电磁波相对论简介
【沪科版】2013年高考物理二轮复习课件：13-3电磁波 相对论简介
类型二
狭义相对论的简单应用 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，人观测的光 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，人观测的光 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，人观测的光 速又是多少？
红外 线
1011～ 1015
10－3～ 10－7
热效应
红外线 遥感
可见光
1015
10－7
引起视觉 化学效应、 荧光效应、 能杀菌
照明、摄影
紫外线
1015～1017
10－7～
10－9 10－8～ 10－11 ＜10－11
医用消毒、防伪
X射线
1016～1019
贯穿性强 贯穿本领
最强
检查、医用透视 工业探伤、医用治
Hale Waihona Puke 化”、“均匀变化”、“周期性变化”这几种说法的不同．
【解析】 根据麦克斯韦的电磁场理论可知选项 A 错，若电场或 磁场的变化是均匀的，则不能形成电磁波，只能形成稳定的磁场或电 场，B 项正确． 若电场的变化是非均匀的，则可形成电磁场，由电磁场的定义可 知 C 正确． 英国物理学家麦克斯韦从理论上预见了电磁波的存在，并指出电 磁波的特点．例如：电磁波的传播不需要介质，它在真空中的速度等 于光速，电磁波是横波等，进而说明光是电磁波家庭中的一员，二十 多年后德国物理学家赫兹用实验验证了电磁波的存在，所以 D 正确． 【答案】 BCD
v2 1－ c
(2)物体运动时的质量 m 总要大于静止时的质量 m0. 【特别提醒】 回旋加速器中被加速的粒子，在速度增大后质
量增大，因此做圆周运动的周期变大，它的运动与加在 D 形盒上的 交变电压不再同步，回旋加速器粒子的能量受到了限制．
高中物理：第14章电磁波相对论简介
第14章电磁波相对论简介版块一知识点1变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场'电磁波的产生、发射、接收及其传播Ⅰ1.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）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。
6．电磁波的传播（1）三种传播方式：天波、地波、空间波。
（2）电磁波的波速：真空中电磁波的波速与光速相同，c＝3.0×108 m/s。
7．电磁波的接收（1）当接收电路的固有频率跟接收到的无线电波的频率相等时，激起的振荡电流最强，这就是电谐振现象。
（2）使接收电路产生电谐振的过程叫作调谐，能够调谐的接收电路叫作调谐电路。
（3）从经过调制的高频振荡中“检”出调制信号的过程叫作检波，检波是调制的逆过程，也叫作解调。
8．电磁波的应用电视和雷达。
知识点2电磁波谱Ⅰ1.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。
最强医用治疗知识点3狭义相对论的基本假设质速关系、质能关系' 相对论质能关系式Ⅰ1.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 01－⎝ ⎛⎭⎪⎫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。
第十三章 光学 电磁波 相对论13-1(新课标复习资料)
易 错 易 混 分 析
选修3-4
第十三章
光学 电磁波 相对论
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基 础 知 识 梳 理
高三物理
②当光射到两种介质的界面上时，往往同时发生光 的折射和反射现象，但在全反射现象中，只发生反射， 不发生折射．当折射角等于90° 时，实际上就已经没有折 射光了． ③全反射现象可以从能量的角度去理解：当光由光 密介质射向光疏介质时，在入射角逐渐增大的过程中， 反射光的能量逐渐增强，折射光的能量逐渐减弱，当入 射角等于临界角时，折射光的能量已经减弱为零，这时 就发生了全反射．
限 时 规 范 特 训 随 堂 针 对 训 练
考 技 案 例 导 析
易 错 易 混 分 析
同，但频率不变．
选修3-4
第十三章
光学 电磁波 相对论
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基 础 知 识 梳 理
高三物理
例1
[2010· 江苏物理卷]如图所示，一束激光从O点
随 堂 针 对 训 练
