6.4 电磁波及其应用 课件（35张PPT）

(共35张PPT)
第六章 电磁现象与电磁波
粤教版 必修三
第四节 电磁波及其应用
课堂引入
天问一号拍摄并传回月地合影照片
天问一号是怎样把图片等信息传回地球的呢？
2020年7月23日，我国天问一号火星探测器在的发射升空，迈出了探索行星和深空的第一步，6天后天问一号探测器在飞离地球约120万公里的时候，回望地球，对地球和月球进行了合影“拍照” ，并传回地球。接下来又陆续传回各种数据。
电磁场
PART 01
科学回顾
人类是怎样发现电磁波的呢？
让我们回顾一下科学家们发现电磁波的历程吧！
历史上电磁学领域的大咖
01
麦克斯韦
奥斯特
安培
法拉第
麦克斯韦建立了第一个完整的电磁理论体系
电磁感应现象：在变化的磁场中放入一个闭合的导体回路，闭合导体回路中就产生感应电流。
电流
电荷的定向移动
电场
闭合导体回路
变化的磁场
麦克斯韦认为变化的磁场在线圈中产生电场，正是这种电场(涡旋电场)在线圈中驱使自由电子做定向的移动，引起了感应电流。
伟大的猜想
02
电磁场
03
1 . 变化的磁场产生电场
思考
猜测
电磁场
03
2 . 变化的电场产生磁场
变化的电场产生磁场
对称性
大胆假设
变化的磁场产生了电场
1 . 变化的磁场产生电场
电磁场
03
2 . 变化的电场产生磁场
1 . 变化的磁场产生电场
3 . 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：
【练习1】根据麦克斯韦的电磁场理论，下列说法正确的是（　　）
A．磁场周围一定存在电场
B．电场周围一定存在磁场
C．点电荷的电场周围一定没有磁场
D．变化的磁场周围不一定存在变化的电场
【参考答案】D
课堂练习
电磁场的物质性
04
1 . 电磁场具有能量
微波炉
光压现象
2 . 电磁场具有质量
3 .电磁场和电荷系统相互作用时遵守动量守恒定律和能量守恒定律
电磁场具备物质的各类性质，是物质存在的基本形态之一
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
天才的预言
05
空间可能存在电磁波
电场
电场
电场
磁场
电场
周期性变化的电场
磁场
电场
1. 电磁波的产生：变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波
电磁波
PART 02
电磁波的传播
01
声波和水波传播需要介质（空气、水）。
电磁波可以在真空中传播，不需要介质。
那么电磁波是依靠什么传播的呢？
电磁波的传播
01
那么电磁波是依靠什么传播的呢？
2 . 电磁波的传播速度等于光速；
预言光是一种电磁波。
电磁波的传播依靠的是电场和磁场的相互“激发”
电磁波中的电场和磁场互相垂直，电磁波在与二者均垂直的方向传播，所以电磁波是横波。 E⊥B ⊥v
电磁波的传播
01
二、电磁波
1 . 麦克斯韦伟大的预言——空间可能存在电磁波。
电磁波的传播速度等于光速；
预言光是一种电磁波。
3 . 赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论；
测出电磁波传播速度与光速相同，证实了光是电磁波。
电磁波的产生：变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波
2 . 电磁波的传播不需要介质，依靠的是电场和磁场的相互“激发”
电磁波谱
PART 03
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。
波的特性
01
描述波的物理量
v
λ
波峰
波谷
波速、波长、频率的关系
02
1 . 传播规律：c=λ f 真空中：c=3×108m/s
波速 : c
波长 : λ
频率 : f
电磁波
真空中：
波长越大，
频率越小!
波速：v = = λf
非真空（除空气）
波速：c = = λf
真空（空气近似）
【练习2】（2022春·河北石家庄·高二河北师范大学附属）有一个广播电台的频率 ，这个电台发射的电磁波的波长λ为（　　）
A．2.70m B．270m C．3.00m D．3.33m
【参考答案】D
课堂练习
电磁波在真空中的传播速度是3×108m/s，在空气中电磁波的传播速度比在真空中小，相差很少，一般认为电磁波在空气中的传播速度也是3×108m/s
（2）电磁波的频率由振源决定，同一电磁波在不同介质中传播，v和λ变化，v介（1）电磁波可以在真空中传播速度等于光速c=3×10 8m/s；
（4）电磁波具有波的共性，能发生反射、折射、干涉、衍射、多普勒效应和偏振现象；
（3）不同电磁波在同一介质中传播，速 度不同，f越高，v越小；f越低，v越大；
电磁波的特点
03
电磁波的频率范围很广。无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、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。
电磁波谱
04
从左到右，波长从大到小，频率从小到大！
1.无线电波：波长大于1mm，分为长波、中波、短波和微波，主要用于无线电通讯；
2.红外线：波长比无线电波短，比可见光长，所有的物体都在不停地发射红外线，主要用于遥感、加热；
3.可见光：波长在700nm~400nm，分为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种，可被视网膜感知；
电磁波谱
04
4.紫外线：波长在400nm~5nm，有较高的能量。可用于灭菌消毒，荧光效应等；
5.X射线：波长比紫外线更短，有比紫外线更高的能量，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:波长比X射线更短，频率非常高。有很高的能量和很强的穿透作用，可用于检查金属内部缺陷。
电磁波谱
04
【练习3】（2022秋·陕西延安·高二期中）“神舟十三号”载人飞船于2021年10月16日凌晨成功发射，在轨运行6个月后于2022年4月16日返回地球。创造了中国载人航天任务的新纪录。在发射与回收过程中，地面测控站对飞船进行跟踪测量与控制时，传输信号所使用的是电磁波谱中的（　　）
A．红外线 B．无线电波 C．紫外线 D．X射线
【参考答案】B
课堂练习
A.红外线常用电视机遥控、夜视仪、热谱仪等等，不符合题意，A错误;
B、微波频率比一般的无线电波频率高，通常也称为“超高频电磁波"，具有易于集聚成束、高度定向性以及直线传播的特性，可用来在无阻挡的视线自由空间传输高频信号，符合题意，B正确;
C、紫外光的频率比可见光高，但是比X射线低，常用于杀菌、进行透视或鉴定的工作，不符合题意，C错误;
D. X射线，是一种频率极高，波长极短、能量很大的电磁波，常应用于医学诊断，在工业上也用得着X射线来做工业探伤，不符合题意，D错误。故选B。
【练习4】（2022春·山东枣庄·高二统考期中）（多选）“中国天眼”位于贵州的大山深处，是500m口径球面射电望远镜（FAST）。它通过接收来自宇宙深处的电磁波，探索宇宙。下列关于电磁波的说法正确的是（　　）
A．电磁波在任何介质中传播速度均为
B．红外线的波长比紫外线大
C．麦克斯韦认为均匀变化的电场能激发出变化的磁场，空间将产生电磁波
D．赫兹通过实验捕捉到电磁波，证实了麦克斯韦的电磁理论
【参考答案】BD
课堂练习
电磁波应用
PART 04
通常电视广播使用微波传送电视信号．微波只能沿直线传播
电视广播
01
雷达
02
雷达工作时使用的是微波
移动电话
03
总结提升
PART 05
电磁波的发现过程
“磁生电”
赫兹检测到了电磁波，测出电磁波波速等于光速。
麦克斯韦猜想与假设：
1 . 变化的磁场产生电场
“电生磁”
2 . 变化的电场产生磁场
麦克斯韦预言了电磁波的存在预言光是一种电磁波
波速：v = λ/T = λf
课堂小结
电磁场的物质性
电磁波谱
电磁波的应用