第13章 4. 电磁波的发现及应用(学案)-【成才之路】2023-2024学年高中新教材物理必修第三册同步学习指导(人教版2019)

4. 电磁波的发现及应用 目标体系构建 明确目标·梳理脉络 课程标准 　 　 1. 了解麦克斯韦电磁场理论的内容。 2. 知道电磁波的形成及赫兹的实验 结论。 3. 知道电磁波在真空中传播速度及波 长、频率和波速的关系。 4. 了解电磁波谱的组成及各种电磁波 的特点、应用。 5. 了解电磁波的能量及电磁波通信。 素养目标 物理观念 1. 知道麦克斯韦电磁场理论,理解麦克斯韦电 磁理论的两个要点。 2. 了解电磁波的形成。 掌握波长、频率和波速 的关系。 3. 了解电磁波的特点,知道电磁场的物质性。 科学思维 1. 了解电磁波的发现对人类文明的影响,体会 科学家研究物理问题的思维方法。 2. 了解麦克斯韦电磁场理论在物理学发展史上 的意义。 3. 了解麦克斯韦和赫兹在物理学发展中的贡 献。 4. 通过实例认识电磁波谱,了解电磁波的 组成,知道它们各自的特点及重要应用。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 课前预习反馈 教材梳理·落实新知 知识点 1 电磁场 　 　 1.麦克斯韦的电磁场理论:变化的 磁场　 产生 电场,变化的 电场　 产生磁场。 2.电磁场: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　 。 『判一判』 (1)电场周围一定存在磁场,磁场周围一定存在电 场。 ( × ) (2)周期性变化的磁场产生周期性变化的电场。 ( √ ) 知识点 2 电磁波 　 　 1.麦克斯韦推断:周期性变化的电场在空间引 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。 2. 麦克斯韦预言: 周期性　 变化的电场和磁场 交替产生,由近及远地向周围传播,形成 电磁波　 。 3. 机械波的传播离不开 介质　 ,电磁波可以在 真空　 中传播。 4. 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　 。 5. 赫兹的贡献:1886 年德国科学家赫兹通过实 验捕捉到了 电磁波　 ,证实了麦克斯韦的 电磁场　 理论。 『判一判』 (3)电磁波可以在介质中传播,也可以在真空中传 播。 ( √ ) (4)光是一种电磁波。 ( √ ) (5)电磁波的传播速度一定为 3 × 108 m / s。 ( × ) 『选一选』 　 　 (2023·云南砚山县第一中学高二阶段练习) 手机通信是靠电磁波传播信息的。 从理论上预言电 磁波存在和第一次用实验证实电磁波存在的物理学 家分别是 ( D ) 　 　 A. 安培　 法拉第　 　 B. 麦克斯韦　 法拉第 C. 法拉第　 赫兹 D. 麦克斯韦　 赫兹 『想一想』 　 　 “为了您和他人的安全,请您不要在飞机上使用 手机和手提电脑。”这句提醒警示语是乘坐飞机的旅 客都听过的语言,因为有些空难事故就是由于某位 乘客在飞行的飞机中使用手机造成的。 如图所示是 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 161 飞机上的警示标志。 1999 年广州 白云机场飞机降落时,机上有四位 旅客同时使用了手机,使飞机降落 偏离了 8 度,险些造成事故;2015 年 4 月 27 日下午一位旅客在飞往 乌鲁木齐的途中使用手机,被处以五百元的治安罚 款。 请问为什么在飞机上不能使用手机和手提电脑 呢(包括游戏机)? 知识点 3 电磁波谱 　 　 1.电磁波的波速 c 与波长 λ、频率 f 的关系:c = λf　 。 　 　 2.电磁波在真空中的速度:c = 3 × 108　 m / s。 3.电磁波谱:按电磁波的 波长　 或频率大小的 顺序把它们排列起来,就是电磁波谱。 　 　 4.各种电磁波的应用 (1)无线电波中的长波、中波、短波可以用于广 播及其他信号的传输, 微波　 可以用于卫星通信、电 视等的信号传播。 (2)红外线可以用于 加热　 理疗,可见光可以 用于通信。 (3)紫外线可以 消毒　 ,X 射线片可以用于诊断 病情, γ 射线　 可以摧毁病变的细胞。 知识点 4 电磁波的能量 　 　 1.光是一种电磁波———传播着的 电磁场　 ,光具 有能量。 2. 电磁波具有能量,电磁波是一种 物质　 。 知识点 5 电磁波通信 　 　 1. 电信网、广播电视网和互联网相互渗透、相互 兼容,逐步整合成为 统一　 的信息通信网络。 2. 信息通信都是通过 电磁波　 来传递的。 3. 电磁波