13.4电磁波的发现及应用 课件-2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

4. 电磁波的发现及应用 第十三章 电磁感应与电磁波初步 情境导入 情境导入 卫星电视、无线广播、移动通信能帮我们看到异国他乡正在发生的事，能帮我们听到远方的声音，使古代“千里眼、顺风耳”的梦想成为现实。卫星电视和无线广播、移动通信的信号都是电磁波。我国的5G技术发展迅速。 1.电磁波是怎样发现的呢？ 2.卫星电视信号如何从遥远的太空传到地面的？ 打开收音机听广播，用手机打电话。电磁波在我们的周围，无处不在，如影相伴，给我们带来便利。 一、电磁波的发现 1.感应电流产生的条件？ 交流讨论 当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时， 闭合导体回路中就会产生感应电流。 2.回路中的感应电流是怎样形成的？ 电子因感应电场受到力的作用。 回路中电子定向移动形成电流。 3.电子定向移动说明了什么？ 4.对电子提供力的电场是怎样产生的？ 这个电场的产生一定是线圈的磁通量发生了改变的缘故。 4 一、电磁波的发现 5、麦克斯韦在大量的研究后提出了怎样的猜想和推理？ 在任意的空间内，只要磁场的磁通量发生改变，在环绕磁场的外围 空间内就会产生环绕状的电场，麦克斯韦称之为感应电场。 6、物理学家们坚信自然规律一定具有对称、统一、简约、和谐之美， 根据麦克斯韦的推理，你有怎样的猜想？ 既然变化的磁场能够产生电场，那么变化的电场也应该能够产生磁场，变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一的电磁场。 交流讨论 一、电磁波的发现 7、麦克斯韦继续展开思考，提出了怎样的预言？ 如果在空间某域中有周期性变化的电场，那么它就在空间引起周期性变化的磁场；这个变化的磁场又引起新的变化的电场。于是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，形成电磁波。 交流讨论 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电场，如图甲。 (2)变化的电场能够在周围空间产生磁场，如图乙。 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。 一、电磁波的发现 梳理深化 一、电磁波的发现 ①恒定的磁场不产生电场 ②均匀变化的磁场产生恒定的电场 ③周期性变化的磁场产生同频率的振荡电场 ④非均匀变化的磁场产生变化的电场 3、变化的磁场产生电场 梳理深化 一、电磁波的发现 ①恒定的电场不产生磁场 ②均匀变化的电场产生恒定的磁场 ③周期性变化的电场产生同频率的振荡磁场 ④非均匀变化的电场产生变化的磁场 4、变化的电场产生磁场 梳理深化 5、麦克斯韦的伟大预言 一、电磁波的发现 （1）如果在空间某域中有周期性变化的电场，那么它就在空间引起周期性 变化的磁场；这个变化的磁场又引起新的变化的电场。于是变化的电场和 变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成电磁波。 （3）光的电磁理论：光是以波动形式传播的一种电磁振动，电磁波的 速度等于光速。 （2）电磁波可以在真空中传播。 梳理深化 6、赫兹的电火花 一、电磁波的发现 （1）赫兹在人类历史上首先捕捉到了电磁波，用实验证实电磁波的存在。 （2）观察到了电磁波的反射，折射，干涉，偏振和衍射等现象。 （3）还测量出光的λ和f，算出电磁波和光有相同的速度，证明了光是电磁波。 （4）奠定了无线电技术基础。 梳理深化 令人兴奋的电火花 巩固提升 【例1】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．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 E．磁场周围一定存在电场 ABC 一、电磁波的发现 稳定的电场（磁场） 一定不产生磁场（电场） 【练习1】（多选）用麦克斯韦的电磁场理论判断，图中表示电场 (或磁场)产生磁场(或电场)的正确图象是( 　) BC 一、电磁波的发现 A B C D 13 二、电磁波的特点及应用 1、光是电磁波，红光和绿光有何不同，为什么雨后有时出现彩虹？ 红光和绿光速度相等，但波长和频率不同，红光波长长，频率小。 雨后空气中有大量小水滴，不同颜色的光在水中的折射率不同。 交流讨论 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1 s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。 二、电磁波的特点及应用 2、什么是波长、频率、波速，有何关系？ 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。 c=λf，其中c=3×108 m/s。 交流讨论 4、不同频率的电磁波有什么不同性质，有什么不同的应用？ 二、电磁波的特点及应用 3、什么是电磁波谱，不同频率的电磁波有什么不同性质？ 按电