13.4電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用 學(xué)案

1、第十三章第4節(jié)電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1了解人類發(fā)現(xiàn)電磁波的歷中，知道麥克斯韋、赫茲等物理學(xué)家對(duì)電磁波發(fā)現(xiàn)做出的巨天貢獻(xiàn)，領(lǐng)會(huì)在電磁波的發(fā)現(xiàn)過程中所蘊(yùn)含的科學(xué)方法和科學(xué)精種。2體驗(yàn)赫茲證明麥克斯韋預(yù)言的電磁波存在的實(shí)驗(yàn)過程及實(shí)驗(yàn)方法，領(lǐng)會(huì)物理理論和實(shí)驗(yàn)的相互配合對(duì)科學(xué)發(fā)展的巨大作用。3了解電磁波本身是一種特殊物質(zhì)，電磁波能傳遞能量和信息。4了解電磁波譜中各波段的主要特性及其在科技、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)信息化等方面的主要應(yīng)用。知道可見光是電磁波譜家族中的一個(gè)頻段?！局R(shí)梳理】一、電磁場(chǎng)1麥克斯韋電磁場(chǎng)理論英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋在系統(tǒng)地總結(jié)前人對(duì)電磁規(guī)律研究成果的基礎(chǔ)上，建立了經(jīng)典電磁場(chǎng)理論：(1)變化

2、的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)；(2)變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)。2變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)總是相互聯(lián)系的，形成一個(gè)不可分割的統(tǒng)一的電磁場(chǎng)。二、電磁波(1)電磁波的預(yù)言：變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)交替產(chǎn)生，由近及遠(yuǎn)地向周圍傳播形成電磁波。(2)電磁波可以在真空中傳播。(3)光的電磁理論：光是以波動(dòng)形式傳播的一種電磁振動(dòng)，電磁波的速度等于光速。2赫茲的貢獻(xiàn)：赫茲通過實(shí)驗(yàn)捕捉到了電磁波，證實(shí)了電磁波的存在，也證實(shí)了麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論。三、電磁波譜1. 電磁波的波速c與波長(zhǎng)久、頻率f的關(guān)系：C=Xf2. 電磁波在真空中的速度：c=3x108m/s3. 電磁波譜的概念：按電磁波的波長(zhǎng)或頻率大小的順序把它們排列起來，形成電磁波譜。4.電

3、磁波譜組成io-2可見光波長(zhǎng)血無線電波反波中波短菠EV3J紫外線葢射巻丫攀線忘1Q-*10°電磁波名稱波長(zhǎng)、頻込率應(yīng)用長(zhǎng)波無線電波中波短波4k廣播及其他信號(hào)的傳播微波衛(wèi)星通信、電視等信號(hào)傳輸紅外線加熱理療可見光看見這個(gè)世界紫外線1r消毒X射線診斷病情Y射線摧毀病變的細(xì)胞電觀紅外線理療儀紫外線消毒燈X射線膠片伽馬刀可見光收音機(jī)四、電磁波的能量1電磁波具有能量，電磁波是物質(zhì)存在的一種形式。2微波爐加熱食物應(yīng)用了一種電磁波微波，食物中的水分子在微波的作用下熱運(yùn)動(dòng)加劇，內(nèi)能增加，溫度升高。3光是一種電磁波傳播著的電磁場(chǎng)，光具有能量。五、電磁波通信1電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)相互滲透、相互兼容

4、，逐步整合成為統(tǒng)一的信息通信網(wǎng)絡(luò)。2以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的信息服務(wù)都是通過電磁波來傳遞的，即電磁波可以傳遞信息判一判1.思考判斷(正確的打叫”，錯(cuò)誤的打“X”)(1)變化的電場(chǎng)可以產(chǎn)生磁場(chǎng)。2)(2)穩(wěn)定的磁場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)。(X)(3)電磁波的傳播不需要介質(zhì)。2)(4)赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在。2)(5)紫外線可以用來滅菌消毒。2)【學(xué)習(xí)過程】任務(wù)一：麥克斯韋電磁場(chǎng)理論例1(多選)關(guān)于電磁場(chǎng)理論的敘述正確的是()A. 變化的磁場(chǎng)周圍一定存在著電場(chǎng)，與是否有閉合電路無關(guān)B. 周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率變化的電場(chǎng)C.變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)相互關(guān)聯(lián)，形成一個(gè)統(tǒng)一的場(chǎng)，即電磁場(chǎng)D.電場(chǎng)周圍一定存在磁場(chǎng)

