2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理必修3 第13章電磁感應(yīng)與電磁波初步第4節(jié)電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用(3)課件

1、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)與電磁波初步知識點(diǎn) 電磁場1.麥克斯韋的電磁場理論：變化的電場產(chǎn)生磁場,變化的磁場產(chǎn)生電場.1新知探究知識點(diǎn) 電磁場2.電磁場：變化的電場和磁場總是相互聯(lián)系的,形成了一個不可分離的統(tǒng)一場.1新知探究思考變化的磁場所產(chǎn)生電場的電場線和以前所學(xué)靜電場的電場線有區(qū)別嗎?提示:變化的磁場所產(chǎn)生的電場的電場線是閉合的;而靜電場中的電場線是不閉合的.名師指導(dǎo)知識點(diǎn) 電磁場3.對麥克斯韋電磁場理論的理解：1新知探究提示電磁場是動態(tài)的,并且電場和磁場不可分割,磁感線、電場線都是閉合的曲線;靜電場、靜磁場是單獨(dú)存在的,且電場線是非閉合曲線,靜止的電場和磁場不是電磁場.名師

2、指導(dǎo)知識點(diǎn) 電磁波1.麥克斯韋的預(yù)言：空間可能存在電磁波.周期性變化的電場和周期性變化的磁場交替產(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,這是因為電磁波地傳播靠的是電場和磁場的相互“激發(fā)”3.電磁波的傳播速度等于光速c,光的本質(zhì)是電磁波.2新知探究知識點(diǎn) 電磁波4赫茲的實(shí)驗赫茲利用如圖的實(shí)驗裝置,證實(shí)了電磁波的存在.2新知探究思考你能否列舉出生活中的現(xiàn)象來證明電磁波的存在?提示:夏天打雷時正在收聽的收音機(jī)里會發(fā)出“喀喀”的聲音;手機(jī)接收信號時其附近的電視機(jī)會發(fā)出聲音.這些現(xiàn)象能說明電磁波的存在.名師指導(dǎo)知識點(diǎn) 電磁波例1： 根據(jù)麥克斯韋電磁場理論,下列說法中正確的是 (

3、)A.有電場的空間一定存在磁場,有磁場的空間也一定能產(chǎn)生電場B.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C.均勻變化的電場周圍一定產(chǎn)生均勻變化的磁場D.周期性變化的磁場周圍空間一定產(chǎn)生周期性變化的電場2新知探究知識點(diǎn) 電磁波解析:根據(jù)麥克斯韋電磁場理論,只有變化的電場才能產(chǎn)生磁場,均勻變化的電場產(chǎn)生恒定的磁場,非均勻變化的電場產(chǎn)生變化的磁場,只有D項正確.答案:D2新知探究知識點(diǎn) 電磁波例2： 聲波和電磁波均可傳遞信息,且都具有波的共同特征.下列說法正確的是()A.聲波的傳播速度小于電磁波的傳播速度B.聲波和電磁波都能引起鼓膜振動C.電磁波不能被人聽見,聲波能被人

4、聽見D.二胡演奏發(fā)出的是聲波,而電子琴演奏發(fā)出的是電磁波2新知探究知識點(diǎn) 電磁波解析:聲波屬于機(jī)械波,其傳播需要介質(zhì),傳播速度小于電磁波的傳播速度,選項A對;鼓膜的振動是空氣的振動帶動的,電磁波不能引起鼓膜振動,人耳聽不到電磁波,選項B錯,C對;二胡和電子琴發(fā)出的都是聲波,選項D錯.答案:AC2新知探究知識點(diǎn) 電磁波譜(1)波長：兩個相鄰的波峰(或波谷)之間的距離等于電磁波的波長.(2)頻率：電磁波的頻率即為電磁振蕩的頻率,它由波源決定,與介質(zhì)無關(guān).3新知探究知識點(diǎn) 電磁波譜3新知探究知識點(diǎn) 電磁波譜(4)電磁波的波速c與波長、頻率f的關(guān)系是c=f(5)電磁波譜：按頻率或波長的大小把它們排成的

5、譜叫電磁波譜.3新知探究知識點(diǎn) 電磁波譜電磁波家族有無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、射線.波長最長的是無線電波中的長波；波長最短的是射線.3新知探究知識點(diǎn) 電磁波譜(1)無線電波波長大于1 mm(頻率小于300 GHz)的電磁波是無線電波,無線電波廣泛用于通信和廣播.3新知探究知識點(diǎn) 電磁波譜(2)紅外線發(fā)現(xiàn)過程：1800年英國物理學(xué)家赫謝耳用靈敏溫度計研究光譜中各色光的熱作用時,把溫度計移至紅光區(qū)域外側(cè),發(fā)現(xiàn)溫度更高.特性：熱作用紅外線的頻率比可見光更接近固體物質(zhì)分子振動的固有頻率,更容易引起分子的共振,所以有明顯的熱效應(yīng).應(yīng)用：紅外線加熱、紅外攝影、紅外遙感.3新知探究知識點(diǎn) 電

