13.4电磁波的发现及应用-【帮课堂】2023-2024学年高二物理同步学与练（人教版2019必修第三册）

第十三章 电磁感应与电磁波初步 第4节 电磁波的发现及应用 课程标准 学习目标 通过实验，了解电磁波，知道电磁场的物质性。通过实例，了解电磁波的应用及其带来的影响 1.了解麦克斯韦电磁场理论，知道电磁场的概念. 2.知道电磁波的特点，掌握电磁波波长、频率、波速之间的关系. 3.知道电磁波谱中各种电磁波的排列顺序，了解各种电磁波的应用，了解电磁波的能量． （一）课前阅读： 1．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？ 2. 　 (1)观察上面两幅图，变化的磁场所产生电场的电场线和以前所学静电场的电场线有区别吗？ (2)变化的磁场一定能产生电磁波吗？为什么？ （二）基础梳理 一、电磁场 1．麦克斯韦电磁场理论 (1)变化的磁场产生电场 ①在变化的磁场中放入一个闭合电路，由于穿过电路的磁通量发生变化，电路中会产生 ．这个现象的实质是变化的磁场在空间产生了 ． ②即使在变化的磁场中没有闭合电路，也同样会在空间产生 ． (2)变化的电场产生磁场 变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生 ，即 的电场产生磁场． 2．电磁场：变化的 和 互相联系，所形成的不可分割的统一体． 【拓展补充】 赫兹的实验：如图所示。 实验现象：当感应线圈的两个金属球间有火花跳过时，导线环的两个金属小球间也跳过电火花。 (1)赫兹实验证明了电磁波的存在。(　 　) (2)电磁波不需要介质可在真空中传播。(　 　) (3)电磁波和光在真空中的传播速度都是3.0×108 m/s。(　 　) (4)麦克斯韦预言并验证了电磁波的存在。(　 　) (5)电磁波是带有能量的，在介质中传播时能把部分能量传递给介质。(　 　) 二、电磁波 1．产生： 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． 2．特点 (1)电磁波 在真空中传播． (2)电磁波的传播速度等于 ． (3)光在本质上是一种电磁波．即光是以 形式传播的一种电磁振动． 【即学即练】 1. 判断下列说法的正误. 判断下列说法的正误． (1)变化的磁场可以产生电场，但变化的电场不能产生磁场．(　 　) (2)电磁波在空气中可以传播，在真空中不能传播．(　 　) (3)光在真空中的速度与电磁波在真空中的速度相同，光是一种电磁波．(　 　) (4)无线电波、红外线、可见光、紫外线都属于电磁波．(　 　) 三、电磁波谱　电磁波的能量　电磁波通信 1．电磁波谱 (1)概念：按电磁波的 或 大小的顺序把它们排列起来，就是电磁波谱． (2)电磁波的波速c与波长λ、频率f的关系是c＝λf. (3)电磁波在真空中的速度c＝ . (4)各种电磁波按波长由大到小排列顺序为： 、红外线、—— 、 、X射线、γ射线． (5)各种电磁波的特性 ①无线电波：用于 、卫星通信、 等的信号传输． ②红外线：用来 等． ③可见光：照亮自然界，也可用于 ． ④紫外线：用于 ． ⑤X射线：用于诊断病情． ⑥γ射线：可以摧毁 ． 2．电磁波的能量 (1)光是一种电磁波，光具有能量． (2)电磁波具有 ，电磁波是一种物质． 【拓展补充】光子刀 “光子刀”具有附带损伤小，术后恢复快等特点，被广泛应用于各种恶性肿瘤的治疗中。那么，你知道这种“光子刀”工作在什么波段？该波段有什么特点吗？ 一、麦克斯韦电磁场理论 1．麦克斯韦电磁场理论 (1)变化的磁场周围会产生电场 麦克斯韦提出，在变化的磁场周围会激发出一种电场，不管有无闭合电路，变化的磁场激发的电场总是存在的，如图所示． (2)变化的电场周围会产生磁场 麦克斯韦从场的观点得出，即使没有电流存在，只要空间某处的电场发生变化，就会在其周围产生磁场． 2．对麦克斯韦电磁场理论的理解 恒定的磁场不产生电场 恒定的电场不产生磁场 均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场 均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场 不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场 不均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场 周期性变化的磁场在周围空间产生同频率的周期性变化的电场 周期性变化的电场在周围空间产生同频率的周期性变化的磁场 【典例精析】 例1关于麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是(　　) A．电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场 B．稳定的电场周围产生稳定的磁场，稳定的磁场周围产生稳定的电场 C．均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场周围产生均匀变化的电场 D．周期性变化的电场周围产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场周围产生