由空气射入厚度均匀的介质，经下表面反射后，从上表 面的A点射出．已知入射角为θ1，A与O相距l，介质的折
限 时 规 范 特 训
易 错 易 混 分 析
选修3-4
第十三章
光学 电磁波 相对论
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基 础 知 识 梳 理
高三物理
3．平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体对光路的控制 类别 项目 结构 平行玻璃砖 三棱镜 圆柱体(球)
随 堂 针 对 训 练
考 技 案 例 导 析
玻璃砖上下表 横截面为三角 面是平行的 形的三棱镜
选修3-4
第十三章
光学 电磁波 相对论
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高三物理
第1单元 功和功率
选修3-4
高考物理一轮复习第14章光电磁波相对论简介第1讲光的折射全反射课件
答案
解析 作出入射点和出射点的法线，如图所示，由几何关系有
r1＝θ＋α r2＝r3 r4＝β α＋β＝r2＋r3 又 n＝ssiinnrr21＝ssiinnrr43 r1＝60° 得 r4＝60°，β＝60° α＝r1－θ＝30° 由 α＋β＝r2＋r3 得：r2＝r3＝45°
即 n＝ssiinn6405°°＝ 26，v＝nc＝ 6×108 m/s。
解析
考点 2 全反射现象的理解和应用
1.发生全反射的条件 (1)光必须从光密介质进入光疏介质； (2)入射角必须大于或等于临界角。 2．全反射的理解 (1)如果光从光疏介质进入光密介质，则无论入射角多大，都不会发生 全反射现象。 (2)光的全反射遵循光的反射定律，光路是可逆的。
(1)玻璃球冠的折射率； (2)该光线在玻璃球冠中的传播时间(不考虑光线在玻璃球冠中的多次 反射)。
(1)要求玻璃球冠的折射率，需________________。 提示：先画光路图，再利用几何关系找出入射角和折射角
(2)要想求光线在玻璃球冠中的传播时间需要先求________________。 提示：传播距离和传播速度
1.对折射率的理解 (1)公式 n＝ssiinnθθ12中，光不论是从真空射入介质，还是从介质射入真空， θ1 都是指真空中的光线与法线间的夹角，θ2 都是指介质中的光线与法线间 的夹角。 (2)折射率大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在介质中 传播速度的大小，v＝nc。 (3)折射率由介质本身的性质和入射光的频率共同决定，与入射角的大 小无关。
解得 n＝ 3。
(2)由几何关系可得，在 N 点反射后的光线过 O 点垂直 BM 从球冠的 Q
点射出
该光线在球冠中的传播距离 s＝R＋cosR30°＋Rtan30°
相对论知识：相对论与电磁学——如何理解电磁波的性质
相对论知识：相对论与电磁学——如何理解电磁波的性质相对论与电磁学——如何理解电磁波的性质随着科技的发展，电子通信在我们的生活中起着越来越重要的作用。
在电子通信中，我们经常使用的是电磁波。
电磁波的存在和性质是电磁学的重要研究内容之一。
而相对论也为我们理解电磁波的性质提供了重要的基础。
在本文中，我们将探讨相对论与电磁学之间的联系，以及如何理解电磁波的性质。
1.相对论与电磁学的关系相对论是物理学中的一大分支，它主要研究的是质量、能量、时间和空间的相互关系。
在相对论中，爱因斯坦提出了“相对性原理”和“光速不变原理”，这为我们理解电磁波的性质提供了基础。
在爱因斯坦的相对性原理中，他指出物体的运动状态是相对的，不同的惯性系之间没有绝对的区别。
结合电磁学领域的研究，我们知道，电磁波具有两种性质：一是电场，它的存在还可以引起电荷的位移；二是磁场，它可以通过变化的电磁场和电流产生。
而这两种性质是相互关联的，也就是说，电场和磁场是相互转换的。
相对性原理的提出，让我们可以从不同的惯性系中观测到不同的电磁波状态，例如光速或波长、能量、频率等等。
在光速不变原理中，爱因斯坦指出，在任何物体中，光的速度是相同的，无论观测光速的相对位置如何。
由此，我们可以推知，电磁波的速度是不受观测平台运动状态影响的。
这也意味着，我们可以根据一系列电磁波研究结果来了解不同位置的物理属性。
总之，相对论和电磁学之间的联系十分密切，它们之间的联系是互相影响的。
相对论和电磁学的理论不仅为我们解释电磁波的性质提供了基础，而且也使得我们可以更加深入地研究和了解宇宙和自然界。
2.理解电磁波的性质电磁波是一种由垂直于导线运动的电子或电荷摆动而产生的电场和磁场的相互嵌套的波。
根据能量、频率和波长的不同，我们可以将电磁波分为不同的类型，例如：射频、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、伽马射线等。