6、磁波譜(3)可見光特性：引起人的視覺,為地球上的生命提供賴以生存的能量.可見光只在一個很窄的波段內(nèi),通常波長范圍為400770 nm,不同頻率(或波長)的可見光顏色不同,頻率最高(波長最短)的是紫光,頻率最低(波長最長)的是紅光.應(yīng)用：攝影、照明.天空看起來是藍(lán)色的,是由于波長較短的光比波長較長的光更容易被散射；傍晚的陽光比較紅,是由于大氣對波長較短的紫光比波長較長的紅光、橙光吸收較強(qiáng)的緣故.3新知探究知識點(diǎn) 電磁波譜(4)紫外線發(fā)現(xiàn)過程：1801年德國物理學(xué)家里特,發(fā)現(xiàn)在紫外區(qū)放置的照相底片感光,熒光物質(zhì)發(fā)光.特性：化學(xué)作用,熒光效應(yīng)促進(jìn)人體合成維生素D.紫外照相、驗鈔機(jī)、黑光燈都是利用紫外

7、線的熒光效應(yīng).殺菌、消毒主要應(yīng)用紫外線的化學(xué)效應(yīng).3新知探究人為什么不能長時間在太陽下暴曬?提示:紫外線的作用較強(qiáng),人體適量接受太陽光里的紫外線照射,能促進(jìn)鈣質(zhì)吸收.但過多地吸收紫外線,會對皮膚和眼睛造成傷害.名師指導(dǎo)知識點(diǎn) 電磁波譜(5)X射線發(fā)現(xiàn)過程：1895年德國物理學(xué)家倫琴在研究陰極射線的性質(zhì)時,發(fā)現(xiàn)陰極射線(高速電子流)射到玻璃壁上,管壁會發(fā)出同種看不見的射線.產(chǎn)生條件：高速電子流射到任何固體上,都會產(chǎn)生X射線.特性：穿透本領(lǐng)很大.應(yīng)用：工業(yè)上金屬探傷、醫(yī)療上透視人體.3新知探究知識點(diǎn) 電磁波譜(6)射線特性：穿透本領(lǐng)極強(qiáng).應(yīng)用：工業(yè)探傷、醫(yī)用治療.3新知探究比較說明各種電磁波的產(chǎn)生

8、機(jī)理、特征和用途名師指導(dǎo)名師指導(dǎo)各種電磁波的共性和個性共性:它們在本質(zhì)上都是電磁波,它們的行為服從相同的規(guī)律,都遵守公式v=f,它們在真空中的傳播速度是c=3.0108 m/s,它們的傳播都不需要介質(zhì),各波段之間的區(qū)別并沒有絕對的意義.名師指導(dǎo)各種電磁波的共性和個性個性:(1)不同電磁波的產(chǎn)生機(jī)理不同.(2)不同電磁波的頻率或波長不同,表現(xiàn)出不同的特性,波長越長越容易發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象,波長越短觀察干涉、衍射現(xiàn)象越困難.正是這些不同的特性決定了它們不同的用途.如X射線、射線等電磁波的波的特征很不明顯,但穿透本領(lǐng)卻很強(qiáng),主要應(yīng)用在探測和治療;紫外線化學(xué)作用和熒光效應(yīng)能應(yīng)用在曝光燈、消毒柜等電器中

9、;紅外線的熱作用強(qiáng),衍射有明顯的特征,應(yīng)用于加熱、遙測、遙感、紅外攝像、紅外制導(dǎo);無線電波的波動性強(qiáng),廣泛地應(yīng)用在通信、廣播和導(dǎo)航等領(lǐng)域.名師指導(dǎo)各種電磁波的共性和個性個性:(3)同頻率的電磁波,在不同介質(zhì)中速度不同.不同頻率的電磁波,在同一種介質(zhì)中傳播時,頻率越大折射率越大,速度越小.名師指導(dǎo)知識點(diǎn) 電磁波譜例：防治“非典”期間,在機(jī)場、車站等交通出入口,使用了紅外線熱像儀,紅外線熱像儀通過紅外線遙感,可檢測出經(jīng)過它的發(fā)熱病人,從而可以有效控制疫情的傳播.關(guān)于紅外線熱像儀,下列說法中正確的是()A.選擇紅外線進(jìn)行檢測,主要是因為紅外線波長較大,容易發(fā)生明顯衍射B.紅外線熱像儀通過發(fā)射紅外線照

10、射人體來檢測體溫C.紅外線熱像儀同時還具有殺菌作用D.一切物體都能發(fā)射紅外線,而且物體在不同溫度下發(fā)射的紅外線的頻率和強(qiáng)度不同3新知探究知識點(diǎn) 電磁波譜解析:不同射線具有不同的特點(diǎn),會有不同的用途.對紅外線來說主要特點(diǎn)就是一切物體都在不停地發(fā)射紅外線,并且發(fā)射的能力跟溫度有關(guān).紅外線熱像儀就是應(yīng)用了一切物體都在不停地發(fā)射紅外線的特點(diǎn).答案:D3新知探究知識點(diǎn) 電磁波的能量(1)電磁波具有能量,微波爐就是利用電磁波來加熱食物的.(2)電磁波具有與其他物質(zhì)相互作用的屬性俄國物理學(xué)家列別捷夫測量出光對被照射的物體有壓力,用實(shí)驗證明了由電磁場理論預(yù)言的“光壓”.在天文現(xiàn)象中,彗星尾就是太陽光的“光壓”

