13.4电磁波的发现以及应用 课件-2021-2022学年【新教材】人教版（2019）高中物理必修第三册(共28张PPT)

(共28张PPT)
电磁波的发现以及应用
本节学习目标：
（1）了解电磁场和电磁波波产生的条件
（2）知道电磁波谱及其应用
（3）了解电磁波的能量和通讯
电磁波为信息的传递插上了翅膀。广播、电视、移动通信等通信方式，使古代人"顺风耳、千里眼"的梦想变成了现实。
那么，电磁波是怎样发现的呢
奥斯特
麦克斯韦
法拉第
电磁场理论
建立
建立
变化的磁场产生电场
在变化的磁场中放一个闭合电路，由于穿过电路的磁通量发生变化，电路里会产生感应电流。
电子定向移动需要电场
自由电荷要定向移动形成电流，就必须有电场；没有闭合电路，也同样要在空间产生电场。
一、电磁场
变化的电场产生磁场
麦克斯韦确信自然规律的统一性与和谐性，相信电场与磁场的对称之美。他大胆地假设∶变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。
电容器
一、电磁场
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场。称为电磁场。
它非常特殊，既不是电场也不是磁场，更不是电场和磁场的叠加，而是电场和磁场相互依赖，形成不可分割的整体。
一、电磁场
一、电磁场
1.麦克斯韦电磁场理论的两个基本假设:
(1)变化的磁场能够在周围空间产生_____(如图甲所示)。
(2)变化的电场能够在周围空间产生_____(如图乙所示)。
电场
磁场
2.电磁场:变化的_____和变化的_____交替产生,形成不可分割的统一体,称为_______。
电场
磁场
电磁场
伟大的预言——空间可能存在电磁波
变化的电场和磁场交替产生，由近及远地向周围传播。
变化
的电场
变化
的磁场
变化
的电场
新的
电场和磁场
二、电磁波
声波
空气、水，是声波和水波传播的介质。电磁波可以在真空中传播，不需要介质。
水波
二、电磁波
电磁波的传播速度
光是以波动形式传播的一种电磁振动——光是一种电磁波。
→等于光速
二、电磁波
赫兹证实了电磁波的预言
赫兹
1886年，赫兹通过实验捕提到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论，为无线电技术的发展开拓了道路。
二、电磁波
1.电磁波的产生:周期性变化的_____周围会产生周期性变化的电场,周期性变化的_____周围也会产生周期性变化的磁场。这种变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远向四周传播，就形成了_______。
2.电磁波可以在_____中传播，___需要介质。速度等于___
3.光也是电磁波
4、电磁波是麦克斯韦预言的，是赫兹证实的。
磁场
电场
电磁波
真空
不
光速
二、电磁波
三、电磁波谱
1.波峰与波谷:在一列水波中,凸起的_______叫作波峰;凹下的_______叫作波谷。
2.波长、频率与波速:
如图邻近的两个_____(或波谷)的距离叫作波长。波长用符号___来表示；波的频率是在1 s内有多少次_____(或波谷)通过，频率用符号__来表示；
波速是用来描述波传播_____的物理量，波速用符号__来表示。
波速：
最高处
最低处
波峰
λ
波峰
f
快慢
v
三、电磁波谱
3、电磁波谱的概念及分类:
(1)概念:按电磁波的波长或频率大小的顺序排列成谱,叫作电磁波谱。
(2)分类:按照波长从长到短依次排列为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。
三、电磁波谱
4、电磁波的特点及应用:
(1)无线电波:波长大于1 mm(频率小于300 GHz)的电磁波是无线电波。
①无线电波中的中长短波：广播及其他信号传输。
②无线电波中的微波：卫星通信、电视等。
(2)红外线：①红外线是一种光波，波长比无线电波短，比可见光长，其主要特点是热效应。
②所有物体都发射红外线，热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射强。
③红外线主要用于加热理疗、红外线遥感和红外高速摄影等。
三、电磁波谱
(3)可见光:可见光的波长在400 nm到760 nm之间，可见光让我们看见这个世界，也可用于通信。
(4)紫外线:
①波长范围在5 nm 到 370 nm之间,其主要特点是化学效应。
②具有较高的能量,应用于灭菌消毒,具有较强的荧光效应，用来激发荧光
物质发光。
三、电磁波谱
(5)X射线和γ射线:
①X射线频率比紫外线高，穿透力较强，用来检查工业部件有无裂纹或气孔，医学上用于人体透视。
②γ射线频率比X射线还要高，具有很高的能量，穿透力更强，医学上用来治疗癌症，工业上用于探测金属部件内部是否有缺陷。
三、电磁波谱
三、电磁波谱
①可见光只是电磁波中的一小部分
②不同的电磁波由于具有不同的频率，才具有不同的特性。
四、电磁波的应用
1.电磁波具有能量:
(1)可以用仪器探测到电磁波的存在，说明电磁波是一种真实存在的_____。
(2)生活中常常用微波炉来加热食物,说明电磁波具有_____，且电磁波的频率_____，能量_____。
2.电磁波通信:电磁波可以通过电缆、光缆进行有线传输，也可实现无线传
输。电磁波的频率_____，相同时间内传递的信息量_____。
物质
能量
越高
越大
越高
越大
3.雷达:利用无线电波来测定物体位置的无线电设备。
(1)雷达既可以发射，又可以接收电磁波。
(2)原理:用微波定位（直线性好）
若测出从发射到接收反射波的时间t,则雷达到障碍物的距离
L=
实际上，L等数据会由计算机计算直接显示在荧光屏上。
四、电磁波的应用
四、电磁波的应用
4.移动电话:就是一个移动的无线电台
特点：
(1)体积很小,发射功率小;
(2)天线简单,灵敏度不高。
与其他用户的通话要靠较大的固定无线电台转接,这种固定的电台叫作_____。
基站
小试牛刀
问题：变化的磁场一定能产生电磁波吗 为什么
小试牛刀
【例1】关于电磁波的特性和应用,下列说法正确是（ ）
A.红外线和X射线穿透能力都很强，常用于医学上透视人体
B.过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康
C.电磁波中γ射线频率最高,医学上常用它进行人体透视检查
D.紫外线和X射线都可以使感光底片感光
D
小试牛刀
例2 (多选)关于电磁波的应用,下列说法正确是(　　)
A.医院里常用X射线对病房和手术室进行消毒
B.工业上利用γ射线检查金属部件内有无砂眼或裂缝
C.刑侦上用紫外线拍摄指纹照片,因为紫外线波长短,分辨率高
D.卫星用红外遥感技术拍摄云图照片,因为红外线穿透能力较强
BC
小试牛刀
例3.(多选)在电磁波中,波长按从长到短排是（ ）
A.无线电波、可见光、红外线
B.无线电波、可见光、γ射线
C.红光、黄光、绿光
D.紫外线、γ射线、X射线
BC
小试牛刀
例4、一雷达站探测敌机时荧光屏上出现的记录图像如图,A是发射时的雷达探索波的脉冲波形,B是敌机反射回来的脉冲波形,则敌机与雷达站的距离是(　　)
A.9×105 m　　　　　　　　 B. 4.5×105 m
C.3×105 m D.无法确定
B