【课件】电磁波的发现及应用课件2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册.pptx

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1、4.电磁波的发现及应用第十三章 电磁感应与电磁波初步情境导入情境导入卫星电视、无线广播、移动通信能帮我们看到异国他乡正在发生的事，能帮我们听到远方的声音，使古代“千里眼、顺风耳”的梦想成为现实。卫星电视和无线广播、移动通信的信号都是电磁波。我国的5G技术发展迅速。1.电磁波是怎样发现的呢？2.卫星电视信号如何从遥远的太空传到地面的？打开收音机听广播，用手机打电话。电磁波在我们的周围，无处不在，如影相伴，给我们带来便利。一、电磁波的发现一、电磁波的发现1.感应电流产生的条件？交流讨论当穿过闭合导体回路的当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化磁通量发生变化时，时，闭合导体回路中就会产生感应电流。闭合导

2、体回路中就会产生感应电流。2.回路中的感应电流是怎样形成的？电子电子因感应电场受到力的作用因感应电场受到力的作用。回路中回路中电子定向移动电子定向移动形成电流。形成电流。3.电子定向移动说明了什么？4.对电子提供力的电场是怎样产生的？这个电场的产生一定是线圈的这个电场的产生一定是线圈的磁通量发生了改变磁通量发生了改变的缘故。的缘故。一、电磁波的发现一、电磁波的发现5、麦克斯韦在大量的研究后提出了怎样的猜想和推理？在任意的空间内，在任意的空间内，只要磁场的磁通量发生改变只要磁场的磁通量发生改变，在环绕磁场的外围在环绕磁场的外围空间内就会产生环绕状的电场空间内就会产生环绕状的电场，麦克斯韦称之为，

3、麦克斯韦称之为感应电场感应电场。6、物理学家们坚信自然规律一定具有对称、统一、简约、和谐之美，根据麦克斯韦的推理，你有怎样的猜想？既然变化的磁场能够产生电场，那么变化的电场也应该能够产生磁既然变化的磁场能够产生电场，那么变化的电场也应该能够产生磁场，场，变化的电场和磁场总是相互联系的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形成一个不可分割的统一的电磁场的电磁场。交流讨论一、电磁波的发现一、电磁波的发现7、麦克斯韦继续展开思考，提出了怎样的预言？如果在空间某域中有周期性变化的电场，那么它就在空间引起周期性如果在空间某域中有周期性变化的电场，那么它就在空间引起周期性变化的磁场；这个变

4、化的磁场又引起新的变化的电场。于是变化的电变化的磁场；这个变化的磁场又引起新的变化的电场。于是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，形成场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成电磁波电磁波。交流讨论1、麦克斯韦电磁理论的两个基本假设(1)变化的磁场能够在周围空间产生电场，如图甲。(2)变化的电场能够在周围空间产生磁场，如图乙。2、电磁场：变化的电场和变化的磁场交替产生，形成不可分割的统一体，称为电磁场。一、一、电磁波的发现电磁波的发现梳理深化一、一、电磁波的发现电磁波的发现恒定的磁场不产生电场均匀变化的磁场产生恒定的电场周期性变化的磁场产生同频率的振荡电场非均匀变化的

5、磁场产生变化的电场3、变化的磁场产生电场梳理深化一、一、电磁波的发现电磁波的发现恒定的电场不产生磁场均匀变化的电场产生恒定的磁场周期性变化的电场产生同频率的振荡磁场非均匀变化的电场产生变化的磁场4、变化的电场产生磁场梳理深化5、麦克斯韦的伟大预言一、一、电磁波的发现电磁波的发现（1）如果在空间某域中有周期性变化的电场，那么它就在空间引起周期性 变化的磁场；这个变化的磁场又引起新的变化的电场。于是变化的电场和 变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成电磁波。（3）光的电磁理论：光是以波动形式传播的一种电磁振动，电磁波的 速度等于光速。（2）电磁波可以在真空中传播。梳理深化6、赫兹的电火花一

6、、一、电磁波的发现电磁波的发现（1）赫兹在人类历史上首先捕捉到了电磁波，用实验证实电磁波的存在。（2）观察到了电磁波的反射，折射，干涉，偏振和衍射等现象。（3）还测量出光的和f，算出电磁波和光有相同的速度，证明了光是电磁波。（4）奠定了无线电技术基础。梳理深化令人兴奋的电火花令人兴奋的电火花巩固提升【例1】关于电磁场理论的叙述，正确的是_。A变化的磁场周围一定存在着电场，与是否有闭合电路无关B周期性变化的磁场产生同频率变化的电场C变化的电场和变化的磁场相互关联，形成一个统一的场，即电磁场D电场周围一定存在磁场E磁场周围一定存在电场ABC一、一、电磁波的发现电磁波的发现稳定的电场（磁场）一定不产

