13.4电磁波的发现及应用 课件-2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

13.4电磁波的发现及应用 电视塔 电磁波为信息的传递插上了翅膀。广播、电视、移动通信等通信方式，使古代人“顺风耳、千里眼”的梦想变成了现实。 移动通信基站 情景引入 初中的时候我们就学习过电磁波，电磁波为信息的传递插上了翅膀。广播、电视、移动通信等通信方式，使古代人“顺风耳、千里眼”的梦想变成了现实。， 3 变化的磁场产生电场 在变化的磁场中放一个闭合电路，由于穿过电路的磁通量发生变化，电路里会产生感应电流。 电子定向移动需要电场 自由电荷要定向移动形成电流，就必须有电场；没有闭合电路，也同样要在空间产生电场。 一、电磁场 4 变化的电场产生磁场 麦克斯韦确信自然规律的统一性与和谐性，相信电场与磁场的对称之美。他大胆地假设∶变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。 电容器 一、电磁场 5 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场。称为电磁场。 它非常特殊，既不是电场也不是磁场，更不是电场和磁场的叠加，而是电场和磁场相互依赖，形成不可分割的整体。 一、电磁场 6 一、电磁场 1.麦克斯韦电磁场理论的两个基本假设: (1)变化的磁场能够在周围空间产生_____(如图甲所示)。 (2)变化的电场能够在周围空间产生_____(如图乙所示)。 电场 磁场 2.电磁场:变化的_____和变化的_____交替产生,形成不可分割的统一体,称为_______。 电场 磁场 电磁场 7 麦克斯韦确信自然规律的统一性与和谐性，相信电场与磁场的对称之美。他大胆地假设：变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。 电磁场是麦克斯韦的猜想，英年早逝的他并没有见证电磁场被发现。 二、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”。 宇航员在太空讲课，与地球间进行信号传输，应用的就是电磁波 电磁波的实验证明：1886年，赫兹用实验证明了麦克斯韦预言的正确性，第一次发现了电磁波。 (1)赫兹的实验装置，如图所示。 (2)实验现象：当感应圈两个金属球间有火花跳过时，导线环两个小球间也跳过火花。 (3)现象分析：当感应圈使得与它相连的两个金属球间产生电火花时，空间出现了迅速变化的电磁场。这种电磁场以电磁波的形式在空间传播。当电磁波到达导线环时，它在导线环中激发出感应电动势，使得导线环的空隙中也产生了火花。 三、电磁波谱 按照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。 12 在一列水波中，凸起的最高处叫作波峰； 凹下的最低处叫作波谷。邻近的两个波峰（或波谷）的距离叫作波长。在 1 s 内有多少次波峰（或波谷）通过，波的频率就是多少。水波不停地向远方传播，用来描述波传播快慢的物理量叫作波速。波速、波长、频率三者之间的关系是: 波速＝波长 × 频率 13 四、电磁波的能量 赫兹通过实验证实了电磁波的存在，这意味着，电磁场不仅仅是一种描述方式，而且是真正的物质存在。 1．电磁波的能量 电磁波是一种物质存在的形式。食物中的水分子在微波的作用下热运动加剧，内能增加，温度升高。食物增加的能量是微波给它的。可见，电磁波具有能量。　 例如，光是一种电磁波——传播着的电磁场，光具有能量。 思考讨论：播音员的声音为什么能从电台到达我们的收音机？ 因为电台发射的电磁波在收音机的天线里感应出了电流，有电流就有能量。 我们有各种各样的仪器，能够探测到各种电磁波。所有这些都表明电磁波具有能量，电磁波是一种物质。  五、电磁波通信 电磁波携带的信息，既可以有线传播，也可以无线传播。 16 1、电磁波有效发射的条件： 电磁波的发射 “货物”：要传送的声音、图象等讯号 “汽车”：振荡器产生的高频交变电流(载波) 17 微波的接收 微波: 频率很高，波长很短；直线传播。 2.电磁波的接收 18 1、(多选)下列关于电磁波的叙述中，正确的是(ACD) A．电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播 B．电磁波在任何介质中的传播速度均为3×108 m/s C．电磁波在真空中能传播 D．电磁波具有波的一切特征 课堂练习 2、中央广播电台发射“中波”段某套节目的信号、家用微波炉中的微波、VCD机中的激光(可见光)、人体透视用的X光，这些都是电磁波，它们的频率分别为f1、f2、f3、f4，则由c＝λf可以判断正确的是(　C　) A．f1＞f2＞f3＞f4　　　 B．f1＜f2＜f3＞f4 C．f1＜f2＜f3＜f4　 D．f1＞f2＞f3＜f4 课堂练习 3.在电磁波谱中，红外线、可见光和X射线三个波段的频率大小关系是（　　） A．红外线的频率最大，可见光的频率最小 B．X射线频率最大，红外线的频率最小 C．可见光的频率最大，红外线的频率最小 D．X射线频率最大，可见光的频率最小 B 课堂练习 课堂小结 $$