电磁波的性质有很多，其中最重要的是传播速度、波长、频率、能量和极化状态等。
2014年物理《复习方略》(通用版)课时提升作业选修3-4 第3章电磁波 相对论简介
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课时提能演练1.对相对论的基本认识，下列说法正确的是( )A.相对论认为：真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的B.爱因斯坦通过质能方程阐明了质量就是能量C.在高速运动的飞船中的宇航员会发现飞船中的钟走得比地球上的慢D.我们发现竖直向上高速运动的球在水平方向上变扁了2.一根长10 m的梭镖以相对论速度穿过一根10 m长的管子，它们的长度都是在静止状态下测量的。
以下关于梭镖穿过管子的描述正确的是( )A.梭镖收缩变短，因此在某些位置上，管子能完全遮住它B.管子收缩变短，因此在某些位置上，梭镖从管子的两端伸出来C.两者都收缩，且收缩量相等，因此在某个位置，管子恰好遮住梭镖D.所有这些都与观察者的运动情况有关3.(2013·扬州模拟)目前雷达发出的电磁波频率多在200 MHz～1 000 MHz 的范围内，下列关于雷达和电磁波的说法正确的是( )A.真空中，上述频率范围的电磁波的波长在30～150 m之间B.电磁波是由均匀变化的电场或磁场产生的C.波长越短的电磁波，越容易绕过障碍物，便于远距离传播D.测出电磁波从发射到接收的时间，就可以确定障碍物的位置4.关于电磁波谱，下列说法正确的是( )A.电磁波中最容易表现出干涉、衍射现象的是无线电波B.紫外线的频率比可见光低，长时间照射可以促进钙的吸收，改善身体健康C.X射线和γ射线的波长比较短，穿透力比较强D.红外线的显著作用是热作用，温度较低的物体不能辐射红外线5.(2011·江苏高考)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6.(2010·上海高考)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7.惯性系S中有一边长为l的正方形(如图所示)，从相对S系沿x方向以接近光速匀速飞行的飞行器上测得该正方形的图像是( )8.(1)某火箭在地面上的长度为L0，发射后它在地面附近高速(约0.3c)飞过，关于地面上的人和火箭中的人观察到的现象，以下说法正确的是( )A.下方地面上的人观察到火箭上的时间进程变快了B.下方地面上的人观察到火箭变短了C.火箭上的人观察到火箭变短了D.火箭上的人看到下方地面上的所有物体都变短了(2)在一飞船上测得飞船的长度为100 m，高度为10 m。
高考物理总复习第十三章 第3讲 电磁波、相对论
2013-11-27
有志者事竟成
25
高考复习· 物理
错误；电磁波发生衍射现象时，不再沿直线传播，波发生明 显衍射现象的条件是：障碍物或孔的尺寸大小跟电磁波的波 长差不多或比波长还要小，D项错误．
有志者事竟成
24
高考复习· 物理
[思路分析] 理解麦克斯韦电磁理论的要点和电磁波的 传播． [解析] 如果电场(或磁场)是均匀变化的，产生的磁场 (或电场)是恒定的，不能再产生新的电场(或磁场)，因而不 能产生电磁波，A项正确，C项错误；电磁波的传播速度跟 介质有关，频率由波源决定，同一频率的电磁波在不同介质 里波长不等，由v＝λf知不同介质中波的传播速度不同，B项
2013-11-27
有志者事竟成
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高考复习· 物理
解析
狭义相对论的两个基本假设：一是在不同的惯性
参考系中，一切物理规律都是相同的；二是真空中的光速在 不同的惯性参考系中都是相同的，即光速不变原理．由此可 知A项属于狭义相对论基本假设，故A项正确，B、C、D项 错误．
答案 A
2013-11-27
有志者事竟成
2013-11-27
有志者事竟成
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高考复习· 物理
典 例 剖 析
题型一 对电磁场和电磁波的理解
【例1】
下列关于电磁波的说法正确的是(
)
A．均匀变化的磁场能够在空间产生电场 B．电磁波在真空和介质中传播速度相同 C．只要有电场和磁场，就能产生电磁波 D．电磁波在同种介质中只能沿直线传播
2013-11-27
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高考复习· 物理
题型归类•深度剖析
2013-11-27
有志者事竟成
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高考复习· 物理
