第六章 第四节 电磁波及其应用、第五节 量子化现象-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二物理必修3同步课堂高效讲义教师用书（粤教版）

第四节　电磁波及其应用 第五节　量子化现象 【核心素养目标】 物理观念 知道光子说及其对光电效应的解释。知道光的波粒二象性。知道玻尔原子理论的基本假说的主要内容。了解电磁场的物质性。 科学探究 了解麦克斯韦电磁场理论，观察演示实验，了解电磁波的形成和传播。 科学态度 与责任 了解广播、电视、雷达的工作原理。 知识点一　电磁波及其应用 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。在收音机附近，将一根导线的一端连接电池的一个电极，另一端反复碰触电池的另一电极，会发现什么现象？为什么会产生这种现象？ 提示：　收音机会发出“咔咔嚓嚓”的声音，这是因为导线碰触电池的另一电极时，产生了变化的电流，即产生了变化的电场，变化的电场又产生了变化的磁场，电磁场向空中激起了电磁波。 1．电磁场与电磁波 (1)电磁场：变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场，称为电磁场。 (2)电磁波：变化的电磁场在空间中的传播形成了电磁波。 2．电磁场的物质性 (1)电磁场具有与其他物质相互作用的属性。 (2)电磁场因具有能量而具有运动质量。 (3)电磁场和电荷系统相互作用时遵守动量守恒定律和能量守恒定律。 (4)电磁场具备物质的各类性质，是物质存在的基本形态之一。 3．电磁波的应用：电视广播、雷达、移动电话等。 1．关于电磁场理论，下列说法中正确的是(　　) A．在电场的周围空间一定产生磁场 B．任何变化的电场周围空间一定产生变化的磁场 C．均匀变化的电场周围空间产生变化的磁场 D．振荡电场在周围空间产生变化的磁场 D　[由麦克斯韦电磁场基本理论知，不变化的电场周围不产生磁场，变化的电场周围一定产生磁场，产生的磁场性质是由电场的变化情况决定的，均匀变化的电场产生稳定的磁场，不均匀变化的电场产生变化的磁场，振荡的电场产生同频率振荡的磁场，反之亦然，故D正确。] 2．(多选)下列关于电磁波的叙述中，正确的是(　　) A．电磁波是以波动的形式由发生区域向远处传播的电磁场 B．电磁波在任何介质中的传播速度均为3.0×108 m/s C．电磁波由真空进入介质中传播时，波长将变短 D．电磁波由真空进入介质中传播时，频率将变大 AC　[电场、磁场相互激发并以波动的形式向外传播，形成电磁波，A正确；电磁波只有在真空中波速为3×108 m/s，在其他介质中波速均小于3×108 m/s，B错误；电磁波从真空进入介质中，频率不变，波速减小，根据λ＝知，波长λ减小，故C正确，D错误。] 3．我们的生活已经离不开电磁波，如：GPS定位系统使用频率为10.23 MHz(1 MHz＝106 Hz)的电磁波，手机工作时使用频率为800～1 900 MHz的电磁波，家用5GWi-Fi使用频率约为5 725 MHz的电磁波，地铁行李安检时使用频率为1018 Hz的电磁波。关于这四种电磁波的说法正确的是(　　) A．家用5GWi-Fi电磁波的波长最长 B．GPS定位系统使用的电磁波在真空中的速度最大 学生用书第139页 C．地铁行李安检时使用的电磁波利用了其穿透本领 D．手机工作时使用的电磁波是频率范围最大的，因此在真空中传播的速度范围也最大 C　[电磁波波长越长，频率越小，GPS定位系统的电磁波波长最长，故A错误；电磁波在真空中的传播速度是相同的，都是光速，与频率无关，故B、D错误；地铁行李安检时使用的电磁波利用了其穿透本领，故C正确。] 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 麦克斯韦从电场的观点得出，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 周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场 周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场 3.电磁波 (1)周期性变化的电场和周期性变化的磁场交替产生，由近及远向周围传播，形成电磁波。 (2)电磁波根据频率由小到大，分成无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线六个波段，物理学上把它称为电磁波谱。 知识点二　能量子假说和光子假说 普朗克指出玻璃与铁块在相同的高温下，能发出完全相同的光，是由于光以相同的离散的能量块，一份份地辐射出来。这种物理量只能采取某些分离数值的特征叫作量子化。你还能在现实生活中举一些量子化的实例吗？ 提示：　比如教室中的同学的计数，上楼时台