3.4 电磁波的发现及其应用 课件-2025-2026学年高二上学期物理教科版必修第三册

该高中物理课件聚焦电磁波的发现与应用，涵盖电磁场理论、电磁波产生传播、电磁波谱及应用等核心知识。通过“顺风耳、千里眼”的生活实例导入，从电磁现象基础到麦克斯韦假设、电磁场形成，再到赫兹实验验证，构建逻辑学习支架。 其亮点在于融合物理观念与科学思维，通过麦克斯韦理论的模型建构、赫兹实验的科学论证，帮助学生理解电磁场物质性及波速关系。结合移动通信、FAST天眼等应用实例渗透科学态度与责任，当堂检测和结构化总结助力学生巩固知识，也为教师提供清晰教学流程。

第三章 电磁场与电磁波初步 第4节 电磁波的发现及其应用 作者编号：43998 电磁波为信息的传递插上了翅膀。广播、电视、移动通信等方式，使古代人“顺风耳、千里眼”的梦想变成了现实。那么，电磁波是怎样发现的呢？ 新课导入 作者编号：43998 1.了解电磁波的产生与传播 2.知道波长与频率、波速的关系，了解电磁波谱 3.了解电磁波在科技、经济、社会发展中的作用 学习目标 作者编号：43998 一、电磁场 1.麦克斯韦电磁场理论 （1）变化的磁场产生电场 ①在变化的磁场中放入一个闭合电路， 由于穿过电路的磁通量发生变化，电路中会产生感应电流。 这个现象的实质是变化的磁场在空间产生了电场。 ②即使在变化的磁场中没有闭合电路，也同样会在空间产生电场。 新知学习 作者编号：43998 （2）变化的电场产生磁场 麦克斯韦经过反复思考提出假设：变化的电场也相当于一种电流，也在空间产生磁场，即变化的电场在空间产生磁场。 电场随时间变化快，产生的磁场强 电场随时间的变化不均匀时，产生变化的磁场 稳定的电场周围不产生磁场 新知学习 作者编号：43998 麦克斯韦根据上述两个基本假设，进一步指出： 如果在空间某区域有随时间不均匀变化的电场，那么这个变化的电场就在它周围产生变化的磁场，这个变化的磁场又在它周围引起变化的电场 变化的电场和变化的磁场交替产生，形成不可分割的统一体，称为电磁场。 2.电磁场 新知学习 作者编号：43998 1.电磁波：变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地传播。这种变化的电磁场在空间以一定的速度传播的过程叫做电磁波。 电磁波的特性： ①不需要传播介质，可以在真空中传播。 ②传播速度等于光速。 ③光是一种电磁波。 二、电磁波 新知学习 作者编号：43998 2.赫兹的电火花实验 现象：当感应圈两个金属球间有火花跳过时，立刻产生一个交变电磁场，形成电磁波在空间传播，经过导线环时激发出感应电动势，使得导线环中也产生了火花。 新知学习 作者编号：43998 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，为无线电技术的发展开拓了道路。 捕捉电磁波演示 新知学习 作者编号：43998 三、电磁波谱 1.波速、波长和频率三者之间关系 （1）在一列水波中，凸起的最高处叫作波峰，如图中标示的A、A'；凹下的最低处叫作波谷，如图中标示的D、D'。临近的两个波峰(或波谷)的距离叫作波长，用λ表示，如图所示。 （2）在1s内有多少次波峰(或波谷)通过，波的频率就是多少赫兹。用来描述波传播快慢的物理量叫作波速，波速、波长、频率三者的关系是波速=波长×频率。 c=λf 电磁波在真空中的传播速度：c=3×108 m/s 新知学习 作者编号：43998 2.电磁波谱：电磁波的频率范围很广，按电磁波的波长或频率大小的顺序把各种电磁波排列起来,就是电磁波谱。 各种电磁波按波长由大到小排列顺序为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。 新知学习 作者编号：43998 新知学习 作者编号：43998 电磁波的应用，主要包括两个方面： 四、电磁波的应用 电视台通过电磁波，将精彩的电视节目展现给我们。 1.利用电磁波传递信息 新知学习 作者编号：43998 移动通信设备极大的方便了我们的联系。每部移动电话都是一个无线电台，将用户的声音转变成高频电信号发射到空中，同时它又相当于一台收音机，捕捉空中的电磁波，使用户接收到对方送来的信息。 移动通信基站 新知学习 作者编号：43998 射电望远镜：中国天眼FAST，主要用于寻找暗物质、暗能量和收集宇宙中的各种信号，揭示宇宙的奥秘。 新知学习 作者编号：43998 电磁波有能量。电磁波是一种物质存在的形式。 例：微波炉，食物增加的能量是微波给的。 2.利用电磁波的能量 电磁波的能量除了服务于我们的日常生活外，也用于军事，如微波定向能武器、激光武器等。 新知学习 作者编号：43998 1.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，变化的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，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一定产生周期性变化的磁场 D 当堂检测 作者编号：43998 2.根据电磁波谱，选出下列各组电磁波，其中频率互相交错重叠，且波长顺序由短到长排列的是（　　） A．微波、红外线、紫外线 B．γ射线、X射线、紫外线 C．紫外线、红外线、无线电波 D．紫外线、X射线、γ射线 B 当堂检测 作者编号：43998 3.电磁波在空气中传播的速度是3×108，某广播电台发射的电磁波频率为1161kHz，其波长最接近于（ ） A．2.6×102 B．2.6×103 C．2.6×104 D．2.6×105 D 当堂检测 作者编号：43998 一、电磁波的发现过程 “磁生电” 赫兹检测到了电磁波，测出电磁波波速等于光速。 麦克斯韦猜想与假设： 1.变化的磁场产生电场 “电生磁” 2.变化的电场产生磁场 麦克斯韦预言了电磁波的存在预言光是一种电磁波 二、电磁波谱及其应用 通过对电磁波谱的学习，我们了解了电磁波的主要特征及其物质性和其在科技、经济和社会信息化等方面的主要应用。 课堂总结 作者编号：43998 Lavf58.12.100 $