2015物理新一轮章末小结与专题选3.4.3第三章电磁波相对论简介
A．两极板间的电压和场强都将逐渐减小 B．两极板间的电压不变，场强逐渐减小 C．两极板间将产生顺时针方向的磁场 D．两极板间将产生逆时针方向的磁场
由于极板和电源保持连接，因此两极板间电压不 U 变．两极板间距离增大，因此场强 E＝ 将减小．由于电容器 d 所带电荷量 Q＝UC，d 增大时，电容 C 减小，因此电容器所 带电荷量减小，即电容器放电．放电电流方向为逆时针．在导 线周围的磁场方向为逆时针方向， 因此在两极板间的磁场方向 也是逆时针方向．选 B、D. 答案 BD
章末小结与专题
专题 电磁场和电磁波 1． 变化的电场周围产生磁场， 变化的磁场周围产生电场， 变化的电场和变化的磁场总是相互联系的形成一个不可分离 的统一的场， 这就是电磁场， 电磁场由近及远的向周围空间传 播就形成一个不可分离的统一的场， 这就形成电磁波． 要有效 地发射电磁波，必须是开放电路并且频率足够大．
λ 2．电磁波的波长、波速和频率的关系为 v＝ ＝λf.在真空 T 中电磁波的传播速度跟光速相同，即 c＝3.0×108 m/s.电磁波 的频率由振荡电路的频率决定，从真空进入介质中速度会变 小，频率不变，波长变短．
Байду номын сангаас
例 1.如图所示， 平行板电容器和电池组相连． 用绝缘工具 将电容器两板间的距离逐渐增大的过程中， 关于电容器两极板 间的电场和磁场，下列说法中正确的是( )
解析
上海卷]电磁波与机械波具有共同性质是( 例 2.[2013· A．都是横波 B．都能传输能量 C．都能在真空中传播 D．都具有恒定的波速
)
解析 电磁波是横波， 而机械波可能是横波， 也可能是纵 波，A 项错误；所有波都能传递能量，B 项正确；机械波不能 在真空中传播，C 项错误；在不同的介质中，波的速度要发生 变化，D 项错误． 答案 B
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2．无线电波的接收 无线电波的接收过程是：调谐电路利用电谐振的原理接 收所需的电磁波，再通过检波器检波得到电磁波所携带的信 号． (1)当接收电路的固有频率跟接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，这种现象叫电谐振． (2)使接收电路产生电谐振的过程叫调谐． (3)从接收到的高频信号中“检出”所携带信号的过程叫 检波，也叫解调，它是调制的逆过程．
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4．电磁波与物质相互作用时，能发生反射、吸收、折射 等现象．
5．电磁波具有波的共性，能产生干涉、衍射等现象． 6．电磁波向外传播的是电磁能．
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7．电磁波与机械波的区别
名称 项目
机械波和空间做 化的物理量 周期性变化
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——要点深化—— 1．变化的磁场能够在周围空间产生电场(这种电场叫感 应电场或涡旋电场，与由电荷激发的静电场不同．它的电场线 是闭合的，它的存在与空间有无导体或闭合电路无关)，变化 的电场能够在周围空间产生磁场． 2．均匀变化的磁场产生稳定的电场，均匀变化的电场产 生稳定的磁场．这里的“均匀变化”指的是相等时间内磁感应 强度(或电场强度)的变化量相等，或者说磁感应强度(或电场强 度)对时间的变化率为一定值．
要求
Ⅰ
Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ
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命题导向 电磁振荡和电磁波的内容在高考中重点考查LC振荡电路 的振荡过程及其规律，考查方式是采取论证和计算较少而概念 叙述较多． 电磁波的发射、接收及相对论部分单独出题的概率不 大．
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复习策略 电磁振荡和电磁波的重点和难点是：LC振荡回路产生的 电磁振荡，核心内容是麦克斯韦电磁场理论． 对相对论简介要认真看书阅读了解．
4．雷达的基本原理 雷达是利用电磁波来判定物体位置的电子设备．雷达向 某一方向发射电磁波时，在显示器的荧光屏上呈现发射的尖形 波，无线电波遇到障碍物反射回来，被雷达接收，在显示器的 荧光屏上出现第二个尖形波，根据两个尖形波的距离，可得到 障碍物到雷达站的距离，再根据发射电磁波的方向和仰角，便 可判定障碍物的位置．利用多普勒效应还可以测量移动物体的 速度．雷达是利用电磁波谱的微波段工作的．
