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《2020_2021学年新教材高中物理第十三章电磁感应与电磁波初步4电磁波的发现及应用学案新人教版必修320210406250.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、优选电磁波的发现及应用一、电磁场1.麦克斯韦电磁场理论的两个基本假设:(1)变化的磁场能够在周围空间产生电场(如图甲所示)。(2)变化的电场能够在周围空间产生磁场(如图乙所示)。2.电磁场:变化的电场和变化的磁场交替产生,形成不可分割的统一体,称为电磁场。二、电磁波如图所示,战争中,天上有卫星,空中有战机,地上有战车,海里有战舰。你知道是什么把这些战场要素连成一个有机的整体的吗?-16-/16优选提示:是电磁波。战场各个要素通过电磁波互通有无,传递信息,构成一个有机的战场系统。1.电磁波的产生:周期性变化的磁场周围会产生周期
2、性变化的电场,周期性变化的电场周围也会产生周期性变化的磁场。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的电磁场传播出去就形成了电磁波。2.电磁波可以在真空中传播,电磁波的传播不需要介质。3.光也是电磁波:(1)电磁波的传播速度恰好与真空中的光速相同。(2)麦克斯韦指出,光是以波动形式传播的一种电磁振动。4.赫兹的电火花:如图所示,和高压感应线圈相连的抛光金属球间产生电火花时,空间出现了迅速变化的电磁场,这种变化的电磁场以电磁波的形式传到了导线环,导线环中激发出感应电动
3、势,使与导线环相连的金属球间也产生了电火花。这个导线环实际上是电磁波的检测器。结论:赫兹实验证实了电磁波的存在,检验了麦克斯韦电磁场理论的正确性。三、电磁波谱1.波峰与波谷: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。-16-/16优选2.波长、频率与波速:如图邻近的两个波峰(或波谷)的距离叫作波长,波长用符号λ来表示;波的频率是在1s内有多少次波峰(或波谷)通过,频率用符号f来表示;波速是用来描述波传播快慢的物理量,波速用符号c来表示。3.波速、波长、频率三者之间的关系:c=λf,其中c=3×108m/s。4
4、.电磁波谱的概念及分类:(1)概念:按电磁波的波长或频率大小的顺序排列成谱,叫作电磁波谱。(2)分类:按照波长从长到短依次排列为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。5.电磁波的特点及应用:(1)无线电波:波长大于1mm(频率小于300GHz)的电磁波是无线电波。①无线电波中的中长短波:广播及其他信号传输。②无线电波中的微波:卫星通信、电视等。(2)红外线:①红外线是一种光波,波长比无线电波短,比可见光长,其主要特点是热效应。②所有物体都发射红外线,热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射强。③红外线主要用于加热理疗、
5、红外遥感和红外高速摄影等。(3)可见光:可见光的波长在400nm到760nm之间,可见光让我们看见这个世界,也可用于通信。(4)紫外线:①波长X围在5__nm到370__nm之间,其主要特点是化学效应。 -16-/16优选②具有较高的能量,应用于灭菌消毒,具有较强的荧光效应,用来激发荧光物质发光。(5)X射线和γ射线:①X射线频率比紫外线高,穿透力较强,用来检查工业部件有无裂纹或气孔,医学上用于人体透视。②γ射线频率比X射线还要高,具有很高的能量,穿透力更强,医学上用来治疗癌症,工业上用于探测金属部件内部是否有缺陷。四、电磁
6、波的应用1.电磁波具有能量:(1)可以用仪器探测到电磁波的存在,说明电磁波是一种真实存在的物质。(2)生活中常常用微波炉来加热食物,说明电磁波具有能量,且电磁波的频率越高,能量越大。2.电磁波通信:电磁波可以通过电缆、光缆进行有线传输,也可实现无线传输。电磁波的频率越高,相同时间内传递的信息量越大。3.电视:(1)摄影机把图像变成电信号。(2)发射机把电信号加载到频率很高的电磁波上。(3)发射天线将高频信号发射到空中。(4)电视机的接收天线把高频信号接收下来。(5)电视机把图像信号取出并放大。(6)显像管将图像信号还原为图像
7、。4.雷达:(1)雷达是利用无线电波来测定物体位置的无线电设备。(2)雷达既是电磁波的发射端,又是电磁波的接收端。-16-/16优选(3)原理:雷达用直线性好的微波定位。无线电波的传播速度是c,测出从发射无线电波到接收反射波的时间t,就可以确定障碍物的距离L=。实际上,障碍物的距离等数据由电子电路自动计算并在荧光屏上显示。5.移动:(1)每一部移动都是一个无线电台,同时又相当于一台收音机。(2)移动的体积很小,发射功率不大;它的天线也很简单,灵敏度不高。因此,它与其他用户的通话要靠较大的固定无线电台转接,这种固定的电台叫作基
8、地台或基站。(1)变化的电场一定产生变化的磁场。(×)(2)恒定电流周围产生磁场,磁场又产生电场。(×)(3)电磁波和光在真空中的传播速度都是3.0×108m/s。(√)(4)麦克斯韦预言并验证了电磁波的存在。(×)(5)电磁波在任何介质中的传播速度均为3×108m/s。(×)(6)光也是
