電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用 課件 【知識(shí)精講+高效課堂 】 高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊(cè)

電磁波為信息的傳遞插上了翅膀。廣播、電視、移動(dòng)通信等通信方式，使古代人“順風(fēng)耳、千里眼”的夢(mèng)想變成了現(xiàn)實(shí)。那么，電磁波是怎樣發(fā)現(xiàn)的呢？13.4電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用電視塔移動(dòng)通信基站一、電磁場(chǎng)科學(xué)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(chǎng)安培進(jìn)一步做了很多有關(guān)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(chǎng)的概念

麥克斯韋是繼法拉第之后，依據(jù)庫(kù)侖、高斯、歐姆、安培、畢奧、薩伐爾、法拉第等前人的一系列發(fā)現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)成果，建立了第一個(gè)完整的電磁理論體系，不僅科學(xué)地預(yù)言了電磁波的存在，而且揭示了光、電、磁現(xiàn)象的本質(zhì)的統(tǒng)一性，完成了物理學(xué)的又一次大綜合。這一理論自然科學(xué)的成果，奠定了現(xiàn)代的電力工業(yè)、電子工業(yè)和無(wú)線電工業(yè)的基礎(chǔ)。麥克斯韋（J.C.Maxwell,1831—1879)英國(guó)物理學(xué)家。一、（麥克斯韋）電磁場(chǎng)

麥克斯韋：觀點(diǎn)1：變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)在變化的磁場(chǎng)中放一個(gè)閉合電路，由于穿過(guò)電路的磁通量發(fā)生變化，電路里會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)沒(méi)有閉合電路，也同樣要在空間產(chǎn)生電場(chǎng)。1：均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)2：不均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生變化的電場(chǎng)（周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生周期性變化的電場(chǎng)）根據(jù)麥克斯韋理論，在給電容器充電的時(shí)候，不僅導(dǎo)體中的電流要產(chǎn)生磁場(chǎng)。而且在電容器兩極板間變化著的電場(chǎng)周圍也要產(chǎn)生磁場(chǎng)。一、（麥克斯韋）電磁場(chǎng)

麥克斯韋：觀點(diǎn)2：變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)1：均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)2：不均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)（周期性變化的電場(chǎng)產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng)）偉大的預(yù)言——電磁波電場(chǎng)E磁場(chǎng)B電場(chǎng)E電場(chǎng)E磁場(chǎng)B電場(chǎng)E（1）空間可能存在周期性變化的電磁場(chǎng)變化的電場(chǎng)變化的磁場(chǎng)變化的電場(chǎng)新的電場(chǎng)和磁場(chǎng)產(chǎn)生（2）變化的電磁場(chǎng)向外傳播，就形成了電磁波變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)交替產(chǎn)生，由近及遠(yuǎn)地向周圍傳播。產(chǎn)生產(chǎn)生產(chǎn)生二、電磁波二、電磁波機(jī)械波的傳播聲波

水波

傳播需要介質(zhì)電磁波可以在真空中傳播，不需要介質(zhì)。電磁波的傳播速度→等于光速光是以波動(dòng)形式傳播的一種電磁振動(dòng)——光是一種電磁波。3、電磁波的特點(diǎn)：（3）電磁波的頻率由振源決定，同一電磁波在不同介質(zhì)中傳播，v和λ變化，v介<c（2）電磁波可以在真空中傳播速度等于光速c=3×108m/s（5）電磁波具有波的共性，能發(fā)生反射、折射、干涉、衍射、多普勒效應(yīng)和偏振現(xiàn)象。（6）電磁波有能量。（4）不同電磁波在同一介質(zhì)中傳播，速度不同，f越高，v越?。籪越低，v越大（1）電磁波中的電場(chǎng)和磁場(chǎng)互相垂直，電磁波在與二者均垂直的方向傳播，所以電磁波是橫波。

E⊥B⊥V三、電磁波譜波的特性波長(zhǎng)波峰波峰波谷波谷在1s內(nèi)有多少次波峰（或波谷）通過(guò)，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(zhǎng):λ頻率:f電磁波真空中：波長(zhǎng)越大，頻率越小!3、電磁波的實(shí)驗(yàn)證明：1886年，赫茲用實(shí)驗(yàn)證明了麥克斯韋預(yù)言的正確性，第一次發(fā)現(xiàn)了電磁波，證實(shí)了麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論。測(cè)出電磁波傳播速度與光速相同，證實(shí)了光是電磁波。捕捉電磁波如圖，高壓發(fā)生器G上安裝兩根長(zhǎng)約1m、帶有放電電極的銅管A、B，兩極的間隙約0.5cm，銅管構(gòu)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(gè)電流表。閉合高壓發(fā)生器G的電源，在兩個(gè)電極間產(chǎn)生放電火花。讓接收天線與發(fā)射天線平行，改變兩個(gè)天線的距離，觀察電流表示數(shù)的變化。三、電磁波譜電磁波譜（背順序）按電磁波的波長(zhǎng)或頻率大小的順序把它們排列起來(lái)。①可見(jiàn)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。廣播

傳輸

衛(wèi)星通信

加熱理療

通信

消毒

診斷病情

摧毀

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(wú)線充電1.電磁波具有能量。2.電磁波是一種場(chǎng)物質(zhì)。中國(guó)天眼FAST廣播信號(hào)五、電磁波通信例4.下列各組電磁波，按波長(zhǎng)由長(zhǎng)到短排列正確的是（）A.紫外線、可見(jiàn)光、紅外線、γ射線B.可見(jiàn)光、紅外線、紫外線、γ射線C.γ射線、紅外線、紫外線、可見(jiàn)光D.紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、γ射線D1、中央廣播電臺(tái)發(fā)射“中波”段某套節(jié)目的信號(hào)、家用微波爐中的微波、VCD機(jī)中的激光(可見(jiàn)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，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(zhǎng)由大到小，由c＝λf可得他們的頻率f由小到大，故C正確．C1、(多選)根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，下列說(shuō)法正確的是(

)A．電場(chǎng)一定能產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)也一定能產(chǎn)生電場(chǎng)B．變化的電場(chǎng)一定產(chǎn)生磁場(chǎng)C．穩(wěn)定的電場(chǎng)也可以產(chǎn)生磁場(chǎng)D．變化的磁場(chǎng)一定產(chǎn)生電場(chǎng)根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)相互聯(lián)系在一起，形成一個(gè)統(tǒng)一的、不可分割的電磁場(chǎng)．變化的電場(chǎng)一定產(chǎn)生磁場(chǎng)，穩(wěn)定的電場(chǎng)不產(chǎn)生磁場(chǎng)，故A、C錯(cuò)誤，B正確．同理知D正確．BD【例題1】(多選)下列關(guān)于電磁波的敘述中，正確的是(

)A．電磁波是電磁場(chǎng)由發(fā)生區(qū)域向遠(yuǎn)處的傳播B．電磁波在任何介質(zhì)中的傳播速度均為3×108m/sC．電磁波在真空中能傳播D．