第5章 初识电磁场与电磁波
第3节 初识电磁波及其应用
第4节 初识光量子与量子世界
基础过关练
题组一 电磁波的产生
1.(多选)下列说法中,正确的有 ( )
A.最早发现电和磁有密切联系的科学家是奥斯特
B.电磁感应现象是法拉第发现的
C.建立完整的电磁场理论的科学家是麦克斯韦
D.最早预言电磁波存在的科学家是赫兹
2.关于电磁场理论,下列叙述不正确的是( )
A.变化的磁场周围一定存在着电场,与是否有闭合电路无关
B.周期性变化的磁场产生同频率变化的电场
C.变化的电场和变化的磁场相互关联,形成一个统一的场,即电磁场
D.电场周围一定存在磁场,磁场周围一定存在电场
3.如图所示的四种电场中,哪一种能产生电磁波 ( )
题组二 电磁波的应用
4.关于雷达的特点,下列说法正确的是 ( )
A.雷达所用无线电波的波长比短波更长
B.雷达只有连续发射无线电波,才能发现目标
C.雷达的荧光屏上可以直接读出障碍物的距离
D.雷达在能见度低的黑夜中将无法使用
5.一个雷达向远处发射无线电波,每次发射的时间为1 μs,两次发射的时间间隔为100 μs,在指示器的荧光屏上呈现出的尖形波如图所示,已知图中ab=bc,光在真空中的传播速度c=3.0×108 m/s,则障碍物与雷达之间的距离是多大
题组三 光量子与量子世界
6.(多选)以下宏观概念中,哪些是“量子化”的 ( )
A.物体带的电荷量
B.物体的质量
C.物体的动量
D.学生的个数
7.“神光Ⅱ”装置是我国规模最大的高功率固体激光系统,利用它可获得能量为2 400 J、波长λ=0.35 μm的紫外激光。已知普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,c=λν,则该紫外激光所含光子数为多少 (计算结果保留三位有效数字)
答案与分层梯度式解析
第5章 初识电磁场与电磁波
第3节 初识电磁波及其应用
第4节 初识光量子与量子世界
基础过关练
1.ABC 2.D 3.B 4.C 6.AD
1.ABC 最早预言电磁波存在的科学家是麦克斯韦,赫兹用实验证明了电磁波的存在,D项错误;由物理学史的知识可知,A、B、C正确。
2.D 变化的磁场周围产生电场,当电场中有闭合回路时,回路中有电流,若无闭合回路,电场仍然存在,A正确;周期性变化的磁场,会产生同频率变化的电场,B正确;变化的电场和变化的磁场相互联系着,形成一个统一个体,即电磁场,C正确;只有变化的电场才能形成磁场,若电场或磁场是恒定的,不会产生磁场或电场,D错误。故选D。
3.B 根据麦克斯韦的电磁场理论,变化的电场产生磁场,故B、C、D都可以产生磁场。周期性变化的电场产生周期性变化的磁场,从而产生电磁波,故只有B可以产生电磁波。故选B。
4.C 雷达一般采用直线性好,反射性强的微波,微波的波长比短波更短,A错误;雷达每次发射无线电波的时间及两次发射的时间间隔都有一定要求,不是连续发射无线电波,B错误;障碍物的距离等数据都由荧光屏显示出来,C正确;雷达在能见度低的黑夜中也可以使用,D错误。
5.答案 7.5×103 m
解析 图中a处和c处的尖形波是雷达向目标发射无线电波时出现的,b处的尖形波是雷达收到障碍物反射回来的无线电波时出现的,由ab=bc,可知无线电波从发射到返回所用时间为50 μs。
设雷达与障碍物间的距离为s,无线电波来回时间为t,波速为c,则s== m=7.5×103 m。
6.AD 所谓“量子化”应该是不连续的、一份一份的,故选A、D。
7.答案 4.23×1021 个
解析 紫外激光能量子的值为
ε== J≈5.68×10-19 J。
则该紫外激光所含光子数
n== 个≈4.23×1021 个。
7(共7张PPT)
1.麦克斯韦电磁场理论
(1) 麦克斯韦提出,在变化的磁场周围会激发出一种电场,不管有无闭合电路,变化的磁场激发
的电场总是存在的。
(2)变化的电场也能够产生磁场。
2.电磁场和电磁波
(1)电磁场的产生:振荡电场产生同频率的振荡磁场,振荡磁场产生同频率的振荡电场,周期性
变化的电场、磁场相互激发,形成的电磁场一环套一环,如图所示。
第3节 初识电磁波及其应用
知识 清单破
知识点 1 电磁波的产生
第4节 初识光量子与量子世界
(2)电磁场并非简单地将电场、磁场相加,而是相互联系、不可分割的统一整体。在电磁场
示意图中,电场E和磁场B,在空间相互激发,相互垂直,以光速c在空间传播。
(3)变化的电场和变化的磁场相互联系在一起,就会在空间形成一个统一的、不可分割的电
磁场。这种在空间交替变化并传播出去的电磁场就形成了电磁波。
3.光的本质是电磁波。
4.电磁波证实:赫兹通过实验证实了电磁波的存在,从而证实了麦克斯韦电磁场理论。
1.电磁波的应用
(1)手机通信
(2)雷达
①雷达的工作原理
电磁波遇到障碍物会被反射回来,根据信号的返回时间和方向,判断远处物体的方位。
②雷达的用途
探测目标、导航、预报天气、绘制地图等。
(3)卫星通信
①原理:利用地球同步卫星传递微波通信信号。
②优点:覆盖面广、通信距离长、不受地理位置的限制,以及投资少、见效快等独特优点。
知识点 2 电磁波的应用、电磁污染及防护
③分类:国际卫星通信、区域卫星通信和国内卫星通信。
(4)射电望远镜:利用接收宇宙中发射出的电磁波信号来探测宇宙天体。
2.电磁污染及防护
(1)电磁污染又称电磁波污染或射频辐射污染。过量的电磁波辐射对心脏、血液和眼睛等都
有很大的危害。
(2)电磁波污染的防护从物理学角度看,可以从电磁波源、电磁波的传播途径以及受辐射的
人这三个方面进行。
1.光的量子化
(1)光的本质的认识过程
①牛顿观点:光是从光源射出的具有高速度的粒子流。
②惠更斯观点:光像水波一样,也是一种波,叫光波。
③麦克斯韦观点:光是一种电磁波。
④爱因斯坦观点:提出光量子的概念,认为光是一份份的光子。
(2)光的波粒二象性
光既具有波动特性,又具有粒子特性,即具有波粒二象性。光在一定的条件下,突出地表现出
微粒性,实质为不连续性;在另一些条件下,又突出地表现出波动性。
知识点 3 光的量子化与量子世界
2.初识量子世界
(1)普朗克的量子假说:物质辐射(或吸收)的能量E只能是某一最小能量单位的整数倍。E=nε
(n=1,2,3,…)。
(2)能量子:一份能量就是一个能量子,能量子的能量ε与ν成正比。ε=hν,其中ν是电磁波的频
率,h称为普朗克常量。h=6.626×10-34 J·s。
1.均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场。 ( )
2.麦克斯韦预言并验证了电磁波的存在。 ( )
3.微观粒子的能量只能是能量子的整数倍。 ( )
4.能量子的能量不是任意的,其大小与电磁波的频率成正比。 ( )
知识辨析 判断正误，正确的画“ √” ，错误的画“ ” 。
均匀变化的电场周围一定产生恒定的磁场。
提示
麦克斯韦仅预言了电磁波的存在,而电磁波的存在是由赫兹证实的。
提示
√
√
