高中物理(新人教版)必修第三册：电磁波的发现及应用【精品课件】

- 1 - 4.电磁波的发现及应用

1.(多选)根据麦克斯韦电磁场理论,下列说法正确的是( )

A.电场周围一定产生磁场,磁场周围一定产生电场

B.变化的电场周围一定产生磁场,变化的磁场周围一定产生电场

C.变化的电场周围一定产生变化的磁场

D.电磁波在真空中的传播速度为3.0×108 m/s

解析根据麦克斯韦的电磁场理论,只有变化的电场周围产生磁场,变化的磁场周围产生电场,但变化的电场周围不一定产生变化的磁场,如均匀变化的电场产生的是稳定的磁场。根据以上分析,选项B、D正确。

答案BD

2.关于电磁波传播速度表达式v=λf,下列说法正确的是 ( )

A.波长越长,传播速度越快

B.频率越高,传播速度越快

C.发射能量越大,传播速度越快

D.电磁波的传播速度与传播介质有关

解析在真空中传播时,各类电磁波的传播速度相同。在介质中传播时,传播速度与介质有关。

答案D

3.下列说法正确的是( )

A.在变化的电场周围一定产生变化的磁场

B.紫外线有显著的热效应

C.一切物体都在不停地发射红外线

D.X射线的穿透本领比γ射线更强

解析在均匀变化的电场周围一定产生稳定的磁场,故A错误;红外线有显著的热效应,故B错误;物体都能产生热辐射,热辐射的电磁波包括红外线,故C正确;X射线的穿透本领比γ射线弱,故D错误。

答案C

4.验钞机发出的光能使钞票上的荧光物质发光,电视机、空调的遥控器发出的光能控制电视机、空调的工作状态。对于它们发出的光,以下判断正确的是( )

A.它们发出的都是红外线

B.它们发出的都是紫外线

C.验钞机发出的是红外线,遥控器发出的是紫外线

D.验钞机发出的是紫外线,遥控器发出的是红外线

解析紫外线有较强的荧光作用,能使荧光物质发出荧光,故验钞机发出的是紫外线;红外线能很方便地遥控家用电器,故D正确。

答案D

5.(多选)关于电磁波谱,下列说法正确的是( )

A.X射线对生命物质有较强的作用,过量的X射线辐射会引起生物体的病变

1 第4节 电磁波的发现及应用

核心素养 物理观念 科学思维 科学探究

1.知道麦克斯韦电磁场理论，理解麦克斯韦电磁理论的两个要点。

2.了解电磁波的形成。掌握波长、频率和波速的关系。

3.了解电磁波的特点，知道电磁场的物质性。

4.知道电磁波与机械波的区别。 1.了解电磁波的发现对人类文明的影响，体会科学家研究物理问题的思维方法。

2.了解麦克斯韦电磁场理论在物理学发展史上的意义。

3.了解麦克斯韦和赫兹在物理学发展中的贡献。

4.通过实例认识电磁波谱，了解电磁波的组成，知道它们各自的特点及重要应用。 1.探究电磁波产生的条件。

2.电磁波的特性及应用。

知识点一 电磁场及电磁波

[观图助学]

电磁波在日常生活中的应用越来越多，思考电磁波是怎样形成的？

1.麦克斯韦的电磁场理论

(1)变化的磁场产生电场

麦克斯韦认为，磁场随时间变化快，产生的电场强；磁场随时间的变化不均匀时，产生变化的电场；稳定的磁场周围不产生电场。

(2)变化的电场产生磁场

麦克斯韦认为，若电场随时间变化快，则产生的磁场强；若电场随时间的变化不均匀，则会产生变化的磁场。稳定的电场周围不产生磁场。

2.电磁场

如果在空间某区域有周期性变化的电场，那么这个变化的电场在它周围空间产生周期性变化 2 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…变化的电场和磁场相互联系，形成了不可分割的统一体，这就是电磁场。

3.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。麦克斯韦预言电磁波的速度等于光速。

[思考判断]

(1)在电场周围，一定存在着和它联系着的磁场。(×)

(2)在变化的磁场周围一定会产生变化的电场。(×)

(3)恒定电流周围产生磁场，磁场又产生电场。(×)

(4)麦克斯韦预言并验证了电磁波的存在。(×)

知识点二 电磁波谱、电磁波的能量及电磁波通信

1 4 电磁波的发现及应用

1.了解麦克斯韦电磁场理论，知道电磁场的概念.