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3．电视的基本原理 在电视发射端，由摄像管摄取景物并将景物反射的光转 变为电信号的过程就是摄像，这个过程由摄像管完成．在电视 接收端，由电视接收机的显像管把电信号还原成景物的像，这 一过程中要进行调谐、检波等过程．电视信号的传播主要是通 过直线传播．
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传播
传播需要媒介，波速 与媒质有关，与频率 无关，分横波和纵波 两种
产生
由质点(波源)的振动 产生
电磁波
研究电磁现象
电场E和磁感应强度B随时 间和空间做周期性变化
传播无需媒质，在真空中 波速总是c，在媒质中传播 时，波速与媒质及频率都 有关系．横波
由周期性变化的电流(电磁 振荡)激发
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课时1 电磁波
课前自主学习
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梳理知识 突破难点
——知识回顾—— 1．麦克斯韦电磁场理论 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．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．
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第十四章 电磁波 相对论简介
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课前自主学习 课堂讲练互动 随堂巩固训练
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考纲展示
内容 变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，电磁 波及其传播 电磁波的产生、发射和接收 电磁波谱 狭义相对论的基本假设 质速关系、质能关系 相对论质能关系式
答案：BD
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——知识回顾—— 1．定义：交替产生的振荡电场和振荡磁场向周围空间的 传播形成电磁波． 2．电磁波是横波． 3．它在真空中传播速度等于光速c＝3.0×108_m/s. 4．波速v、波长λ与频率f的关系：v＝λf.
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——知识回顾—— 1．无线电波的发射 (1)发射电磁波的条件 第一，要有足够高的频率；第二，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)发射电磁波是利用它传递某种信号，因此必须进行调 制．所谓调制，就是把要传播的信号加在电磁波上的过程，有 调幅和调频两种方式．
——基础自测—— 电磁波与机械波相比较有( ) A．电磁波传播不需要介质，机械波传播需要介质 B．电磁波在任何介质中的传播速率都相同，机械波在同 一介质中的传播速率都相同 C．电磁波与机械波都不能产生干涉现象 D．电磁波与机械波都能产生衍射现象 解析：根据机械波和电磁波的产生条件、传播可知A正 确，B不对．两种波都具有波的特性，C错，D正确． 答案：AD
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3．不均匀变化的磁场产生变化的电场，不均匀变化的电 场产生变化的磁场．
4．振荡的(即周期性变化的)磁场产生同频率的振荡电场， 振荡的电场产生同频率的振荡磁场．
5．变化的磁场产生的电场方向可以利用楞次定律来确 定．
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——基础自测—— 关于电磁场的理论，下面说法正确的是( ) A．变化的电场周围产生的磁场一定是变化的 B．变化的电场周围产生的磁场不一定是变化的 C．均匀变化的磁场周围产生的电场也是均匀变化的 D．振荡电场周围产生的磁场也是振荡的 解析：变化的电场产生磁场：有两层含义．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； 振荡的电场产生同频率的振荡的磁场．变化的磁场产生电场， 同上面两层含义，故B、D正确，A、C错．