2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册 13.4电磁波的发现及应用 课件（共19张PPT)

(共19张PPT)
第4节 电磁波的发现及其应用
1.了解麦克斯韦电磁场理论，知道电磁场的概念.
2.知道电磁波的特点，掌握电磁波波长、频率、波速之间的关系.
3.知道电磁波谱中各种电磁波的排列顺序，了解各种电磁波的应用，了解电磁波的能量.
新课导入
　　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
1. 电磁场理论的两个核心
①变化的磁场能产生电场
②变化的电场能产生磁场
①变化的磁场能产生电场
思考
猜测
注：（1）这种感生的电场与空间是否存在闭合电路没有关系。
（2）感生电场的电场线不同于静电场的电场线，它是闭合曲线。
②变化的电场能产生磁场
变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场
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的电磁场。
麦克斯韦电磁场理论的理解
（1）恒定的电场不产生磁场
（2）恒定的磁场不产生电场
（3）均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场
（4）均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场
（5）振荡电场产生同频率的振荡磁场
（6）振荡磁场产生同频率的振荡电场
麦克斯韦推断：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
验证电磁波的存在（赫兹实验）：
问题1：电磁波传播需要介质吗？
问题2：电磁波传播速度有多少？
电场和磁场相互“激发”，传播不需要介质！
电磁波的速度等于光速！
二、电磁波
在一列水波中，凸起的最高处叫作波峰;凹下的最低处叫作波谷。邻近的两个波峰（或波谷）的距离叫作波长。在1s内有多少次波峰（或波谷）通过，波的频率就是多少。水波不停地向远方传播，用来描述波传播快慢的物理量叫作波速。
v
λ
波峰
波谷
2.波速、波长、频率的关系
波速=波长×频率
二、电磁波
v=λ/T=λf
从左到右，波长从大到小，频率从小到大！
电磁波的频率范围很广。无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，都是电磁波。可见光只是电磁波中的一小部分。按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列起来，就是电磁波谱。
三、电磁波谱
(　2021·震泽中学高二下月考)下列说法中正确的是
A.在电场周围一定存在磁场
B.电磁波的传播需要介质
C.电磁波在真空中的速度为3×108 m/s
D.电磁场理论是物理学家法拉第建立的
例2
√
关于电磁波，下列说法中正确的是
A.变化的电场一定在周围空间产生变化的磁场
B.麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹最先用实验证实了电磁波的
存在
C.电磁波的发射过程是吸收能量的过程
D.各种频率的电磁波在真空中以不同的速度来传播
针对训练2
√
　电磁波在真空中传播的速度c＝3×108 m/s，有一个广播电台的频率f＝90.0 MHz，这个电台发射的电磁波的波长λ为
A.2.70 m B.270 m
C.3.00 m D.3.33 m
例3
√
无线电波的中波波长范围为200～3 000 m.求该波段的频率范围.
针对训练3
答案　1.0×105～1.5×106 Hz
　下面列出一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理现象.请将相应的字母填写在运用这种现象的医疗器械后面的空格上.
(1)X光机，________.
A.红外线具有显著的热效应
B.紫外线具有很强的荧光作用
C.紫外线具有杀菌消毒作用
D.X射线具有很强的穿透力
例4
D
X光机是用来透视人体内的器官的，因此需要具有较强穿透力的电磁波，但又不能对人体造成太大的伤害，因此采用了X射线，因此选D.
(2)紫外线灯，________.
A.红外线具有显著的热效应
B.紫外线具有很强的荧光作用
C.紫外线具有杀菌消毒作用
D.X射线具有很强的穿透力
C
紫外线灯主要是用来杀菌的，因此它应用的是紫外线的杀菌作用而非荧光作用，因此选C.
(3)理疗医用“神灯”照射伤口，可使伤口愈合得较好.这里的“神灯”是利用________.
A.红外线具有显著的热效应
B.紫外线具有很强的荧光作用
C.紫外线具有杀菌消毒作用
D.X射线具有很强的穿透力
A
“神灯”又称红外线灯，主要是用于促进局部血液循环，它利用的是红外线的热效应，使人体局部受热，血液循环加快，因此选A.
在电磁波谱中，红外线、可见光和X射线三个波段的频率大小关系是
A.红外线的频率最大，可见光的频率最小
B.可见光的频率最大，红外线的频率最小
C.X射线频率最大，红外线的频率最小
D.X射线频率最大，可见光的频率最小
针对训练4
√
红外线、可见光和伦琴射线(X射线)三个波段的波长是从长到短，所以其频率是从小到大，则频率最大的是伦琴射线(X射线)，频率最小的是红外线.故选C.
返回