粤教版（2019）物理必修第三册 6.4 电磁波及其应用 课件(36张ppt）

第六章　电磁现象与电磁波
第四节　电磁波及其应用
学习目标
学法指导
1.了解麦克斯韦电磁场理论的基本内容及其在物理学发展史上的意义
2．了解电磁波的基本特点及其发现过程，通过电磁波体会电磁场的物质性
3．知道电磁波谱及各电磁波排列顺序
4．了解电磁波的不同特性及其在生产生活中的应用
1.通过阅读教材或课外拓展学习，了解麦克斯韦电磁场理论的主要观点
2．通过了解电磁波的产生和特点，知道电磁场的物质性
3．通过实例，了解电磁波的应用，认识电磁波的应用对人类生活和社会发展的影响
知识导图
预习导学 | 新知领悟
1．麦克斯韦电磁理论的两个基本假设
(1)变化的磁场能够在周围空间产生________(如图甲所示)．
(2)变化的电场能够在周围空间产生________(如图乙所示)．
电磁波的原理
电场
磁场
2．电磁场
变化的电场和变化的磁场______产生，形成不可分割的统一体，称为电磁场．
3．电磁波
(1)电磁波的产生：变化的电场和磁场交替产生而形成的电磁场是由近及远地传播的，这种变化的____________在空间的传播称为电磁波．电磁场具备物质的各类性质，是物质存在的基本形式之一．
交替
电磁场

(2)电磁波的特点
①电磁波是横波，电磁波在空间传播不需要________．
②电磁波的波长、频率、波速的关系：v＝________，在真空中，电磁波的速度c＝__________m/s.
介质
λf
3.0×108
【答案】声波传播速度慢，衰减快，不好处理，远一点就听不见了．
电台发射的信号，如声音信号，为什么不直接将声音信号发射出去，而是加载到高频电磁波中发射呢？
(多选)关于电磁波的叙述正确的是 (　　)
A．电磁波是电磁场由发生区域向远处传播而产生的
B．电磁波在任何介质中的传播速度均为3×108 m/s
C．电磁波在真空中能传播
D．电磁波具有波的一切特征
【答案】ACD


【解析】电磁波是交替产生呈周期性变化的电磁场由发生区域向远处传播而产生，故A正确；电磁波只有在真空中传播时，其速度为3×108 m/s，故B错误；电磁波能在真空中传播，故C正确；电磁波是一种波，具有波的一切特性，故D正确．
1．电磁波谱： 电磁波谱按照波长由小到大的顺序排列，电磁波可划分为_________、_________、__________、__________、__________和__________．
2．电磁波的应用：由于电磁波具有不同的___________，因此具有不同的特性，利用这些特性，电磁波在生产、生活中有着广泛的应用．
①无线电波中的中长短波：______________________；
②无线电中的微波：____________________________；
电磁波谱
无线电波
红外线
可见光
紫外线
X射线
γ射线
波长(或频率)
广播及其他信号的传播
卫星通信、电视等信号的传输

③红外线：__________；
④可见光：________________________；
⑤紫外线：__________；
⑥X射线：___________；
⑦γ射线：____________________.
加热理疗
看见物体，也可用于通信
消毒
诊断病情
摧毁病变的细胞
【答案】通过卫星定位系统发射和接收电磁波而确定位置．
公交车上的自动报站系统是靠什么传递位置信号的？
电台发射“中波”段某套节目的信号、家用微波炉中的微波、VCD机中的激光(可见光)、人体透视用的X光，这些都是电磁波，它们的频率分别为f1、f2、f3、f4，则由c＝λf可以判断正确的是 (　　)
A．f1＞f2＞f3＞f4　　　 B．f1＜f2＜f3＞f4
C．f1＜f2＜f3＜f4　 D．f1＞f2＞f3＜f4
【答案】C
【解析】查找资料知道这些波的波长由大到小，由c＝λf可得它们的频率f由小到大，故C正确．
多维课堂 | 素养初培
下图是赫兹实验的装置示意图，请问赫兹通过此实验装置证实了什么问题？
电磁波的产生
【答案】实验演示了电磁波的发射和接收，验证了麦克斯韦电磁场理论．
2．对麦克斯韦电磁场理论的理解
恒定的电场不产生磁场
恒定的磁场不产生电场
均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场
均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场
不均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场
不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场
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
精例1　(多选)关于电磁场理论的叙述，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．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
C．电场周围一定存在磁场
D．磁场周围一定存在电场
【答案】AB
变式1　(多选)关于电磁波，下列说法正确的是 (　　)
A．只要有电场和磁场，就能产生电磁波
B．均匀变化的磁场能够在空间形成电磁波
C．赫兹证明了电磁波的存在
D．电磁波在真空中具有与光相同的速度
【答案】CD
【解析】若只有电场和磁场，而电场和磁场都稳定或电场、磁场仅均匀变化，都不能产生电磁波，A、B错误；光也是电磁波，可判断D正确；赫兹证明了电磁波的存在，C正确．
在我们身边到处都有电磁波的影子，它的应用更是比比皆是．下列设备中工作时所发出的波，哪些不属于电磁波？(1)微波炉加热食物时发出的波．(2)电视发射塔发出的波．(3)互联网光缆中传播的波．(4)电视机遥控器发出的波．
【答案】均属于电磁波．
电磁波谱及电磁波的应用
精例2　利用雷达测云层与观测点之间的距离时，电磁波从发射到接收共经历时间10－3 s，则该云层离观测点多远？
【答案】150 km

变式2　第5代移动通信5G的电磁波频率可高达5 000 MHz，这种信号的波长是多少？
核心素养微专题
雷达探测的原理和应用
1．雷达的原理：利用电磁波遇到障碍物发生反射的特性．
2．雷达的构造及特点：一般由天线系统、发射装置、接收装置、输出装置(显示器)、电源、用于控制雷达工作和处理信号的计算机以及防干扰设备等构成．
(1)雷达既是无线电波的发射端，又是无线电波的接收端．
(2)雷达使用的无线电波是直线性好、反射性能强的微波波段．
【专练】　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，在显示器的荧光屏上呈现出的尖形波如图所示，已知图中刻度 ab＝bc，则障碍物与雷达之间的距离是多大？
【答案】7.5×103 m
课堂小练 | 素养达成
1．(多选)根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是 (　　)
A．电场一定能产生磁场，磁场也一定能产生电场
B．变化的电场一定产生磁场
C．稳定的电场也可以产生磁场
D．变化的磁场一定产生电场
【答案】BD
【解析】根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场和变化的磁场相互联系在一起，形成一个统一的、不可分割的电磁场．变化的电场一定产生磁场，稳定的电场不产生磁场，故A、C错误，B、D正确．
【答案】ABC
【解析】由麦克斯韦电磁场理论，当空间出现恒定的电场时(如A图)，由于它不激发磁场，故无电磁波产生；当出现均匀变化的电场(如B图、C图时)，会激发出磁场，但磁场恒定，不会在较远处激发出电场，故也不会产生电磁波；只有周期性变化的电场(如D图)，才会激发出周期性变化的磁场，它又激发出周期性变化的电场……如此不断激发，便会形成电磁波．
3．下列过程中，没有利用到电磁波的是 (　　)
A．用水银温度计测量体温 B．用手机接听电话
C．用遥控器打开电视机 D．用微波炉加热面包
【答案】A
【解析】用水银温度计测量体温，用到了水银热胀冷缩的性质，A正确；用手机接听电话，利用了电磁波通信，B错误；用遥控器打开电视机，利用了红外线遥控技术，C错误；用微波加热面包，用到了微波，属于电磁波，D错误．