选项正确，C 选项错误。电磁波可以携带信息 传播，D 选项错误。
二、对点激活 1．[电磁波的应用]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．使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调 C．用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光 D．均匀变化的电场可以产生恒定的磁场
人教版高中物理选修3-4课件第十四章电磁波
知识深化
对麦克斯韦电磁场理论的理解 (1)变化的磁场产生电场 ①均匀变化的磁场产生恒定的电场. ②非均匀变化的磁场产生变化的电场. ③周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场. (2)变化的电场产生磁场 ①均匀变化的电场产生恒定的磁场. ②非均匀变化的电场产生变化的磁场. ③周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场.
波(涟漪)的形式向外传播，这就是“引力波”.其实只要有质量的物体加速运动就会
产生引力波，不同方式产生的引力波的波长是不一样的.引力波是以光速传播的时空
扰动，是横波.引力波和物质之间的相互作用极度微弱，
因此它的衰减也是极度缓慢的.引力波的发现为我们打
开了研究宇宙的全新窗口，引力波携带着与电磁波截然
不同的信息，将为我们揭示宇宙新的奥秘.
重点探究
一、麦克斯韦电磁场理论
导学探究
1.电子感应加速器是用来获得高速电子的装置，其基本原理如图所示，上、下 为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电磁铁线圈中通入变化 的电流，真空室中的带电粒子就会被加速，其速率会越来 越大.请思考：带电粒子受到什么力的作用而被加速？如果 线圈中通以恒定电流会使粒子加速吗？这个现象告诉我们 什么道理？ 答案 带电粒子受到电场力作用做加速运动.线圈中通入恒定电流时，带电粒 子不会被加速.变化的磁场能产生电场.
二、电磁波
导学探究 如图所示是赫兹证明电磁波存在的实验装置，当接在高压感应圈上的两金属 球间有电火花时，导线环上两小球间也会产生电火花，这是为什么？这个实 验证实了什么问题？
答案 当A、B两金属球间产生电火花时就会产生变化的电磁场，这种变化的 电磁场传播到导线环时，在导线环中激发出感应电动势，使导线环上两小球 间也产生电火花.这个实验证实了电磁波的存在.
人教版高中物理选修3-4第十四章 电磁波基础知识梳理
第十四章电磁波14.1 电磁波的发现一、电磁场和电磁波1．麦克斯韦电磁理论的两个基本假设(1)变化的磁场能够在周围空间产生电场。
(2)变化的电场能够在周围空间产生磁场注意：变化的磁场产生的电场,叫感应电场或涡流电场,它的电场线是闭合的;静电荷周围产生的电场叫静电场,它的电场线由正电荷起到负电荷止,是不闭合的。
二、电磁波的产生机理1．电磁场变化的电场和变化的磁场交替产生，形成不可分割的统一体，称为电磁场。
2．电磁波(1)电磁波的产生：变化的电场和磁场交替产生而形成的电磁场是由近及远地传播的，这种变化的电磁场在空间的传播称为电磁波。
(2)电磁波的特点：①电磁波在空间传播不需要介质；在真空中，电磁波的传播速度与光速相同：即 v真空= c ＝ 3.0×108m/s 光是一种电磁波②电磁波是横波，在空间传播时任一位置上（或任一时刻）E、B、v三矢量相互垂直且E和B随时间做正弦规律变化。
③电磁波具有波的共性,能产生干涉、衍射等现象,电磁波与物质相互作用时,能发生反射、吸收、折射等现象,电磁波也是传播能量的一种形式。
④相邻两个波峰(或波谷)之间的距离等于电磁波的波长,一个周期的时间,电磁波传播一个波长的距离。
⑤电磁波的频率为电磁振荡的频率,由波源决定,与介质无关。
