§4電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用人教版(2019)必修

第三冊第十三章電磁感應(yīng)與電磁波初步貳電磁場叁電磁波肆電磁波譜目錄壹新課引入必修三伍電磁波的能量陸電磁波通信柒課堂練習(xí)新課引入壹

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(fēng)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?思考與討論：電磁場貳庫侖—庫侖定律1.前人研究成果安培—安培定則、分子電流假說等奧斯特—電流的磁效應(yīng)1.前人研究成果法拉第—電磁感應(yīng)現(xiàn)象等2.麥克斯韋的觀點(1)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實質(zhì)是變化的磁場產(chǎn)生了電場.(2)變化的電場就像導(dǎo)線中的電流一樣,會在空間產(chǎn)生磁場,即變化的電場產(chǎn)生磁場.(3)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)一的電磁場.電磁波叁1、偉大的預(yù)言麥克斯韋推斷:如果在空間某區(qū)域中有周期性變化的電場,那么它就在空間引起周期性變化的磁場;這個變化的磁場又引起新的變化的電場,如下圖所示.于是,變化的電場和變化的磁場交替產(chǎn)生,由近及遠地向周圍傳播.一個偉大的預(yù)言誕生了——空間可能存在電磁波。2、電磁波的特點(1)電磁波可以在真空中傳播,電磁波的傳播靠的是電場和磁場的相互“激發(fā)”,不需要介質(zhì)。(2)電磁波的速度等于光速。(3)光是以波動形式傳播的一種電磁振動。3、赫茲通過實驗捕捉到了電磁波,證實了麥克斯韋的電磁場理論,為無線電技術(shù)的發(fā)展開拓了道路。電磁波譜肆1、波速、波長和頻率三者之間關(guān)系(1)在一列水波中,凸起的最高處叫作波峰,如圖中標(biāo)示的A、A';凹下的最低處叫作波谷,如圖中標(biāo)示的D、D'。臨近的兩個波峰(或波谷)的距離叫作波長,用λ表示,如圖所示.(2)在1s內(nèi)有多少次波峰(或波谷)通過,波的頻率就是多少赫茲.用來描述波傳播快慢的物理量叫作波速,波速、波長、頻率三者的關(guān)系是波速=波長×頻率.2.電磁波的波速c與波長λ、頻率f的關(guān)系是：c=λf，電磁波在真空中的傳播速度：c=3×108m/s.

3.電磁波的頻率范圍很廣，按電磁波的波長或頻率大小的順序把各種電磁波排列起來,就是電磁波譜。（1）無線電波①波長大于1mm頻率小于300GHz②分為：長波、中波、短波和微波③主要用于無線電通訊。（2）紅外線①波長比無線電波短，比可見光長。②所有的物體都在不停地發(fā)射紅外線。③主要用于遙感、加熱。（3）可見光①波長在700nm~400nm。②分為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七色光。③可被視網(wǎng)膜感知。頻率：4.3×1014~7.5×1014Hz（4）紫外線①波長在400nm~5nm。②有較高的能量。③可用于滅菌消毒，熒光效應(yīng)，主要是化學(xué)作用。頻率：7.5×1014~6.0×1016Hz（5）X射線①波長比紫外線更短。②有比紫外線更高的能量。③有較強的穿透作用，可用于透視、檢查金屬內(nèi)部缺陷。（5）γ射線①波長比X外線更短，頻率非常高。②有很高的能量。③有很強的穿透作用，可用于檢查金屬內(nèi)部缺陷。電磁波的能量伍

赫茲通過實驗證實了電磁波的存在,這意味著,電磁場不僅僅是一種描述方式,而且是真正的物質(zhì)存在。微波爐加熱食物太陽能熱水器電磁波通信陸衛(wèi)星導(dǎo)航通信軍事雷達手機通信汽車自動駕駛課堂練習(xí)柒1．根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，下列說法正確的是（）A．振蕩的電場周圍一定產(chǎn)生同頻率變化的磁場B．均勻變化的電場周圍一定產(chǎn)生均勻變化的磁場C．在電場周圍一定產(chǎn)生磁場，在磁場周圍一定產(chǎn)生電場D．在變化的電場周圍一定產(chǎn)生變化的磁場，在變化的磁場周圍一定產(chǎn)生變化的電場A【答案】A【詳解】A．振蕩電場周圍一定產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場，振蕩磁場周圍一定產(chǎn)生同頻率的振蕩電場。故A正確；BCD．均勻變化的電場產(chǎn)生恒定的磁場，若非均勻變化的電場，則產(chǎn)生非均勻變化的磁場。同樣，均勻變化的磁場產(chǎn)生恒定的電場。故BCD錯誤。故選A。2．下列說法不正確的是（）A．光是一種電磁波B．電磁波是一種物質(zhì)C．麥克斯韋提出了相對論時空觀D．赫茲用實驗證實了電磁波的存在C【答案】C【詳解】AD．麥克斯韋的電磁理論預(yù)言了光是一種電磁波，赫茲用實驗證實了電磁波的存在，AD正確；B．電磁波是周期性變化的電磁場由近及遠地傳播出去，是一種物質(zhì)，可以在真空中傳播，B正確；C．愛因斯坦提出了相對論時空觀，C錯誤。故選C。

C

4．下列關(guān)于機械波與電磁波的說法中，錯誤的是（

）A．機械波可能是縱波，而電磁波必定是橫波B．機械波的波速只與介質(zhì)有關(guān)，而電磁波在介質(zhì)中的波速不僅與介質(zhì)有關(guān)，而且與電磁波的頻率有關(guān)C．它們都能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象D．機械波和電磁波本質(zhì)上是一致的D【答案】D【詳解】A．機械波可能是橫波也可能是縱波，而電磁波必定是橫波，選項A正確，不符合題意；B．機械波的波速只與介質(zhì)有關(guān)，而電磁波在介質(zhì)中的波速不僅與介質(zhì)有關(guān)，而且與電磁波的頻率有關(guān)，選項B正確，不符合題意；C．它們都能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象，選項C正確，不符合題意；D．機械波與電磁波本質(zhì)上不同，電磁波的傳播不需要介質(zhì)，機械波的傳播需要介質(zhì)。故D錯誤，符合題意。故選D。5．電磁波譜家族有眾多的成員。關(guān)于電磁波的應(yīng)用，下列說法不正確的是（）

A．電磁爐是利用電磁波來工作的B．微波爐是利用電磁波的能量來快速煮熟食物的C．雷達是利用電磁波的反射來偵測目標(biāo)的D．夜視儀是利用紅外線來幫助人們在夜間看見物體的A【答案】A【詳解】A．電磁爐是利電磁感應(yīng)原理和電流的熱效應(yīng)來工作的，故A錯誤，符合題意；B．微波時電磁波的一部分，食物分子在微波的作用