5、，磁場(chǎng)周圍一定存在電場(chǎng)AB變化的磁場(chǎng)周圍產(chǎn)生電場(chǎng)，當(dāng)電場(chǎng)中有閉合回路時(shí)，回路中有電流若無閉合回路，電場(chǎng)仍然存在，A對(duì)；若形成電磁場(chǎng)必須有周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)，B對(duì)，C、D錯(cuò)。變式訓(xùn)練1-1關(guān)于電磁場(chǎng)，下列說法不正確的是()A. 在一個(gè)磁鐵旁放一帶電體，則兩者周圍空間就形成了電磁場(chǎng)B. 電磁場(chǎng)既不同于靜電場(chǎng)，也不同于靜磁場(chǎng)C. 電磁場(chǎng)中的電場(chǎng)和磁場(chǎng)是不可分割的一個(gè)統(tǒng)一體D. 電磁場(chǎng)中的電場(chǎng)的變化頻率和磁場(chǎng)的變化頻率是相同的A電磁場(chǎng)是變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)形成的不可分割的統(tǒng)一場(chǎng)，而不是靜電場(chǎng)和靜磁場(chǎng)簡(jiǎn)單的復(fù)合。所以選項(xiàng)A錯(cuò)。任務(wù)二：電磁波的特點(diǎn)例2關(guān)于電磁場(chǎng)和電磁波，下列說法不正確的是()A.

6、變化的電場(chǎng)周圍產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)周圍產(chǎn)生變化的電場(chǎng)，兩者互相聯(lián)系，統(tǒng)稱為電磁場(chǎng)B. 電磁場(chǎng)從發(fā)生區(qū)域由近及遠(yuǎn)地傳播形成電磁波C. 電磁波是一種物質(zhì)，可在真空中傳播。所以，平時(shí)說真空沒有實(shí)物粒子，但不等于什么都沒有，還有“場(chǎng)”這種特殊物質(zhì)D. 電磁波可在真空中傳播，也可在介質(zhì)中傳播A根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，非均勻變化的電場(chǎng)周圍產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，均勻變化的電場(chǎng)周圍產(chǎn)生的是穩(wěn)定的磁場(chǎng)，所以A項(xiàng)錯(cuò)誤。變式訓(xùn)練2-1(多選)下列關(guān)于電磁波的說法正確的是()A. 只要電場(chǎng)和磁場(chǎng)發(fā)生變化，就能產(chǎn)生電磁波B. 電磁波的傳播需要介質(zhì)C. 停止發(fā)射電磁波，發(fā)射出去的電磁波仍能獨(dú)立存在D. 電磁波具有能量，電

7、磁波的傳播是伴隨著能量向外傳遞的CD要想產(chǎn)生持續(xù)的電磁波，變化的電場(chǎng)(或磁場(chǎng))產(chǎn)生的磁場(chǎng)(或電場(chǎng))必須是非均勻變化的，所以A選項(xiàng)錯(cuò)誤；電磁波是物質(zhì)波，電磁波的傳播可以不需要介質(zhì)而在真空中傳播，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；電磁波可以脫離“波源”而獨(dú)立存在，C選項(xiàng)正確；電磁波可以使電荷移動(dòng)，說明電磁波具有能量，電磁波傳播的過程，也就是能量傳播的過程，所以D選項(xiàng)正確。任務(wù)三：電磁波譜的理解及應(yīng)用例3紅外線、紫外線、無線電波、可見光、y射線、倫琴射線按波長(zhǎng)由大到小的排列順序是()A. 無線電波、紅外線、可見光、紫外線、倫琴射線、y射線B. 紅外線、可見光、紫外線、無線電波、y射線、倫琴射線C. y射線、倫琴射線、紫外

8、線、可見光、紅外線、無線電波D. 紫外線、紅外線、y射線、倫琴射線、無線電波、可見光A在電磁波譜中以無線電波波長(zhǎng)最大，Y射線波長(zhǎng)最小，所以正確的順序?yàn)锳。變式訓(xùn)練3-1電磁波在真空中傳播的速度v是3.00x108m/s,有一個(gè)廣播電臺(tái)的頻率f=90.0MHz,這個(gè)臺(tái)發(fā)射的電磁波的波長(zhǎng)久為()A2.70mB270mC333mD3.33mD根據(jù)久得，久=900X10；m3.33m。變式訓(xùn)練3-2下面列出一些醫(yī)療器械的名稱和這些器械運(yùn)用的物理現(xiàn)象。請(qǐng)將相應(yīng)的字母填寫在運(yùn)用這種現(xiàn)象的醫(yī)療器械后面的空格上。(1) X光機(jī)，。(2) 紫外線燈，。(3) 理療醫(yī)用“神燈”照射傷口，可使傷口愈合得較好。這里的“神燈”是利用。A. 光的全反射B. 紫外線具有很強(qiáng)的熒光作用C. 紫外線具有殺菌消毒作用DX射線的很強(qiáng)的穿透力E. 紅外線具有顯著的熱作用解析(1)X光機(jī)是用來透視人的體內(nèi)器官的，因此需要具有較強(qiáng)穿透力的電磁波,但又不能對(duì)人體造成太大的傷害，因此采用了穿透能力比較強(qiáng)又不會(huì)給人體造