(3)电磁波的波速、波长与频率的关系:v=λf，λ=vf。
注意：①同一种电磁波在不同介质中传播时,频率不变(频率由波源决定),波速、波长发生改变,在介质中的速度为v=cn(n为介质对电磁波的折射率),在介质中的速度都比在真空中的速度小.②不同电磁波在同一种介质中传播时,传播速度不同,频率越高波速越小,频率越低波速越大.三、赫兹的电火花一发现了电磁波1.赫兹实验赫兹观察到:当感应圈的两个金属球间有火花跳过时,导线环两个小球间也跳过火花。
据此实验,赫兹在人类历史上首先捕捉到了电磁波。
2.赫兹的其他成果赫兹观察到了电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象，测量证明了电磁波在真空中具有与光相同的速度c,证实了麦克斯韦关于光的电理论。
高中物理人教版高二选修3-4(课件)第十四章_电磁波_3
[再判断] 1．当接收电路的固有频率和电磁波频率相同时，出现谐振现象．(√) 2．收音机能够直接接收声波．(×) 3．要使电视机的屏幕上出现图象，必须将电视机接收到的无线电信号解 调．(√)
[后思考] 1．无线电波和可见光都是电磁波，为什么无线电波很容易绕过障碍物继续 传播，而可见光不能绕过障碍物？ 【提示】 无线电波的波长比较长，而可见光的波长很短(4×10－7～7.7×10 －7m)，无线电波很容易发生明显的衍射现象，而可见光则不易发生明显的衍射现 象． 2．调谐电路能进行调谐的基本原理是什么？ 【提示】 调谐电路能进行调谐的基本原理是电谐振，即让接收电磁波的 频率和被接收电磁波的频率相同．
知 识 点
一
学
3 电磁波的发射和接收
业 分
层
测
评
知
识
点
二
学习目标 1.能说出电磁波的发射、传播和接收的过程．知道无线电通信的基本原 理．(重点) 2．能正确区分调制、调幅、调频、调谐、解调等概念．(难点) 3．能结合生活实际，说出无线电通信在生活中] 1．发射电磁波的振荡电路的特点 (1)要有__足__够__高__的振荡频率：频率_越__高___，发射电磁波的本领越大． (2)振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，因此采用__开__放__电 路．
【解析】 信息(声音或图象等)转化为电信号后，往往由于信号频率低不能 直接用来发射，需要把要传递的电信号“加载”到高频电磁波上，这就是调制．
【答案】 调制
无线电波的发射及相关问题 1．无线电波的发射：由振荡器(常用 LC 振荡电路)产生高频振荡电流，用调 制器将需要传送的电信号调制到振荡电流上，再耦合到一个开放电路中激发出 无线电波，向四周发射出去． 2．一般电台的中波、中短波、短波广播以及电视中的图象信号，都采用调 幅波；电台的调频广播和电视中的伴音信号，都采用调频波． 低频信号类比成货物，高频波类比成运载工具，调制的过程类比成将货物 装载到运载工具上．
高中物理 第十四章 电磁波 5 电磁波谱知识点总结素材 新人教版选修34
5 电磁波谱知识点总结一、电磁波的发现1、电磁场理论的核心之一：变化的磁场产生电场在变化的磁场中所产生的电场的电场线是闭合的(涡旋电场)◎理解: (1) 均匀变化的磁场产生稳定电场(2) 非均匀变化的磁场产生变化电场2、电磁场理论的核心之二：变化的电场产生磁场麦克斯韦假设:变化的电场就像导线中的电流一样,会在空间产生磁场,即变化的电场产生磁场◎理解: (1) 均匀变化的电场产生稳定磁场(2) 非均匀变化的电场产生变化磁场3、麦克斯韦电磁场理论的理解:恒定的电场不产生磁场恒定的磁场不产生电场均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场振荡电场产生同频率的振荡磁场振荡磁场产生同频率的振荡电场4、电磁场：如果在空间某区域中有周期性变化的电场,那么这个变化的电场就在它周围空间产生周期性变化的磁场;这个变化的磁场又在它周围空间产生新的周期性变化的电场,变化的电场和变化的磁场是相互联系着的,形成不可分割的统一体,这就是电磁场5、电磁波：电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波.6、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按正弦规律变化,二者相互垂直,均与波的传播方向垂直(2)电磁波可以在真空中传播,速度和光速相同. v=λ f(3) 电磁波具有波的特性7、赫兹的电火花：赫兹观察到了电磁波的反射,折射,干涉,偏振和衍射等现象.