3.4 3.5 电磁波的发现及其应用 微观世界的量子化（word教参）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理必修第三册配套教参（教科版）

域，如图所示，从线框进入到完全离开磁场的时间内，线框中没有感应电流的时间是多少？ 解析：ad边和bc边都在磁场外时，线框中的磁通量不变，没有感应电流。线圈中没有感应电流的时间为t＝。 答案： 4　电磁波的发现及其应用 5　微观世界的量子化 新课程标准 学业质量目标 1.通过实验，了解电磁波，知道电磁场的物质性。 2.通过实例，了解电磁波的应用及其带来的影响。 3.知道光是一种电磁波。 4.知道光的能量是不连续的。 5.初步了解微观世界的量子化特征。 合格性考试 1.了解麦克斯韦电磁场理论的基本内容以及在物理学发展史上的意义。知道电磁波产生的原理，并通过电磁波体会电磁场的物质性。知道电磁波波速、波长和频率的关系，知道光的波粒二象性。(物理观念) 2.了解赫兹的实验及其意义。(科学探究) 选择性考试 1.能分析电磁波产生过程中，电场与磁场相互转化的规律，知道电磁波具有能量，体会电磁波在科技、生产和生活中的应用。知道能量的量子化，了解原子的能级。(物理观念) 2.知道电磁波通信的原理及其主要作用。(科学态度与责任) 3.认识电磁波谱，知道各种不同电磁波按波长或频率的排列顺序。(科学思维) 授课提示：对应学生用书第85页 一、电磁场 1．麦克斯韦电磁场理论 (1)变化的磁场能够在周围空间产生电场。 (2)变化的电场能够在周围空间产生磁场。 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、电磁波和电磁波谱　电磁波的应用 1．电磁波：变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播，这种变化的电磁场在空间的传播称为电磁波。 2．电磁波的实验证实：赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了电磁波的速度等于光速，证明了电磁波能够产生反射、折射、干涉、衍射等现象，证实了麦克斯韦的电磁场理论。 3．电磁波的速度 (1)电磁波的波长、频率、波速的关系：v＝λf。 (2)在真空中，电磁波的速度c＝3.0×108 m/s。 4．电磁波谱 (1)定义：按波长(或频率)的顺序把所有电磁波排列起来，称之为电磁波谱。 (2)电磁波谱的排列：按波长由长到短依次为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。 5．电磁波的应用 (1)利用电磁波传递信息； (2)利用电磁波传输能量。 三、微观世界的量子化 1．波粒二象性 (1)光的波动性：光的干涉、衍射现象说明光具有波的特性，麦克斯韦进一步说明光是一种电磁波。 (2)光的粒子性：爱因斯坦提出了光子说，成功解释了光电效应，说明光具有粒子性。 (3)实物粒子的波动性：波粒二象性是微观世界的共性，电子、质子等实物粒子同样具有波动性。 2．能量量子化 (1)能量子的定义：普朗克认为电磁波的发射和吸收是不连续的每一份的能量叫作能量子。 (2)公式：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。 (3)光子：光的传播是不连续的，而是一份一份的，每一份叫作一个光子。 3．能级 (1)能级：原子的能量是量子化的，即一系列不连续的值，这些不连续的、量子化的能量值叫作能级。 (2)能级特点 ①原子处于能量最低的状态(基态)，是最稳定的。 ②原子受到高速运动的电子的撞击，有可能变到能量较高的状态(激发态)。 (3)跃迁：原子从某一能级“跳跃”到另一能级的过程称为跃迁。从较低能级跃迁到较高能级，必须吸收能量；从较高能级跃迁到较低能级，必须释放能量；吸收或释放的能量都等于两能级的能量差。 授课提示：对应学生用书第86页 知识点一　对麦克斯韦电磁场理论的理解 [情景探究]　电子感应加速器就是用来获得高速电子的装置，其基本原理如图所示，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电磁铁线圈中通入变化的电流，真空室中的带电粒子就会被加速，其速率会越来越大。请思考：带电粒子受到什么力的作用而被加速？如果线圈中通入恒定电流会使粒子加速吗？这个现象告诉我们什么道理？ 提示：电荷受到电场力作用做加速运动。线圈中通入恒定电流时，粒子不会被加速。这个现象告诉我们变化的磁场能产生电场。 1．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 2.对电磁场的理解 (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。 (2)电磁场并非简单地将电场、磁场相加，而是形成相互联系、不可分