13.4 电磁波的发现及应用 导学案-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

高二物理必修三13.4《电磁波的发现及应用》导学案 学习目标：1.了解麦克斯韦电磁场理论，以及在物理学发展史上的意义. 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． 学习过程 打开收音机的开关，转动选台旋钮，使收音机收不到电台的广播，然后开大音量。接着，按照如图所示的方式在收音机附近，让电池的正极连接一根导线， 拿着负极的导线头，让它与锉接触，并在锉面上滑动，你会听到收音机中发出“咔咔咔”的响声。为什么会产生这种现象？ 讨论：电池盒的两根引线锉面上滑动时，电流迅速变化，产生的 迅速变化，变化的电场产生 ，变化的磁场产生电场形成 向外传播，当 遇到收音机时被接收到，从而发出咯咯的声响。 一、麦克斯韦电磁场理论 1.变化的磁场产生电场： 在变化的磁场中放入一个闭合的电路，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.变化的电场产生磁场： 变化的电场也相当于一种电流，也在空间产生 ，即 的电场在空间产生磁场． 3．电磁场：变化的 和 所形成的不可分割的统一体． 例1：（多选）根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法中正确的是（　　） A．变化的电场一定产生变化的磁场 B．均匀变化的电场一定产生均匀变化的磁场 C．周期性变化的电场一定产生同频率的周期性变化的磁场 D．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 二、电磁波： 1.电磁波的产生： 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． 我们熟悉声波和水波，耳朵能够听到声波是因为耳朵和声源之间有空气，水波的传播则需要水。空气、水是声波和水波传播的介质。水波和声波的传播都离不开介质。与这些波不同，电磁波可以在真空中传播，这是因为电磁波的传播靠的是电场和磁场的相互"激发"。 2.电磁波的特点： 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． 3.电磁波的波速： ①波速、波长、频率三者之间的关系：波速＝ × ． 电磁波的波速c与波长λ、频率f的关系是c＝ . ②电磁波在真空中的传播速度c＝ m/s. 例2：2022年3月23日，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站进行了第三次太空授课。“天宫课堂”主要依靠中继卫星系统通过电磁波进行天地互动。下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．电磁波传播需要介质 B．电磁波传播过程中也传递了能量 C．麦克斯韦预言并证实了电磁波的存在 D．不同波长的电磁波在真空中的传播速度大小不同 三、电磁波谱 1.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.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． 3.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． 例3：疫情期间，志愿者用非接触式体温测量仪，通过人体辐射的红外线测量体温，防控人员用紫外线灯在无人的环境下消杀病毒。下列说法正确的是（　　） A．红外线的光子能量比紫外线的小 B．真空中红外线的波长比紫外线的短 C．真空中红外线的传播速度比紫外线的大 D．真空中红外线的频率比紫外线的大 课后作业 1、按频率由小到大，电磁波谱的排列顺序是 (　　) A．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线 B．无线电波、可见光、红外线、紫外线、X射线、γ射线 C．γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波 D．红外线、无线电波、可见光、紫外线、γ射线、X射线 2、太阳风暴袭击地球时，不仅会影响通信，威胁卫星．而且会破坏臭氧层，臭氧层作为地球的保护伞，是因为臭氧能吸收太阳辐射中（ ） A．波长较短的可见光 B．波长较长的可见光 C．波长较短的紫外线 D．波长较长的红外线 3、某电路中电场随时间变化的图像有如图所示几种情况，能发射电磁波的电场是 (　　) 4、关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．麦克