物理：第2、3节《电磁场和电磁波》《电磁波谱 电磁波的应用》课件（教科版选修3-4）

欢迎进入物理课堂 第2节电磁场和电磁波第3节电磁波谱电磁波的应用 学习目标 1 理解麦克斯韦电磁理论的基本假设及其重要意义 2 知道电磁场和电磁波及电磁波在真空中的速度 3 知道电磁波谱 知道常见电磁波的应用 重点难点 1 麦克斯韦电磁理论的理解 2 电磁波谱及其应用 第2节 第3节 核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练 课前自主学案 课标定位 课前自主学案 一 麦克斯韦电磁理论的两个基本论点1 变化的磁场能够在周围空间产生电场磁场随时间变化快 产生的电场 磁场随时间变化 时 产生变化的电场 稳定的磁场周围不产生电场 电场的产生有两种方式 由电荷产生或由 产生 2 变化的电场能够在周围空间产生磁场电场随时间变化快 产生的磁场 电场随时间变化不均匀 则产生 的磁场 的电场周围不产生磁场 强 不均匀 变化的磁场 强 变化 稳定 二 电磁场如果在空间某区域有不均匀变化的电场 那么它就在其周围空间引起不均匀变化的磁场 不均匀变化的磁场又在它周围空间引起新的不均匀变化的电场 于是 的电场和 的磁场交替产生 形成不可分割的统一体 称为电磁场 三 电磁波1 定义 变化的电场和磁场交替产生而形成的电磁场在空间由近及远传播称为电磁波 2 电磁波的速度 1 麦克斯韦指出了光的电磁本质 他预言了电磁波的速度等于 变化 变化 光速 2 波长 波速v和周期T的关系 四 麦克斯韦理论在物理发展史上的意义麦克斯韦电磁理论是继牛顿建立经典力学体系之后的又一次对自然现象的认识的伟大综合 它为深入研究物质的电磁结构及客观性质提供了理论基础 统一了人们对电磁和光现象的认识 为电和磁的利用开辟了理论前景 vT 五 电磁波谱和电磁波的应用1 电磁波谱将各种电磁波按 或频率的大小顺序排列起来 就构成了电磁波谱 通常人们按 将电磁波谱划分为无线电波 红外线 可见光 紫外线 X射线 射线六个波段 2 无线电波波长从几毫米到几十千米的电磁波是无线电波 无线电波可用于通信和广播 3 红外线 波长比可见光中的红光的波长 不能引起人的视觉 是不可见光 所有物体都在不停地辐射红外线 且温度越高 辐射的红外线越 红外线的主要作用是 波长 用途 长 强 热效应 4 紫外线 波长比可见光中的紫光波长 不能引起人的视觉 主要作用 杀菌消毒 5 X射线 伦琴射线 波长比紫外线的波长还 它的穿透能力很强 作用是用于检查人体内部器官 6 射线 是比X射线波长 的电磁波 穿透能力比X射线更强 还短 短 更短 核心要点突破 一 对麦克斯韦电磁场理论的理解图3 2 11 变化的磁场产生电场如图3 2 1所示 麦克斯韦认为在变化的磁场周围产生电场 是一种普遍存在的现象 跟闭合电路 导体环 是否存在无关 导体环的作用只是用来显示电流的存在 2 图3 2 2变化的电场产生磁场根据麦克斯韦电磁场理论 在给电容器充电的时候 不仅导体中的电流要产生磁场 而且在电容器两极板间 变化的电场周围也要产生磁场 如图3 2 2所示 3 几点说明 1 在变化的磁场中形成的电场 其电场线是闭合的 和静电场中电场线不同 2 麦克斯韦电磁场理论重在变化 理解变化要注意以下两点 变化的磁场 变化的电场 即时应用 即时突破 小试牛刀 1 根据麦克斯韦的电磁场理论 下列说法中错误的是 A 变化的电场能产生磁场B 均匀变化的电场能产生均匀变化的磁场C 振荡电场能够产生振荡磁场D 振荡磁场能够产生振荡电场解析 选B 麦克斯韦电磁场理论的含义是 变化的电场能产生磁场 变化的磁场也能产生电场 产生的场的形式由原来的场的变化率决定 可由原来的场随时间变化的图像的切线斜率判断 确定 可见 均匀变化的电场的变化率恒定 产生不变的磁场 B说法错误 其余说法正确 特别提醒 1 同一种电磁波在不同介质中传播时频率不变 频率由波源决定 波速 波长发生改变 在介质中的速度都比真空中速度小 2 不同电磁波在同一种介质中传播时 传播速度不同 即时应用 即时突破 小试牛刀 2 关于机械波和电磁波的比较 下列说法正确的是 A 它们都可以发生反射 折射 干涉 衍射现象B 机械波和电磁波本质上相同 只是频率不同而已C 机械波和电磁波都是传播的振动的物质D 机械波的传播一定要有介质 电磁波没有介质也可以传播解析 选AD 机械波和电磁波都具有波的特性 可以发生反射 折射 干涉 衍射等现象 机械波传播的是运动的形式 振动 电磁波传播的是电磁场 它们本质上不同 电磁波可以在真空中传播 三 对电磁波谱的认识1 电磁波谱的分布及用途 2 各区段上的电磁波产生的机理 1 无线电波 振荡电路中 电子周期性运动产生 2 红外线 可见光和紫外线 原子的外层电子受激发产生 3 X射线 伦琴射线 原子的内层电子受激发后产生 4 射线 原子核受激发后产生 即时应用 即时突破 小试牛刀 3 关于电磁波谱 下列说法中正确的是 A 电磁波中最容易表现出干涉 衍射现象的是无线电波B 红外线 紫外线 可见光是原子的外层电子受激发后产生的C 伦琴射线和 射线是原子的内层电子受激发后产生的D 红外线的显著作用是热作用 温度较低的物体不能辐射红外线 解析 选AB 波长越长的无线电波波动性越显著 干涉 衍射现象越易发生 从电磁波产生的机理可知 射线是原子核受激发后产生的 不论物体温度高低都能辐射红外线 物体的温度越高 它辐射的红外线越强 课堂互动讲练 关于电磁场理论 下列说法正确的是 A 在电场周围一定产生磁场 磁场周围一定产生电场B 在变化的电场周围一定产生变化的磁场 变化的磁场周围一定产生变化的电场C 均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场D 周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场 精讲精析 根据麦克斯韦的电磁场理论 只有变化的电场才能产生磁场 故A选项错误 均匀变化的电场产生恒定的磁场 非均匀变化的电场产生变化的磁场 故B C错 D正确 答案 D 方法总结 在理解麦克斯韦的电磁理论时 要注意静电场不产生磁场 静磁场也不产生电场 还要注意根据电场 或磁场 的变化情况来确定所产生的是什么样的磁场 或电场 2011年泰安高二调研 某地的雷达站正在跟踪一架向雷达站匀速飞行的飞机 设某一时刻从雷达站发出电磁波后到再接收到反射波历时200 s 经过4s后又发出一个电磁波 雷达站从发出电磁波到再接收到反射波历时186 s 则该飞机的飞行速度多大 自主解答 由电磁波发射到接收到反射波历时200 s 可算出此时飞机距雷达站的距离为 答案 525m s 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全