11、壓迫彗星塵埃物質(zhì)而形成的.4新知探究知識點(diǎn) 電磁波的能量(3)太陽輻射太陽光中含有可見光、無線電波、紅外線、紫外線、X射線、射線.太陽輻射的能量主要集中在可見光、紅外線和紫外線三個區(qū)域.4新知探究知識點(diǎn) 電磁波通信1.電磁波可以傳遞信息電視雷達(dá)移動電話因特網(wǎng)5新知探究知識點(diǎn) 電磁波通信2.電磁波攜帶的信息,既可以有線傳播,也可以無線傳播.電磁波的傳輸特點(diǎn):可以通過電纜、光纜進(jìn)行有線傳輸,也可以無線傳輸.電磁波的頻率越高,相同時間內(nèi)傳輸?shù)男畔⒘吭酱?5新知探究思考乘過火車的人都有這樣的體驗:在火車上拿出收音機(jī),無論怎樣調(diào)整方向,都聽不清廣播電臺的節(jié)目,而在火車上打移動電話卻絲毫不受影響.收音機(jī)和

12、移動電話都靠無線電波傳遞信號,為什么在火車上無法用收音機(jī)收聽廣播卻能打移動電話?名師指導(dǎo)思考提示:廣播電臺發(fā)射的無線電波屬于中、短波范圍,有一定的繞射能力,可進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信,但穿透能力很弱,一旦遇到金屬就會被屏蔽掉,所以火車上收不到電臺節(jié)目.而移動電話頻率通常在900 MHz以上,穿透能力強(qiáng),可以穿過窗戶進(jìn)入車廂.名師指導(dǎo)1.根據(jù)麥克斯韋電磁場理論,下列說法中正確的是( ) A.周期性變化的電場一定產(chǎn)生同頻率的周期性變化的磁場B.變化的電場一定產(chǎn)生變化的磁場C.穩(wěn)定的電場一定產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場D.均勻變化的電場一定產(chǎn)生均勻變化的磁場課堂訓(xùn)練解析：A周期性變化的電場一定產(chǎn)生同頻率的周期性變化的磁場,

13、A符合題意； B均勻變化的電場產(chǎn)生恒定的磁場,B不符合題意；C穩(wěn)定的電場不會產(chǎn)生磁場,C不符合題意；D均勻變化的電場一定產(chǎn)生恒定不變的磁場,D不符合題意故答案為：A.答案：A課堂訓(xùn)練2.下列說法正確的是（ ） A.紅外體溫計是依據(jù)人體輻射的紅外線強(qiáng)度來測體溫的B.依據(jù)麥克斯韋的電磁場理論,變化的電場產(chǎn)生的磁場一定是變化的C.炎炎夏日,我們在樹下看到茂密的樹葉間有彩色的光環(huán),這是全反射現(xiàn)象D.利用電磁波傳遞信號可以實(shí)現(xiàn)無線通信,但電磁波不能通過電纜、光纜傳輸課堂訓(xùn)練解析：A紅外體溫計是依據(jù)人體輻射的紅外線強(qiáng)度來測體溫的,A符合題意； B依據(jù)麥克斯韋的電磁場理論,均勻變化的電場會產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場,B

14、不符合題意；C炎炎夏日,我們在樹下看到茂密的樹葉間有彩色的光環(huán),這是由于光的直線傳播產(chǎn)生的小孔成像,C不符合題意；D利用電磁波傳遞信號可以實(shí)現(xiàn)無線通信,電磁波能通過電纜、光纜傳輸,D不符合題意.故答案為：A.答案：A課堂訓(xùn)練3. 關(guān)于電磁場、電磁波、電磁波譜,下列說法中正確的是（ ） A.電磁波是縱波B.變化的電場能夠產(chǎn)生磁場,變化的磁場也能夠產(chǎn)生電場C.X射線比無線電波更容易發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象D.紫外線有顯著的熱效應(yīng),可用其測溫課堂訓(xùn)練解析：A電磁波是橫波,A不符合題意； B變化的電場能夠產(chǎn)生磁場,變化的磁場也能夠產(chǎn)生電場,B符合題意；C無線電波的波長大于X射線,所以無線電波更容易發(fā)生明顯的衍射,C不符合題意；D紅外線有顯著的熱效應(yīng),可用其測溫,而紫外線有顯著的熒光效應(yīng),D不符合題意.故答案為：B.答案：B課堂訓(xùn)練4. 電磁波已廣泛運(yùn)用于很多領(lǐng)域.下列關(guān)于電磁波的說法符合實(shí)際的是（ ） A.電磁波不能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象B.常用的遙控器通過發(fā)出紫外線脈沖信號來遙控電視機(jī)