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

该高中物理课件围绕电磁波的发现与应用，系统梳理电磁波的产生（麦克斯韦理论预言、赫兹实验验证）、电磁场理论（变化的电磁场相互激发）、特性（横波、电磁波谱）及应用，通过“电磁波的产生？”设问导入，结合奥斯特、法拉第前人成果，构建“实验现象-理论建构-实验验证”的学习支架，衔接电磁学前后知识。 其亮点在于以问题链驱动科学探究（如“磁场变化时无线圈是否存在电场”的讨论），通过电磁波谱表格与生活应用实例（微波炉、卫星导航），渗透物理观念（场物质性）与科学态度（技术与社会关联），帮助学生深化对电磁场本质的理解，教师可借助实例提升教学直观性与学生学习兴趣。

§ 3.4 电磁波的发现及其应用 第三章 电磁场与电磁波初步 温馨提示：请做好课前准备 教材、草稿本 电磁波的产生？ 奥斯特 电流的磁效应 法拉第 电磁感应现象 麦克斯韦是继法拉第之后，依据库仑、高斯、欧姆、安培、毕奥、萨伐尔、法拉第等前人的一系列发现和实验成果，建立了第一个完整的电磁理论体系，不仅科学地预言了电磁波的存在，而且揭示了光、电、磁现象的本质的统一性，完成了物理学的又一次大综合。这一理论自然科学的成果，奠定了现代的电力工业、电子工业和无线电工业的基础。 麦克斯韦 英国物理学家 1．变化的磁场产生电场 穿过闭合回路的磁通量发生变化 将金属环拿走，当磁场变化时，有电流吗？有电场吗？ 线圈的存在只是提供了观测电场存在的手段，线圈不存在时，变化的磁场同样在周围空间产生电场，即这是一种普遍存在的现象，跟闭合电路是否存在无关 一、电磁场 两个基本假设 2．变化的电场产生磁场 静止电荷——稳定电场 运动电荷————变化电场 电流磁效应（电流周围产生磁场） 其本质是：变化的电场产生磁场 （电流） 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 周期性变化的磁场在周围空间产生同频率的周期性变化的电场 周期性变化的电场在周围空间产生同频率的周期性变化的磁场 麦克斯韦电磁场理论的理解 电场可由2种方式产生：由电荷或变化的磁场产生 E t O B t O B O E O 正弦曲线 振荡磁场 振荡电场 E与B 频率相同 变化的电场和磁场交替产生，由近及远地向周围传播 变化 的电场 变化 的磁场 变化 的电场 新的电场和磁场 电场 电场 电场 磁场 电场 周期性变化的电场 磁场 电场 B B E E E E 二、电磁场、电磁波和电磁波谱 电磁场：变化的电场和变化的磁场交替产生，形成一个不可分割的统一体，称为电磁场 1．电磁场和电磁波 电磁波：上述由变化的电场和磁场交替产生而形成的电磁场是由近及远传播的，这种变化的电磁场在空间的传播称为电磁波。 电磁波可以在真空中传播，因为电磁波的传播靠的是电场和磁场的相互“激发”，不需要传播介质 电磁波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 B B E E E E 2．理解注意 电磁场是特殊的物质形态，具有能量 3．麦克斯韦的伟大预言 麦克斯韦在1865年从理论上预见了电磁波的存在，并计算出其传播速度等于光速，由此他认为光是电磁波的一种形态。 4．赫兹的贡献 1888年，德国科学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在。证实了麦克斯韦的电磁场理论。 赫兹还测定了电磁波的波长λ和频率f，得到电磁波的传播速度，证实了这个速度等于光速c。 用实验证明，电磁波跟所以波动一样，能产生反射、干涉、衍射等现象。 5．电磁波的特点 (1)电磁波是横波 E⊥B ；B ⊥v ；E ⊥v 波速：v==λf (2)电磁波可以在真空中传播速度等于光速 c=3×10 8m/s (3)电磁波的频率由振源决定，同一电磁波在不同介质中传播，v和λ变化，v介< c (5)电磁波具有波的共性，能发生反射、折射、干涉、衍射、多普勒效应和偏振现象 (6)电磁波有能量 (4)不同电磁波在同一介质中传播，速度不同，f越高，v越小；f越低，v越大 电磁波与机械波有何区别呢？ 6．电磁波普 (1)按波长或频率大小的顺序把所有电磁波排列起来，称之为电磁波谱。 (2)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。 种类 波长范围 特性 应用 无线电波 大于1 mm 波动能力强 通信、广播、射电望远镜 红外线 760～106 nm 热作用强 烘干、红外遥感、测温、夜视仪 可见光 400～760 nm 感光性强 照明、照相 紫外线 10～400 nm 化学、荧光作用 消毒、荧光效应、促使人体合成维生素D X射线 0.001～10 nm 较强的穿透能力 透视人体、检查金属零件的质量 γ射线 小于10－3 nm 穿透能力最强 医学上的γ刀技术、探测金属内部的缺陷 不同电磁波的特性和用途 三、电磁波的应用 1 . 电磁波是一种场物质，利用电磁波的能量 微波炉、红外烤箱加热或烤制食物，电磁波可以使氖炮发光，阳光使我们变得温暖，这些都说明电磁波具有能量 虽然除了可见光之外的电磁波我们都看不到，但是它们是真实存在的物质，是场物质，是实物粒子之外的另外一种存在形式 2 . 利用电磁波传递信息 电磁波能够携带信息，我们现代生活中各种信息通信网络都是在利用电磁波来传递信息的。航空航天中也是通过电磁波将遥远太空中的信息送回到地球的 卫星导航通信 军事雷达 汽车自动驾驶 作业： 1、完成：课时跟踪检测25 2、预习：并完成高效方案第5节（P142～P145） 3、阅读：教材教材 $