2.知道电磁波的特点，掌握电磁波波长、频率、波速之间的关系.

3.知道电磁波谱中各种电磁波的排列顺序，了解各种电磁波的应用，了解电磁波的能量．一、电磁场与电磁波

1．麦克斯韦电磁场理论

(1)变化的磁场产生电场

①在变化的磁场中放一个闭合的电路，由于穿过电路的磁通量发生变化，电路中会产生感应电流．这个现象的实质是变化的磁场在空间产生了电场．

①即使在变化的磁场中没有闭合电路，也同样要在空间产生电场．

(2)变化的电场产生磁场

变化的电场也相当于一种电流，也在空间产生磁场，即变化的电场在空间产生磁场．

2．电磁场：变化的电场和变化的磁场所形成的不可分割的统一体．

3．电磁波

(1)电磁波的产生：周期性变化的电场和周期性变化的磁场交替产生，由近及远向周围传播，形成电磁波．

(2)电磁波的特点

①电磁波可以在真空中传播．

①电磁波的传播速度等于光速．

①光在本质上是一种电磁波．即光是以波动形式传播的一种电磁振动．

(3)电磁波的波速

①波速、波长、频率三者之间的关系：波速＝波长×频率．

电磁波的波速c与波长λ、频率f的关系是c＝λf.

①电磁波在真空中的传播速度c＝3×108 m/s.

二、电磁波谱与电磁波的能量

1．电磁波谱

(1)概念：按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫作电磁波谱．

(2)各种电磁波按波长由大到小排列顺序为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线．

(3)各种电磁波的特性

2 ①无线电波：用于广播、卫星通信、电视等信号的传输．

①红外线：用于加热理疗等．

①可见光：照亮自然界，也可用于通信．

①紫外线：用于灭菌消毒．

①X射线和γ射线：用于诊断病情、摧毁病变的细胞．

2．电磁波的能量

(1)光是一种电磁波，光具有能量．

(2)电磁波具有能量，电磁波是一种物质．一、麦克斯韦电磁场理论

第4节 电磁波的发现及应用

学习目标

1.了解麦克斯韦电磁场理论的主要观点,知道电磁波的概念及通过电磁波体会电磁场的物质性。

2.认识电磁波谱。

3.了解电磁波谱中各波段的波的特征及它们在科技、经济、社会发展中的作用。

4.知道电磁波是一种物质,具有能量。

自主预习

一、电磁场

1.麦克斯韦电磁场理论的两个基本观点:

;

。

2.变化的电场和磁场总是相互联系的,形成一个不可分割的统一的 。

二、电磁波

1.变化的电场和变化的磁场交替产生,由近及远地向周围传播,形成 。

2.1886年 通过实验捕捉到了电磁波,证实了麦克斯韦的电磁场理论。

三、电磁波谱

1.波速、波长、频率三者之间的关系: 。

2.电磁波在真空中的传播速度: 。

3.电磁波谱:按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列起来,就是电磁波谱。

4.电磁波谱按波长由长到短依次为 、 、 、 、 、 。

四、电磁波的能量和电磁波通信

1.电磁场不仅仅是一种描述方式,而且是真正的 存在。

2.微波炉可以加热食物,说明电磁波具有 ;用收音机能够听到播音员的声音,是因为电台发射的电磁波在收音机的天线里感应出了电流,有电流就有能量。各种各样的仪器,能够探测到各种电磁波。所有这些都表明电磁波具有能量,电磁波是一种物质。

3.人们可以通过接入互联网的手机看电影、聊天、购物、查阅资料、视频通话。这些信息都是通过电磁波来传递的。电磁波携带的信息,既可以有线传播,也可以 传播。

课堂探究

[新课导入]电磁波为信息的传递插上了翅膀。广播、电视、移动通信等通信方式,使古代人“顺风耳、千里眼”的梦想变成了现实。那么,电磁波是谁发现的?他又是怎样发现的呢?

对麦克斯韦电磁场理论的理解

[情境设问]通过上节课学习的法拉第电磁感应定律,我们知道在变化的磁场中放入一个闭合电路,电路里会产生感应电流。对此现象麦克斯韦认为,一定是变化的磁场在线圈中产生电场,而正是这种电场(涡旋电场)在线圈中驱使了自由电子做定向的移动,引起了感应电流。