，他还测量出电磁波和光有相同的速度.这样赫兹证实了麦克斯韦关于光的电磁理论，赫兹在人类历史上首先捕捉到了电磁波。
二、电磁振荡1.LC回路振荡电流的产生：先给电容器充电，把能以电场能的形式储存在电容器中。
（1）闭合电路，电容器C通过电感线圈L开始放电。
由于线圈中产生的自感电动势的阻碍作用。
放电开始瞬时电路中电流为零，磁场能为零，极板上电荷量最大。
随后，电路中电流加大，磁场能加大，电场能减少,直到电容器C两端电压为零。
放电结束，电流达到最大、磁场能最多。
物理人教版选修3-4课堂探究 第十四章 1电磁波的发现 Word版含解析
课堂探究一、对麦克斯韦电磁场理论的理解1．电磁场的产生：如果在空间某处有周期性变化的电场，那么这个变化的电场就在它周围空间产生周期性变化的磁场，这个变化的磁场又在它周围空间产生变化的电场……变化的电场和变化的磁场是相互联系着的，形成不可分割的统一体，这就是电磁场。
2．麦克斯韦电磁场理论的要点(1)恒定的磁场不会产生电场，同样，恒定的电场也不会产生磁场。
(2)均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场，同样，均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场。
(3)振荡变化的磁场在周围空间产生同频率振荡的电场，同样，振荡变化的电场在周围空间产生同频率振荡的磁场。
电磁场是动态的，并且电场和磁场不可分割，磁感线、电场线都是闭合的曲线；静电场、静磁场是单独存在的，且电场线是非闭合曲线，静止的电场和磁场不是电磁场。
二、电磁波的特点有哪些？1．同一种电磁波在不同介质中传播时，频率不变(频率由波源决定)，波速、波长发生改变。
在介质中的速度都比真空中速度小，注意机械波在不同介质中速度不同，其传播速度由介质决定。
2．不同电磁波在同一介质中传播时，传播速度不同，频率越高波速越小，频率越低波速越大。
3．在真空中传播时，不同频率的电磁波的速度相同：v ＝c ，且c ＝λf, λ＝cf 。
4．因为电磁波是交变电磁场互相激发产生的，所以电磁波传播时不需要介质，可在真空中传播。
5．电磁波是横波，电场方向与磁场方向都跟传播方向垂直。
6．电磁波遇到其他物体时，能发生反射、折射等现象。
7．电磁波具有波的共性，能产生干涉、衍射等现象。
8．电磁波可以脱离“波源”独立存在。
电磁波发射出去后，产生电磁波的振荡电路停止振荡后，空间中的电磁波仍继续传播。
三、电磁波与机械波的比较我们熟悉的声波、水波，它们都是机械波。
电磁波和机械波一样都具有波的特性，可以发生反射、折射、干涉和衍射，都满足v＝λT，但电磁波是一种更特殊的波，它的电磁特性比机械波更复杂。
类型一麦克斯韦电磁场理论【例1】根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法中正确的是()。
(人教版)高中物理选修3-4(同步课件)第十四章 电磁波 14.1
第十四章 电磁波
学 基础导学
讲 要点例析
练 随堂演练
解析： 由麦克斯韦电磁场理论可知，空间某处有变化的电 场时，才会在其周围空间产生磁场，所以选项 A 错误．如果电场 的变化是均匀的，则产生的磁场是稳定的，B 选项错误，C 选项 错误．周期性变化的电场在其周围空间将产生同频率的周期性变 化磁场，D 选项正确．故选 D.
