【高中物理】電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用課件-2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊(cè)

夏津萬(wàn)隆高中物理電磁感應(yīng)與電磁波初步第四節(jié)

電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用復(fù)習(xí)引入講授新課課堂小結(jié)隨堂訓(xùn)練復(fù)習(xí)引入

1820年，奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)，即電流可以產(chǎn)生磁場(chǎng)，電流對(duì)放入其中的磁體或電流會(huì)產(chǎn)生力的作用。

安培——安培分子電流假說(shuō)，揭示了磁現(xiàn)象的本質(zhì)：磁鐵和電流的磁場(chǎng)本質(zhì)上都是由運(yùn)動(dòng)的電荷產(chǎn)生的。

安培對(duì)于電流的磁場(chǎng)分布——安培定則（右手螺旋定則）（直線電流、通電螺線管）

法拉第：電磁感應(yīng)。當(dāng)穿過(guò)閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，閉合導(dǎo)體回路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。復(fù)習(xí)引入五類“磁生電”現(xiàn)象：“磁生電”現(xiàn)象的本質(zhì)特征是：變化、運(yùn)動(dòng)變化的電流變化的磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的恒定電流運(yùn)動(dòng)的磁鐵在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體

法拉第的電磁感應(yīng)定律：在變化的磁場(chǎng)中放入一個(gè)閉合回路，電路里會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。電流產(chǎn)生的條件是什么？

既然產(chǎn)生了感應(yīng)電流，一定是有了電場(chǎng)，它促使導(dǎo)體中的自由電荷做定向移動(dòng)。也就是說(shuō)：變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生了電場(chǎng)注意：若無(wú)閉合回路，也會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)，只是沒(méi)有電流。

麥克斯韋兩個(gè)基本假設(shè)：1、變化的磁場(chǎng)能夠在周圍空間產(chǎn)生電場(chǎng)。2、變化的電場(chǎng)能夠在周圍空間產(chǎn)生磁場(chǎng)。電能生磁，磁也能生電；變化的磁場(chǎng)能產(chǎn)生電場(chǎng)，那變化的電場(chǎng)是否也能產(chǎn)生磁場(chǎng)呢？講授新課講授新課

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(chǎng)，那么它就在空間引起周期性變化的磁場(chǎng)；這個(gè)變化的磁場(chǎng)又引起新的變化的電場(chǎng)。于是，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。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)。而這種變化的電磁場(chǎng)在空間中的傳播稱為電磁波。BBEEEE

它既不是電場(chǎng)也不是磁場(chǎng)，更不是電場(chǎng)和磁場(chǎng)的疊加，而是電場(chǎng)和磁場(chǎng)相互依賴，形成不可分割的整體。

麥克斯韋建立了第一個(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。備注：（1）均勻變化的電場(chǎng)（磁場(chǎng)）產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)（電場(chǎng)）（2）周期性變化的電場(chǎng)(磁場(chǎng)）產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng)（電場(chǎng)）（3）穩(wěn)定的磁場(chǎng)不產(chǎn)生電場(chǎng)，穩(wěn)定的電場(chǎng)可以產(chǎn)生磁場(chǎng)。講授新課講授新課1.電磁波的傳播：空氣、水，是聲波和水波傳播的介質(zhì)。電磁波可以在真空中傳播，不需要介質(zhì)。2.電磁波的傳播速度：電磁波的傳播速度等于光速，光是以波動(dòng)形式傳播的一種電磁振動(dòng)——光是一種電磁波。3.赫茲證實(shí)了電磁波的預(yù)言：赫茲通過(guò)實(shí)驗(yàn)捕提到了電磁波，證實(shí)了麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論電磁波現(xiàn)象：當(dāng)感應(yīng)圈兩個(gè)金屬球間有火花跳過(guò)時(shí)，立刻產(chǎn)生一個(gè)交變電磁場(chǎng)，形成電磁波在空間傳播，經(jīng)過(guò)導(dǎo)線環(huán)時(shí)激發(fā)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，使得導(dǎo)線環(huán)中也產(chǎn)生了火花。點(diǎn)擊觀看視頻赫茲的電火花

在一列水波中，凸起的最高處叫作波峰;凹下的最低處叫作波谷。鄰近的兩個(gè)波峰（或波谷）的距離叫作波長(zhǎng)。在1s內(nèi)有多少次波峰（或波谷）通過(guò)，波的頻率就是多少。水波不停地向遠(yuǎn)方傳播，用來(lái)描述波傳播快慢的物理量叫作波速。波的特性vλ波峰波谷電磁波譜波速、波長(zhǎng)、頻率的關(guān)系

波速：v=λ/T=λf（2）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；（1）電磁波可以在真空中傳播速度等于光速c=3×108m/s；（4）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；（3）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；電磁波的特性

