物理人教版高中必修三（2019年新編）13-4電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用（課件）

第4節(jié)電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用第十三章電磁感應(yīng)與電磁波初步課標(biāo)定位1、理解麥克斯韋電磁理論的兩個(gè)要點(diǎn)。2、了解電磁波的形成。掌握波長、頻率和波速的關(guān)系。3、知道電磁波與機(jī)械波的區(qū)別。 素養(yǎng)闡釋1、物理觀念：電磁波2、科學(xué)思維：通過實(shí)例認(rèn)識電磁波譜，了解電磁波的發(fā)現(xiàn)對人類文明的影響，體會科學(xué)家研究物理問題的思維方法。引入麥克斯韋是繼法拉第之后，集電磁學(xué)大成的偉大科學(xué)家。他依據(jù)庫侖、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，奠定了現(xiàn)代的電力工業(yè)、電子工業(yè)和無線電工業(yè)的基礎(chǔ)。麥克斯韋1、變化的磁場產(chǎn)生電場一、電磁場當(dāng)穿過螺線管的磁場隨時(shí)間變化時(shí)，上面的線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，引起感應(yīng)電流使燈泡發(fā)光。問題思考（1）線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢說明了什么？

麥克斯韋認(rèn)為：變化的磁場在線圈中產(chǎn)生電場，正是這種電場(渦旋電場)在線圈中驅(qū)使自由電子做定向的移動，引起了感應(yīng)電流。（2）如果用不導(dǎo)電的塑料線繞制線圈，線圈中還會有電場嗎？還會有電流嗎？答：有電場，無電流。

（3）假如線圈不存在時(shí)，線圈所在處的空間還存在電場嗎？電磁場理論主要結(jié)論一：麥克斯韋認(rèn)為線圈只不過用來顯示電場的存在，線圈不存在時(shí)，變化的磁場同樣在周圍空間產(chǎn)生電場，即這是一種普遍存在的現(xiàn)象，跟閉合電路是否存在無關(guān)。結(jié)論一：變化的磁場產(chǎn)生電場第二種現(xiàn)象：變化的電場周圍小磁針發(fā)生擺動2．變化的電場產(chǎn)生磁場-----麥克斯韋的預(yù)言麥克斯韋經(jīng)過反復(fù)思考提出假設(shè)：變化的電場也相當(dāng)于一種電流，也在空間產(chǎn)生磁場，即變化的電場在空間產(chǎn)生磁場。可見：變化的電場和變化的磁場總是相互聯(lián)系的，它們形成一個(gè)不可分離的統(tǒng)一場，這就是電磁場。結(jié)論二：變化的電場產(chǎn)生磁場【課堂反饋1】按照麥克斯韋的電磁場理論，以下說法中正確的是（）A、恒定的磁場在周圍產(chǎn)生恒定的電場B、變化的磁場在周圍產(chǎn)生變化的電場C、均勻變化的磁場在周圍產(chǎn)生均勻變化的電場D、均勻變化的磁場在周圍產(chǎn)生恒定的電場D二、電磁波1.電磁波：變化的電場和變化的磁場交替產(chǎn)生，由近及遠(yuǎn)地傳播。這種變化的電磁場在空間以一定的速度傳播的過程叫做電磁波。BBEEEE非均勻變化的磁場變化電場若是均勻變化穩(wěn)定磁場不再激發(fā)若非均勻變化變化磁場若是均勻變化穩(wěn)定電場若非均勻變化2、電磁波形成示意圖：激發(fā)激發(fā)激發(fā)激發(fā)3、電磁波的特點(diǎn)：（1）電磁波中的電場和磁場互相垂直，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波速：v=λ/T=λf（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4.1886年，赫茲通過實(shí)驗(yàn)捕捉到了電磁波麥克斯韋英年早逝，未能見到科學(xué)實(shí)驗(yàn)對電磁場理論的證明。赫茲最大貢獻(xiàn)是用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在。開創(chuàng)了無線電子技術(shù)的新紀(jì)元.赫茲被譽(yù)為無線電通信的先驅(qū)。人們?yōu)榱思o(jì)念他，以他的名字作為頻率的單位，簡稱“赫”。比赫茲實(shí)驗(yàn)早七年，戴維也接收到了電磁波信號，隨即向英國皇家協(xié)會會長G·斯托克斯匯報(bào)，但會長認(rèn)為這是普通的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，戴維過于迷信權(quán)威，使他的發(fā)現(xiàn)被埋沒了?？茖W(xué)趣聞現(xiàn)象：當(dāng)感應(yīng)圈兩個(gè)金屬球間有火花跳過時(shí)，導(dǎo)線環(huán)兩個(gè)小球間也跳過了火花?！菊n堂檢測2】關(guān)于電磁波，下列說法中正確的是（）A、均勻變化的電場和均勻變化的磁場互相激發(fā)，由產(chǎn)生處向遠(yuǎn)處傳播形成電磁波B、振蕩電場和振蕩磁場互相激發(fā)，由產(chǎn)生處向遠(yuǎn)處傳播形成電磁波C、電磁波的振蕩電場和振蕩磁場方向互相垂直，且與傳播方向互相垂直D、電磁波能夠發(fā)生反射、干涉、衍射、偏振現(xiàn)象BCD三、電磁波譜1.波長、頻率和波速即:或電磁波在真空中的速度c=3×108m/s(1)波長:相鄰的兩個(gè)波峰(或波谷)之間的距離(單位:m)(2)頻率:在1s內(nèi)傳播完整波長的個(gè)數(shù)(3)波速:用來描述波傳播快慢的物理量三者關(guān)系：波速=波長×頻率vλ2、電磁波譜按電磁波的波長或頻率的順序把它們排列成譜，叫電磁波譜。由無線電波、紅外線、可見光、紫外線、倫琴射線、γ射線合起來構(gòu)成范圍非常廣闊的電磁波譜。無線電波無線電波：波長大于1mm（頻率小于300GHz)的電磁波用途：通信、廣播和天體物理研究等。紅外線紅外線主要作用是熱作用，可以利用紅外線來加熱物體和進(jìn)行紅外線遙感。紫外線紫外線主要作用是熒光效應(yīng)/化學(xué)作用，可用來驗(yàn)鈔、殺菌和消毒。倫琴射線倫琴射線有較強(qiáng)的穿透本領(lǐng)，利用其穿透本領(lǐng)與物質(zhì)的密度有關(guān)，進(jìn)行對人體的透視和檢查部件的缺陷。γ射線γ射線的穿透本領(lǐng)更大，在工業(yè)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，如探傷，測厚或用γ刀進(jìn)行手術(shù)．【課堂反饋3】電磁波包含了γ射線、紅外線、紫外線、無線電波等，按波長由長到短的排列順序是(