变化的磁场又在它周围空间产生新的周期性变化的电场……变 化的电场和变化的磁场相互联系，形成了不可分割的统一体，这
就是电磁场．
(2)电磁场与静电场、静磁场的比较：静电场和静磁场也可以 在某空间混合存在，但由静电场和静磁场混合的空间不属于电磁 场．电磁场是电场、磁场相互激发、相互耦连形成的统一体．
物理 选修3-4
A．波长越长，传播速度越大 B．频率越高，传播速度越快 C．发射能量越大，传播速度就越快 D．电磁波的传播速度与传播介质有关
物理 选修3-4
第十四章 电磁波
学 基础导学
讲 要点例析
练 随堂演练
解析： 在真空中传播，电磁波的速度相同．在介质中传播， v＝nc，传播速度与介质和波的频率有关．
答案： D
可以是
是
可以是
否
物理 选修3-4
第十四章 电磁波
学 基础导学
讲 要点例析
练 随堂演练
机械波
电磁波
干涉 满足干涉条件时均能发生干涉
现象 现象
衍射 满足衍射条件时均能发生明显
现象 衍射
物理 选修3-4
第十四章 电磁波
学 基础导学
讲 要点例析
练 随堂演练
电磁波是电磁现象，机械波是力学现象，两者都 具有波的特性如干涉、衍射等，但它们具有本质的不同，如机械 波的传播依赖于介质的存在，但电磁波的传播则不需要介质．
最新人教版高中物理选修3-4第十四章《电磁波》本概览
第十四章电磁波
本章概览
三维目标
掌握电磁振荡、电磁场和电磁波的概念以及电磁波的发射和接收等知识；知道电磁波和其他波一样都具有波的共性；提高学生分析事物共性和特性的能力.
通过对麦克斯韦电磁场理论的了解，认识电磁场在空间传播形成电磁波，学会用电磁波在真空中的传播速度公式v=λf解决有关问题.
通过对电磁波振荡原理的学习，认识电磁振荡在实际生活中的应用，学会用公式T=2πLC解一些关于电磁振荡的有关问题.
通过对电磁波谱的进一步认识和学习，知道日常生活中电磁波的应用，学会对生活中简单现象进行客观合理的解释，培养科学探究的精神.
知识网络。
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3. 阻尼振荡和无阻尼振荡
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知识像烛光，能照亮一个人，也能照亮无数的人。--培根 (1)无阻尼振荡:没有能量损耗的振荡。无阻尼振荡必是等幅振荡. (2)阻尼振荡:有能量损耗的振荡,若能量得不到补充,振幅会逐渐减小。 二、电磁振荡的周期和频率
1．电磁振荡的周期与频率 (1)周期：电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间，用“T”表示。 (2)频率：1 s 内完成周期性变化的次数，用“f”表示。 (3)周期和频率关系：T＝ 。
就是 LC 电路的振荡周期, =
,在一个周期内上述各量方向改变两次;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;电场能、磁场能也在做周期性变化,但是它们的变化周期是振荡
周期的一半,即 ' = =
。
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知识像烛光，能照亮一个人，也能照亮无数的人。--培根 三、LC 振荡电路各量变化的对应关系
知识像烛光，能照亮一个人，也能照亮无数的人。--培根
第十四章 电磁波
一、电磁场和电磁波
14.1 电磁波的发现
1．麦克斯韦电磁理论的两个基本假设
(1)变化的磁场能够在周围空间产生电场。 (2)变化的电场能够在周围空间产生磁场 注意：变化的磁场产生的电场,叫感应电场或涡流电场,它的电场线是闭合的;
静电荷周围产生的电场叫静电场,它的电场线由正电荷起到负电荷止,是不闭合的。 二、电磁波的产生机理
四、正确理解麦克斯韦的电磁场理论 1.电磁场与静电场、静磁场的比较 三者可以在某空间混合存在,但由静电场和静磁场混合的空间不属于电磁场。电
磁场是电场、磁场相互激发形成的统一体。 注意：
(1)变化的磁场周围产生电场,是一种普遍存在的现象,跟闭合电路是否存在无关； (2)有单独存在的静电场,也有单独存在的静磁场,但没有静止的电磁场。
真空
②电磁波是横波，在空间传播时任一位置上（或任一时刻）E、B、v 三矢量相互
垂直且 E 和 B 随时间做正弦规律变化。
③电磁波具有波的共性,能产生干涉、衍射等现象,电磁波与物质相互作用时,能发
生反射、吸收、折射等现象,电磁波也是传播能量的一种形式。
④相邻两个波峰(或波谷)之间的距离等于电磁波的波长,一个周期的时间,电磁
波传播一个波长的距离。
⑤电磁波的频率为电磁振荡的频率,由波源决定,与介质无关。
