電磁波的發(fā)現(xiàn)及應用【典例精析+知識精講】 高二物理備課精研課件 （2019人教版必修第三冊）

13.4電磁波的發(fā)現(xiàn)及應用第十三章電磁感應與電磁波初步電磁波為信息的傳遞插上了翅膀。廣播、電視、移動通信等通信方式，使古代人“順風耳、千里眼”的夢想變成了現(xiàn)實。那么，電磁波是怎樣發(fā)現(xiàn)的呢？一、電磁場科學家們發(fā)現(xiàn)電磁波的歷程麥克斯韋奧斯特安培法拉第奧斯特首先發(fā)現(xiàn)了電流的周圍有磁場安培進一步做了很多有關電和磁的的研究工作法拉第發(fā)現(xiàn)了磁生電的方法，并首先提出了力線和場的概念英國物理學家麥克斯韋系統(tǒng)地總結了庫侖、安培、奧斯特、法拉第等人對電磁規(guī)律的研究成果，再加上他本人的創(chuàng)造性工作，最終建立了經典電磁場理論。一、電磁場變化的磁場產生電場在變化的磁場中放一個閉合電路，由于穿過電路的磁通量發(fā)生變化，電路里會產生感應電流。電磁感應現(xiàn)象的實質沒有閉合電路，也同樣要在空間產生電場。自由電荷要定向移動形成電流，就必須有電場。一、電磁場變化的電場產生磁場麥克斯韋確信自然規(guī)律的統(tǒng)一性與和諧性，相信電場與磁場的對稱之美。他大膽地假設∶變化的電場就像導線中的電流一樣，會在空間產生磁場，即變化的電場產生磁場。根據(jù)麥克斯韋理論，在給電容器充電的時候，不僅導體中的電流要產生磁場。而且在電容器兩極板間變化著的電場周圍也要產生磁場。一、電磁場變化的電場和磁場總是相互聯(lián)系的，形成一個不可分割的統(tǒng)一場。稱為電磁場。電磁場電磁場非常特殊，既不是電場也不是磁場，更不是電場和磁場的疊加，而是電場和磁場相互依賴，形成不可分割的整體。(1)變化的磁場產生電場(2)變化的電場產生磁場二、電磁波偉大的預言——電磁波電場E磁場B電場E電場E磁場B電場E（1）空間可能存在變化的電磁場變化的電場變化的磁場變化的電場新的電場和磁場產生（2）變化的電磁場向外傳播，就形成了電磁波變化的電場和變化的磁場交替產生，由近及遠地向周圍傳播。產生產生產生二、電磁波電磁波的傳播空氣、水，是聲波和水波傳播的介質。電磁波可以在真空中傳播，不需要介質。電磁波的傳播速度→等于光速光是以波動形式傳播的一種電磁振動——光是一種電磁波。捕捉電磁波如圖，高壓發(fā)生器G上安裝兩根長約1m、帶有放電電極的銅管A、B，兩極的間隙約0.5cm，銅管構成發(fā)射天線。絕緣架上固定同樣的兩根銅管C、D作為接收天線，兩管成一直線，中間連接一個電流表。閉合高壓發(fā)生器G的電源，在兩個電極間產生放電火花。讓接收天線與發(fā)射天線平行，改變兩個天線的距離，觀察電流表示數(shù)的變化。三、電磁波譜波的特性波長波峰波峰波谷波谷在1s內有多少次波峰（或波谷）通過，波的頻率就是多少。描述波傳播快慢的物理量叫作波速。三、電磁波譜電磁波的傳播規(guī)律：c=λf真空中：c=3×108m/s波速:c波長:λ頻率:f電磁波真空中：波長越大，頻率越小!三、電磁波譜電磁波譜按電磁波的波長或頻率大小的順序把它們排列起來。①可見光只是電磁波中的一小部分②不同的電磁波由于具有不同的頻率，才具有不同的特性。三、電磁波譜電磁波譜四、電磁波的能量電磁波的能量微波爐無線充電1.電磁波具有能量。2.電磁波是一種場物質。中國天眼FAST廣播信號五、電磁波通信一、電磁波的發(fā)現(xiàn)過程“磁生電”赫茲檢測到了電磁波，測出電磁波波速等于光速。麥克斯韋猜想與假設：1.變化的磁場產生電場“電生磁”2.變化的電場產生磁場麥克斯韋預言了電磁波的存在預言光是一種電磁波二、電磁波譜及其應用通過對電磁波譜的學習，我們了解了電磁波的主要特征及其物質性和其在科技、經濟和社會信息化等方面的主要應用?！纠}1】(多選)下列關于電磁波的敘述中，正確的是(

)A．電磁波是電磁場由發(fā)生區(qū)域向遠處的傳播B．電磁波在任何介質中的傳播速度均為3×108m/sC．電磁波在真空中能傳播D．電磁波具有波的一切特征解析：ACD電磁波是交替產生呈周期性變化的電磁場由發(fā)生區(qū)域向遠處傳播而產生，故A正確；電磁波只有在真空中傳播時，其速度為3×108m/s，故B錯誤；電磁波能在真空中傳播，故C正確；電磁波是一種波，具有波的一切特性，故D正確．解析：【例題2】一個雷達向遠處發(fā)射無線電波，每次發(fā)射的時間為1μs，兩次發(fā)射的時間間隔為100μs，在顯示器的熒光屏上呈現(xiàn)出的尖形波如圖所示，已知圖中刻度ab＝bc，則障礙物與雷達之間的距離是多大？

【例題3】

(多選)不能發(fā)射電磁波的電場是(

)解析：ABC由麥克斯韋電磁場理論，當空間出現(xiàn)恒定的電場時(如A圖)，由于它不激發(fā)磁場，故無電磁波產生；當出現(xiàn)均勻變化的電場(如B圖、C圖時)，會激發(fā)出磁場，但磁場恒定，不會在較遠處激發(fā)出電場，故也不會產生電磁波；只有周期性變化的電場(如D圖)，才會激發(fā)出周期性變化的磁場，它又激發(fā)出周期性變化的電場……如此不斷激發(fā)，便會形成電磁波．1、(多選)根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，下列說法正確的是(

)A．電場一定能產生磁場，磁場也一定能產生電場B．變化的電場一定產生磁場C．穩(wěn)定的電場也可以產生磁場D．變化的磁場一定產生電場根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，變化的電場和變化的磁場相互聯(lián)系在一起，形成一個統(tǒng)一的、不可分割的電磁場．變化的電場一定產生磁場，穩(wěn)定的電場不產生磁場，故A、C錯誤，B正確．同理知D正確．BD1、中央廣播電臺發(fā)射“中波”段某套節(jié)目的信號、家用微波爐中的微波、VCD機中的激光(可見光)、人體透視用的X光，這些都是電磁波，它們的頻率分別為f1、f2、f3、f4，則由c＝λf可以判斷正確的是(

)A．f1＞f2＞f3＞f4

B．f1＜f2＜f3＞f4C．f1＜f2＜f3＜f4

D．f1＞f2＞f3＜f4查找資料知道這些波的波長由大到小，由c＝λf可得他們的頻率f由小到大，故C正確．C3、關于生活中遇到的各種波，下列說法正確的是（）A.電磁波可以傳遞信息，聲波不能傳遞信息B.手機通話時涉及的波既有電磁波又有聲波C.太