電磁波的頻率范圍很廣。無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、倫琴射線、γ射線都是電磁波?？梢?jiàn)光只是電磁波中的一小部分。按電磁波的波長(zhǎng)或頻率大小的順序把它們排列起來(lái),就是電磁波譜。電磁波譜（1）無(wú)線電波：波長(zhǎng)大于1mm，分為長(zhǎng)波、中波、短波和微波，主要用于無(wú)線電通訊、廣播及其他信號(hào)傳輸。（2）紅外線：波長(zhǎng)比無(wú)線電波短，比可見(jiàn)光長(zhǎng)，所有的物體都在不停地發(fā)射紅外線，主要用于遙感、加熱；一切物體都發(fā)射紅外線，溫度高的的溫度底的輻射紅外線強(qiáng)。主要特點(diǎn)熱效應(yīng)，如紅外遙感勘察地?zé)?、水源、火?zāi)，收成、預(yù)報(bào)風(fēng)暴寒潮、額溫槍。（3）可見(jiàn)光：分為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七種，視網(wǎng)膜感知；天空藍(lán)色原因，被大氣散射，傍晚陽(yáng)光比較紅的原因，陽(yáng)光被吸收后剩下紅光和橙光。電磁波譜（4）紫外線：波長(zhǎng)在400nm~5nm，有較高的能量?？捎糜跍缇?，熒光效應(yīng)等；（5）X射線：波長(zhǎng)比紫外線更短，有比紫外線更高的能量，有較強(qiáng)的穿透作用，可用于透視、檢查金屬內(nèi)部缺陷。（6）γ射線:波長(zhǎng)比X射線更短，頻率非常高。有很高的能量和很強(qiáng)的穿透作用，可用于檢查金屬內(nèi)部缺陷。電磁波譜

新生兒黃疸照藍(lán)光是主要可以使孩子身體里未結(jié)合膽紅素光異構(gòu)化，形成構(gòu)象異構(gòu)體和結(jié)構(gòu)異構(gòu)體。這些異構(gòu)體是水溶性的，所以可以不經(jīng)過(guò)肝臟的處理，直接通過(guò)膽汁和尿液的排出，這樣可以使孩子體內(nèi)過(guò)高的膽紅素更快的去排出體外，也就是達(dá)到退黃的目的。電磁波譜

美甲燈的光是紫外線，利用紫外線的特性進(jìn)行光化反應(yīng)、產(chǎn)品固化、殺菌消毒、醫(yī)療檢驗(yàn)等。能有良好的烘干殺菌消毒效果。能有良好的烘干殺菌消毒效果，一般一個(gè)美甲燈里有四支燈管，9W一支，每6個(gè)月請(qǐng)定期更換燈管。

紫外線指的是電磁波譜中波長(zhǎng)從10nm~400nm輻射的總稱，不能引起人們的視覺(jué)。1801年德國(guó)物理學(xué)家里特發(fā)現(xiàn)在日光光譜的紫端外側(cè)一段能夠使含有溴化銀的照相底片感光，因而發(fā)現(xiàn)了紫外線的存在。紫外線可以用來(lái)滅菌，過(guò)多的紫外線進(jìn)入體內(nèi)會(huì)對(duì)人體造成皮膚癌。電磁波譜1.電磁波具有能量2.電磁波是一種物質(zhì)3.光是一種電磁波，光具有能量4.電磁波攜帶信息，既可以有線傳播，也可以無(wú)限傳播。電磁波的能量課堂小結(jié)電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用電磁場(chǎng)電磁波電磁波譜電磁波的能量

當(dāng)堂檢測(cè)【典例1】按照麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，以下說(shuō)法中正確的是（

）A、恒定的磁場(chǎng)在周圍產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)B、變化的磁場(chǎng)在周圍產(chǎn)生變化的電場(chǎng)C、均勻變化的磁場(chǎng)在周圍產(chǎn)生均勻變化的電場(chǎng)D、均勻變化的磁場(chǎng)在周圍產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)【正確答案】D【典例2】下列各組電磁波，按波長(zhǎng)由長(zhǎng)到短排列正確的是（）A.紫外線、可見(jiàn)光、紅外線、γ射線B.可見(jiàn)光、紅外線、紫外線、γ射線C.γ射線、紅外線、紫外線、可見(jiàn)光D.紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、γ射線【正確答案】D當(dāng)堂檢測(cè)【典例3】（多選）下列關(guān)于電磁波的說(shuō)法中正確的是（）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，電磁波的傳播是伴隨著能量向外傳遞的【正確答案】CD點(diǎn)撥：如果電場(chǎng)（或磁場(chǎng)）是均勻變化的，產(chǎn)生的磁場(chǎng)（或電場(chǎng)）是恒定的，就不能產(chǎn)生新的電場(chǎng)（或磁場(chǎng)），也就不能產(chǎn)生電磁波。電磁波不同于機(jī)械波，它的傳播不需要介質(zhì)。當(dāng)堂檢測(cè)【典例4】電磁場(chǎng)理論預(yù)言了什么（）A.預(yù)言了變化的磁場(chǎng)能夠在周圍空間產(chǎn)生電場(chǎng)B.預(yù)言了變化的電場(chǎng)能夠在周圍空間產(chǎn)生磁場(chǎng)C.預(yù)言了電磁波的存在,電磁波在真空中的傳播速度為光速D.預(yù)言了電能夠產(chǎn)生磁,磁能夠產(chǎn)生電【正確答案】C當(dāng)堂檢測(cè)【典例5】（多選）關(guān)于電磁波