7、生磁场（电场）【练习1】（多选）用麦克斯韦的电磁场理论判断，图中表示电场 (或磁场)产生磁场(或电场)的正确图象是()BC一、一、电磁波的发现电磁波的发现ABCD二、电磁波的特点及应用二、电磁波的特点及应用1、光是电磁波，红光和绿光有何不同，为什么雨后有时出现彩虹？红光和绿光速度相等，但红光和绿光速度相等，但波长波长和和频率频率不不同，红光波长长，频率小。同，红光波长长，频率小。雨后空气中有大量小水滴，雨后空气中有大量小水滴，不同颜色的不同颜色的光光在水中的在水中的折射率折射率不同。不同。交流讨论邻近的两个波峰邻近的两个波峰(或波谷或波谷)的距离叫作的距离叫作波长波长，波长用符号，波长用符号来

8、表示；波的频率是在来表示；波的频率是在1 s内有多少次波峰内有多少次波峰(或波谷或波谷)通过，频率用符号通过，频率用符号f来表示；波速是用来描述波传播来表示；波速是用来描述波传播快慢的物理量，波速用符号快慢的物理量，波速用符号c来表示。来表示。二、电磁波的特点及应用二、电磁波的特点及应用2、什么是波长、频率、波速，有何关系？在一列水波中，凸起的最高处叫作在一列水波中，凸起的最高处叫作波峰波峰；凹下的最低处叫作；凹下的最低处叫作波谷波谷。c=f，其中其中c=3108 m/s。交流讨论4、不同频率的电磁波有什么不同性质，有什么不同的应用？二、电磁波的特点及应用二、电磁波的特点及应用3、什么是电磁波

9、谱，不同频率的电磁波有什么不同性质？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。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。交流讨论二、电磁波的特点及应用二、电磁波的特点及应用1、电磁波的波速c与波长、频率 f 的关系：cf。2、电磁波在真空中的速度：c3108 m/s。3、电磁波谱的概念：按电磁波的波长或频率大小的顺序，把它们排列起来，形成电磁波谱。梳理深化4 4、各种电磁波的应用(1)无线电波中的长波、中波、短波用于广播及其他信号的传播。(2)微波用于卫星通信、电视等信号传输。(3)红外线用来加热理疗。(4)可见光让我们看见这个世界，也可用于通信。(5)紫外

10、线可以消毒。(6)X射线用于诊断病情。(7)射线可以摧毁病变的细胞。二、电磁波的特点及应用二、电磁波的特点及应用梳理深化5、电磁波的能量（1）电磁波具有能量，电磁波是物质存在的一种形式。（2）微波炉加热食物应用了一种电磁波微波，食物中的水分子在微波的作用下热运动加剧，内能增加，温度升高。（3）光是一种电磁波传播着的电磁场，光具有能量。6、电磁波通信（1）电信网、广播电视网和互联网相互渗透、相互兼容，逐步整合 成为统一的信息通信网络。（2）以互联网为基础的信息服务都是通过电磁波来传递的。二、电磁波的特点及应用二、电磁波的特点及应用梳理深化【例2】波长为0.6m的红光，从10m外的交通信号灯传到你

11、的眼睛，大约需要多长时间？它的频率是多少？由速度公式由速度公式 可求得时间，可根据电磁波波长、频率和波速关可求得时间，可根据电磁波波长、频率和波速关系式系式cf 可得频率可得频率。其中其中 由由cf 得得二、电磁波的特点及应用二、电磁波的特点及应用巩固提升【练习2】电磁波在真空中传播的速度c是3.00108 m/s，有一个广播电台的频率f90.0 MHz，这个台发射的 电磁波的波长为()A2.70 m B270 m C333 m D3.33 mD二、电磁波的特点及应用二、电磁波的特点及应用【练习3】关于电磁波谱，下列说法不正确的是()A电视遥控器利用的是红外线 B医院里常用X射线对病房和手术室

12、进行消毒 C利用紫外线的荧光效应可设计防伪措施 D射线波长比X射线波长短B二、电磁波的特点及应用二、电磁波的特点及应用课堂小结课堂小结12 3麦克斯韦的理论及语言赫兹的实验电磁波谱的组成 4电磁波的应用由于X射线穿过人体时，受到不同程度的吸收，如骨骼吸收的X射线量比肌肉吸收的量要多，那么通过人体后的X射线量就不一样，这样便携带了人体各部密度分布的信息，在荧光屏上或摄影胶片上引起的荧光作用或感光作用的强弱就有较大差别，因而在荧光屏上或摄影胶片上(经过显影、定影)将显示出不同密度的阴影。根据阴影浓淡的对比，结合临床表现、化验结果和病理诊断，即可判断人体某一部分是否正常。思考：这是利用了X射线的什么性质？课外拓展课外拓展X线实际上是一种波长极短、能量很大的线实际上是一种波长极短、能量很大的电磁波。电磁波。X线具有线具有穿透性。穿透性。