(3)电磁波的波速、波长与频率的关系: = ， = 。
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知识像烛光，能照亮一个人，也能照亮无数的人。--培根 注意：①同一种电磁波在不同介质中传播时,频率不变(频率由波源决定),波速、波 长发生改变,在介质中的速度为 = (n 为介质对电磁波的折射率),在介质中的速度 都比在真空中的速度小.②不同电磁波在同一种介质中传播时,传播速度不同,频率越 高波速越小,频率越低波速越大. 三、赫兹的电火花一发现了电磁波 1.赫兹实验 赫兹观察到:当感应圈的两个金属球间有火花跳过时,导线环两个小球间也跳过火 花。据此实验,赫兹在人类历史上首先捕捉到了电磁波。
1．电磁场
变化的电场和变化的磁场交替产生，形成不可分割的统一体，称为电磁场。
2．电磁波
(1)电磁波的产生：变化的电场和磁场交替产生而形成的电磁场是由近及远地传播
的，这种变化的电磁场在空间的传播称为电磁波。
(2)电磁波的特点：
①电磁波在空间传播不需要介质；在真空中，电磁波的传播速度与光速相同：
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即 v = c ＝ 3.0×10 m/s 光是一种电磁波
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知识像烛光，能照亮一个人，也能照亮无数的人。--培根
第十四章 电磁波
一、电场振荡的产生
14.2 电磁振荡
1．振荡电流和振荡电路
（1）振荡电流：大小和方向都做周期性变化的电流．
（2）振荡电路：能产生振荡电流的电路．
（3）LC 振荡电路：由线圈 L 和电容器 C 组成的电路是最简单的振荡电路，
振荡电路里发生无阻尼振荡时的周期和频率分别叫做固有周期、固有频率。 2．LC 的周期与频率
3.对“LC 电路”固有周期和固有频率的理解 (1)LC 电路的周期、频率都由电路本身的特性(L 和 C 的值)决定,与电容器极板上电
荷量的多少、极板间电压的高低、是否接入电路中等因素无关。 所以称为 LC 电路的 固有周期和固有频率.
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知识像烛光，能照亮一个人，也能照亮无数的人。--培根 2、电场和磁场的变化关系 (1)变化的磁场产生电场 ①均匀变化的磁场产生恒定的电场． ②非均匀变化的磁场产生变化的电场． ③周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场． (2)变化的电场产生磁场 ①均匀变化的电场产生恒定的磁场． ②非均匀变化的电场产生变化的磁场． ③周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场． 五、电磁波和机械波的比较
称为 LC 振荡电路，如图。 (4）LC 振荡电路的两种起振方式：
①电容器充电起振
如图，乙开关 S 先闭合到 1 位置,电容器充电,然后闭合到 2 位置,电路开始进行
电磁振荡。电容器的电荷量 q 随 t 按余弦规律变化,电路中的电流 i 随 t 按正弦规律
变化,图像分别如图甲、乙所示。
2.电磁振荡过程分析 LC 回路中电磁振荡规律可用下图表示.(图中 表示增加, 表示减少)。
2.赫兹的其他成果 赫兹观察到了电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象，测量证明了电磁
波在真空中具有与光相同的速度 c,证实了麦克斯韦关于光的电理论。 3.赫兹实验的意义 (1)意义: ①证实了麦克斯韦关于光的电磁理论; ②人类历史上首次捕捉到了电磁波。 (2)赫兹的实验为无线电技术的发展开拓了道路,后人把频率的单位定为赫兹
(2)使用周期公式时,一定要注意单位： T、L、C、f 的单位分别是秒(s)、亨利(H)、法拉(F)、赫兹(Hz)。
(3)电感 L 和电容 C 在 LC 振荡电路中既是能量的转换器,又长,故周期也越长。
(4)电路中的电流、线圈中的磁感应强度 B、电容器极板间的电场强度 E 的变化周期
LC 振荡电路充、放电过程的判断方法 (1)根据电流流向判断：当电流流向带正电的极板时，电容器的电荷量增加，磁 场能向电场能转化，处于充电过程；反之，当电流流出带正电的极板时，电荷量减 少，电场能向磁场能转化，处于放电过程。 (2)根据物理量的变化趋势判断：当电容器的带电量 q(电压 U、场强 E)增大或电 流 i (磁场 B) 减小时，处于充电过程；反之，处于放电过程。 (3)根据能量判断：电场能增加时充电，磁场能增加时放电。