物理人教版（2019）必修第三册13.4电磁波的发现及应用（共25张ppt）

(共25张PPT)
13.4 电磁波的发现及应用
一、新课导入
早期的信息传播工具
烽火台
驿马飞奔
　　电磁波为信息的传递插上了翅膀。广播、电视、移动通信等方式，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？
一、电磁场
库仑—库仑定律
1.前人研究成果
安培—安培定则、分子电流假说等
一、电磁场
奥斯特—电流的磁效应
1.前人研究成果
法拉第—电磁感应现象等
麦克斯韦是继法拉第之后，依据库仑、高斯、欧姆、安培、毕奥、萨伐尔、法拉第等前人的一系列发现和实验成果，建立了第一个完整的电磁理论体系，不仅科学地预言了电磁波的存在，而且揭示了光、电、磁现象的本质的统一性，完成了物理学的又一次大综合。这一理论自然科学的成果，奠定了现代的电力工业、电子工业和无线电工业的基础。
麦克斯韦
（J.C.Maxwell,1831—1879)
英国物理学家。
一、电磁场
1.麦克斯韦的电磁场理论
(1)电磁感应现象的实质是变化的磁场产生了电场，变化的电场产生磁场.
(2)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的电磁场.
(3)麦克斯韦预言:如果在空间某区域中有周期性变化的电场,那么它就在空间引起周期性变化的磁场;这个变化的磁场又引起新的变化的电场.于是,变化的电场和变化的磁场交替产生,由近及远地向周围传播.一个伟大的预言诞生了——空间可能存在电磁波。
周期性变化的电场
周期性变化的磁场
……
电磁波
周期性变化的电场
周期性变化的磁场
1、电磁波传播需要介质吗？
电磁波可以在真空中传播,电场和磁场相互“激发”，传播不需要介质！
2、电磁波传播速度有多少？
电磁波的速度等于光速！光是一种电磁波
c=3×10 8m/s
3、波速、波长和频率三者之间关系
(1)在一列水波中,凸起的最高处叫作波峰,如图中标示的A、A';凹下的最低处叫作波谷,如图中标示的D、D'。临近的两个波峰(或波谷)的距离叫作波长,用λ表示,如图所示.
(2)在1s内有多少次波峰(或波谷)通过,波的频率就是多少赫兹.用来描述波传播快慢的物理量叫作波速,波速、波长、频率三者的关系是波速=波长×频率.
4.电磁波的波速c与波长λ、频率f的关系是：c=λf，电磁波在真空中的传播速度： c=3×108 m/s.
5.电磁波的频率范围很广，按电磁波的波长或频率大小的顺序把各种电磁波排列起来,就是电磁波谱。
三、电磁波谱：按电磁波的波长或频率大小的顺序排列
1．无线电波：分为：长波、中波、短波和微波，主要用于无线电通讯。
早期无线电台、收音机利用无线电波中的长波、中波、短波
移动通信、电视机等的信号传输利用无线电波中的微波
2．红外线：波长范围 760 nm～106 nm 的电磁波，所有的物体都在不停地发射红外线。主要用于遥感、加热。
红外线测量体温
红外线理疗仪
3．可见光：波长范围 400 nm～760 nm 的电磁波，作用于眼睛产生视觉。
4．紫外线：波长范围 10 nm～400 nm 的电磁波，紫外线可以用来灭菌消毒，荧光效应，主要是化学作用。
紫外线消毒灯
5．X 射线：波长范围 10-10 m～10-8 m 的电磁波，有较强的穿透作用，可用于透视、检查金属内部缺陷。
6．γ 射线：波长小于 10-10 m 的电磁波，有很强的穿透作用，可用于检查金属内部缺陷。可以用于摧毁病变的细胞。
X 射线片
伽马刀
四、电磁波具有能量
1.赫兹通过实验证实了电磁波的存在,而且是真正存在的物质。
2.生活中常用微波炉来加热食物,食物增加的能量是微波给它的,可见,电磁波具有能量。
例1：任何电磁波在真空中都具有相同的（ ）
A、频率
B、波长
C、波速
D、能量
C
例2．建立完整电磁场理论并预言电磁波存在的科学家是（　　）
A．赫兹 B．麦克斯韦
C．牛顿 D．库仑
B
例3．关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是（ ）
A．电磁波可以在真空中传播
B．电场随时间变化时一定产生电磁波
C．变化的磁场一定产生变化的电场
D．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
A
例4．关于电磁场理论，有下列说法，其中正确的是（ ）
①变化的电场可以在周围空间产生磁场，变化的磁场也可以在周围空间产生电场
②电荷周围存在着电场，运动电荷周围存在着磁场
③在电场的周围一定会产生磁场
④在磁场的周围一定会产生电场。
A．①② B．③④ C．②③ D．①④
A
巩固练习
1.按照麦克斯韦电磁场理论，以下说法中正确的是（　　）
A．电场一定产生磁场，磁场一定产生电场
B．稳定的电场产生稳定的磁场，稳定的磁场产生稳定的电场
C．周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场产生周期性变化的电场
D．均匀变化的电场产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场产生均匀变化的电场
C
巩固练习
2．关于电磁波的应用，下列说法不正确的是（　　）
A．无线电波广泛应用于通信和广播
B．红外线探测器能探测出物体的红外辐射
C．适量的紫外线照射，对人体健康有益
D．因为射线穿透能力不强，不能用来检查金属内部伤痕
D