第5章 第3节 初识电磁波及其应用 第4节 初识光量子与量子世界-【正禾一本通】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（鲁科版）

第3节　初识电磁波及其应用 第4节　初识光量子与量子世界 【核心素养目标】 物理观念 知道电磁波的概念及电磁波的产生原理，知道光是一种电磁波，知道光的能量是不连续的，具有与光的量子化有关的能量观念。 科学思维 理解电磁波的产生原理，了解电磁波的应用和电磁污染及防护；能应用光的量子化解释相关的自然现象。 科学态度与责任 能体会电磁技术应用对人类生活和社会发展带来的影响，能体会人类对自然界的认识是不断发展的。 一、初识电磁波及其应用 1．电磁波的产生 (1)英国物理学家麦克斯韦提出：变化的磁场在周围空间激发出一种电场，变化的电场也能够产生磁场。 (2)周期性变化的磁场周围会产生周期性变化的电场，周期性变化的电场周围也会产生周期性变化的磁场。变化的电场和变化的磁场相互联系在一起，就会在空间形成一个统一的，不可分割的电磁场。 学生用书第125页 (3)空间交替变化的电磁场传播出去就形成电磁波。赫兹证实了电磁波的存在。 (4)电磁波特点：①横波，②传播速度与光速相同。 2．电磁波应用 (1)手机通话是靠一种特殊的无线通信系统来实现的。 (2)雷达是一种检测飞行器、船只等远距离物体位置的系统。 (3)卫星通信利用地球同步卫星传递微波通信信号。 3．电磁污染及防护 (1)电磁污染又称电磁波污染或射频辐射污染。 (2)电磁辐射的防护。从物理学的角度看，可以从电磁波源，电磁波的传播途径及受辐射的人三个方面进行防护。 二、初识光量子与量子世界 1．光的量子化 (1)光的微粒说和光的波动说。光的微粒说可以解释光的反射、光的颜色等；光的波动说可解释干涉、衍射、偏振等现象。 (2)爱因斯坦在解释光电效应时提出了光量子假说，认为光的发射、传播和接收都是以一份份光子的形式进行的。后来光量子正式命名为光子。 (3)光即具有波动性，又具有粒子性，即具有波粒二象性。 2．初识量子世界：量子假说认为，物质辐射(或吸收)的能量E只能是最小能量单位的整数倍，即E＝nε(n＝1，2，3，…)。一份能量就是一个能量子，能量子的能量ε与频率ν成正比即ε＝hν。 1．判断正误 (1)麦克斯韦通过实验证实了电磁波的存在。 (　　) (2)变化的磁场可以产生电场，但变化的电场不能产生磁场。(　　) (3)雷达是通过接收障碍物发出的电磁波来确定物体位置的。(　　) (4)微观粒子的能量只能是能量子的整数倍。(　　) (5)光是一种电磁波。(　　) 答案：　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√　 2．链接实景 中国“北斗”导航可以时刻告知车行驶过程的具体位置、车速，手机可以使两个人随时保持联系等，这一切都是因为电磁波这一大家族的作用。电磁波是如何产生的？这一大家族还有哪些成员？在实际生活中都有哪些作用？ 提示：　周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，两者交替产生由近及远地传播形成电磁波；包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。无线电波可以传输广播、电视信号等；红外线可以制成红外遥感器；可见光可以用于摄影。紫外线可以用于杀菌。X射线可以用于诊断病情；γ射线可以用于摧毁病变细胞。 学生用书第126页 知识点一　麦克斯韦电磁场理论 (1)观察下面两幅图，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？ 提示：　(1)变化的磁场所产生的电场的电场线是闭合的；而静电场中的电场线是不闭合的。 (2)不一定，均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场，不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场，如果变化的磁场能产生变化的电场，变化的电场又能产生变化的磁场，才能在周围空间产生电磁波。 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，而是相互联系、不可分割的统一整体。在电磁场示意图中，电场E矢量和磁场B矢量，在空间相互激发时，相互垂直，以光速c在空间传播。 关于电磁场理论，下列说法正确的是(　　 ) A．在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场 B．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化的电场 C．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场 D．周期性变化的电场周围