)A.無線電波、紅外線、紫外線、γ射線B.紅外線、無線電波、γ射線、紫外線C.γ射線、紅外線、紫外線、無線電波D.紫外線、無線電波、γ射線、紅外線A四、電磁波的能量例：我們可以利用微波對食物進(jìn)行加熱，光是一種電磁波，太陽光照射到我們身上，我們熱起來，收音機(jī)能夠受到廣播電臺的聲音，因?yàn)殡娕_發(fā)射的電磁波在收音機(jī)的天線里感應(yīng)出了電流。這些現(xiàn)象都說明電磁波具有能量。1.電磁波是一種客觀存在的物質(zhì)。

2.電磁波具有能量。五、電磁波通信移動通信設(shè)備極大的方便了我們的聯(lián)系。電磁波與我們的生活電視臺通過電磁波，將精彩的電視節(jié)目展現(xiàn)給我們。衛(wèi)星電話課堂小結(jié)一、電磁場二、電磁波三、電磁波的能量麥克斯韋理論:四、電磁波通信"形成"

"特點(diǎn)"

"電磁波譜"

"關(guān)系："??＝????"變化的磁場產(chǎn)生電場"

"變化的電場產(chǎn)生磁場"【課堂檢測1】(多選)根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論，以下敘述中正確的是(

)A.教室中亮著的日光燈周圍空間必有磁場和電場B.工作時(shí)的電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器周圍必有磁場和電場C.穩(wěn)定的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，穩(wěn)定的磁場產(chǎn)生穩(wěn)定的電場D.只要空間某處的電場或磁場發(fā)生變化，就會在其周圍產(chǎn)生電磁波AB【課堂檢測2】(多選)電磁波與聲波比較，下列敘述中正確的是(

)A.電磁波的