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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。
电磁振荡 c
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。
电磁波的发射和接收 b
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
电磁波与信息化社会 a 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
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
波
共性4、电磁波可以脱离“波源”独立存在
振荡电流的产生
电
电 磁 定义
磁 振
1
波 荡 电磁振荡的周期和频率 T=2π√LC;f=
2π√LC
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.
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.
相
时间和空间的相对性：
对
“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
论
简
相对论速度的变换公式
介
狭义相对
论的其他 相对论质量
结论
质能方程
广义相对论原理
广义相对论
简介
等效原理
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
E E
1.用图象对应分析：振荡过程中电流i、极板上的电荷量q、电场能 E和磁场能 B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
T T 3T T
时刻t 0
4 2 4 4
电荷量q 最多 0 最多 0 最多
E
最大 0 最大 0 最大
电场能 E
电流i 0 正向最大 0 反向最大 0
E
0 最大 0 最大 0
磁场能 B
3.LC回路中物理量的变化周期
①LC回路中的电流i、线圈中的磁感应强度B、电容器极板间的电场强度E的变化周期就是 LC
T=2π√LC
回路的振荡周期 ，在一个周期内上述各量方向改变两次．
T=2π√LC
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T'
是振荡周期
T
T' = =π √LC
T 的一半，即 2 .
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c=3×108m/s
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v等于波长
λ f v=λf
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V
D2
X射线 阴极射线射到固体表面 穿透能力强 人体透视、金属探伤
三、相对论简介*
一、对麦克斯韦电磁场理论的理解
二、对电磁波的理解
1.电磁波是横波.电磁波的电场、磁场、传播方向两两垂直,如图所示.
2.电磁波与机械波的比较
名称
电磁波 机械波
项目
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
传播介质 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)
波的种类 横波 既有横波也有纵波
由介质和频率决定，在真空中等于光
速度特点 仅由介质决定
速(c＝3×108 m/s)
能量 都能携带能量并传播能量
速度公式 v＝λf
遵循规律 都能发生反射、折射、干涉、衍射等现象
技巧点拨：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、明显的衍
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,但它们产生的机理不同.
