13.4 电磁波的发现及应用 课件 （共23张PPT）2024-2025学年高一物理人教版（2019）必修第三册

(共23张PPT)
第四章 电磁振荡与电磁波
第4节 电磁波的发现及应用
顺风耳、千里眼、最强网课——太空授课
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
1．了解麦克斯韦电磁场理论的内容。
2．知道电磁波的形成及赫兹的实验结论。
3．知道电磁波在真空中传播速度及波长、频率和波速的关系。
4．了解电磁波谱的组成及各种电磁波的特点、应用。
法拉第发现电磁感应的那年，麦克斯韦在英国爱丁堡诞生了。
法拉第
麦克斯韦
一、电磁场
一、电磁场
麦克斯韦
1.麦克斯韦的电磁场理论：
（1）变化的磁场产生电场
（2）变化的电场产生磁场
电子定向移动需要电场
电容器
既然变化的磁场能够产生电场，那么，变化的电场能产生磁场吗？
2.对麦克斯韦的预言的理解
（1）变化的电场产生磁场
（2）变化的磁场产生电场
②周期性变化的电场产生同频率周期性变化的磁场
②周期性变化的磁场产生同频率周期性变化的电场
①均匀变化的电场产生恒定的磁场
①均匀变化的磁场产生恒定的电场
③恒定的电场会不会产生磁场？
③ 恒定的磁场会不会产生电场？
不产生磁场
不产生电场
B
B
E
E
E
E
一、电磁场
麦克斯韦
如果在空间某域中有周期性变化的电场
在它周围空间产生周期性变化的磁场
在它周围空间产生新的周期性变化的电场
变化的电场和变化的磁场是相互联系的，形成一个不可分离的统一体，这就是电磁场。
….
1.变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地传播。这种变化的电磁场在空间以一定的速度传播的过程叫做电磁波。
B
B
E
E
E
E
二 、电磁波
(1).电磁波的传播
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
(2).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
麦克斯韦英年早逝，没有见到科学实验对电磁场理论的证明。把天才的预言变成世人公认的真理，这是赫兹的功劳。
现象：当感应圈两个金属球间有火花跳过时，导线环两个小球间也跳过了火花。
L
接收线圈
发射电路
电磁波
E
C
K
A
B
2.赫兹的电火花
捕捉电磁波
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。
最高处
最低处
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。
波峰
λ
波峰
f
快慢
c
3.波速、波长、频率三者之间的关系。
波速 : c
波长 : λ
频率 : f
电磁波
真空中：波长越大，频率越小!
c = λ f
4.电磁波谱:按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列起来。
从左到右，波长从大到小，频率从小到大！
依次为无线电波，红外线、可见光、紫外线、x射线，伽马射线，可见光只是电磁波中的一小部分。不同的电磁波由于具有不同的频率，因此具有不同的特性。
电磁波谱的分类及应用
无线电波 大于1mm 长距离传播 通信、广播和天体物理研究
红外线 750nm～１×106nm 热作用 红外摄影、红外遥感技术
可见光 750nm～370nm 引起视觉 观察、照像
紫外线 5nm～370nm 荧光，化学作用，杀菌消毒 感光技术、医用消毒
伦琴射线 10－8m --10－12m 有较强的穿透能力 医学检查、安全检查
伽马射线 小于10－10m 具有很高的能量，更强的穿透能力 医学治疗γ刀
金属探伤
四、电磁波的能量
电磁波有能量。电磁波是一种物质存在的形式。
例：微波炉，食物增加的能量是微波给的。
能量的相对大小
波长λ/nm
400
800
1200
1600
2000
紫外线
可见光
红外线
黄绿光
0
太阳辐射能大部分集中在可见光和红外线、紫外线区域。如图所示：
1.下列有关电磁场理论的说法正确的是(　　)
A．任何变化的磁场都要在空间产生变化的电场
B．任何电场都要在周围空间产生磁场
C．任何变化的电场都要在周围空间产生磁场
D．电场和磁场总是相互联系着，形成一个不可分离的统一体，即电磁场
C
2.(多选)下列关于电磁波的说法中，正确的是(　 　)
A．电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播
B．电磁波在任何介质中的传播速度均为3.0×108 m/s
C．电磁波由真空进入介质传播时，波长将变短
D．只要空间中某个区域有变化的电场或变化的磁场，就能产生电磁波
AC
3.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,　　　。
(2)紫外线灯,　　　。
(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.紫外线具有很强的荧光作用
B.紫外线具有杀菌消毒作用
C.X射线具有很强的穿透性
D.红外线具有显著的热效应
C
B
D
1.麦克斯韦的电磁场理论：
（1）变化的磁场产生电场
（2）变化的电场产生磁场
4.电磁波有能量。电磁波是一种物质存在的形式。
2.波速、波长、频率三者之间的关系:c=λf,其中c=3×108 m/s。
3.电磁波谱:按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列起来。