高中物理 4.1 电磁波的发现同步辅导与检测课件 新人教版选修11.ppt

第一节电磁波的发现 电磁波及其应用 微波武器微波武器是利用微波的能量产生高温 电离 辐射 声波等综合效应 以 束 的形式向一定的方向发射 用于摧毁或损伤目标 据测定 使用每平方厘米0 01瓦的微波能量辐射 可以直接使通信 雷达 导航等电子系统的元器件失效或烧毁 当达到每平方厘米80瓦的微波能辐射时 仅用1秒钟的时间 就会使人和动物体内的器官因高热的作用而失去平衡 机能的协调发生混乱 并很快影响到神经中枢和心脏而导致死亡 微波武器在应用上一个很重要的作用就是对付电子设备 新型隐身武器能够有效地避开雷达 红外等传感器的探测和跟踪 然而 这些隐身武器遇到微波武器的高能波束就会遭殃 涂敷在这些武器上的 隐身衣 是一些特殊涂料 会在很短的时间内被加热而导致毁坏 甚至可以在瞬间熔化 从而使整个隐身武器被摧毁 一 伟大的预言麦克斯韦的电磁场理论 二 电磁波变化的 和 交替产生 从发生区域由 及 地传播 形成了电磁波 一 变化的磁场产生电场变化的电场产生磁场二 电场磁场近远 三 赫兹的电火花 证实了电磁波的存在 证明了电磁波与 具有相同的性质 在真空中与 具有相同的速度 从而证实了麦克斯韦电磁场理论的正确性 三 赫兹光光c 关于麦克斯韦电磁场理论的理解 1 实验基础麦克斯韦电磁场理论有着实验基础 如下图甲 穿过闭合回路的磁通量发生变化 电路中就产生感应电流 麦克斯韦进一步从场的观点解释 感应电流的产生是由于有了促使导体中自由电荷做定向运动的电场 如果没有闭合电路 同样会在空间产生感应电场 如下图乙 即变化的磁场产生电场 麦克斯韦相信电与磁的对称性 类比得出 变化的电场产生磁场 2 对麦克斯韦电磁场理论理解的几个层次 1 恒定的磁场不能产生电场 恒定的电场也不能产生磁场 2 磁场是均匀变化的 产生的电场是恒定的 这样的电磁场不能产生持续的电磁波 3 若磁场变化是不均匀的 则产生的电场是变化的 变化不均匀的电场产生变化的磁场 4 周期性变化的磁场 电场 产生同频率的电场 磁场 通常所讲的 周期性变化 指按正弦规律变化 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 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解析 根据麦克斯韦电磁场理论 只有变化的电场能产生磁场 均匀变化的电场产生稳定的磁场 非均匀变化的电场才产生变化的磁场 答案 d 变式迁移 1 如右图所示 有一水平放置 内壁光滑 绝缘的真空圆形管 半径为r 有一带正电的粒子静止在管内 整个装置处于竖直向上的磁场中 要使带电粒子能沿管做圆周运动 所加的磁场可能是 a 匀强磁场b 均匀增加的磁场c 均匀减小的磁场d 由于洛伦兹力不做功 不管加什么磁场都不能使带电粒子沿管做圆周运动 解析 磁场对静止的电荷不产生力的作用 但当磁场变化时可产生电场 电场对带电粒子产生电场力作用 带电粒子在电场力作用下可以产生加速度 b c正确 答案 bc 电磁波的特点 1 电磁波是横波 在传播方向上 任意一点的e和b都随时间按正弦规律变化 e和b彼此垂直且与电磁波的传播方向垂直 2 电磁波的传播速度v f 在真空中的传播速度等于光速 3 电磁场贮存电磁能 电磁波的发射过程就是辐射能量的过程 4 麦克斯韦预言了电磁波的存在 赫兹证实了电磁波的存在 测出了部分电磁波的波长和频率 证实了电磁波在真空中的传播速度等于光速 下列关于电磁波的叙述中 正确的是 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 0 108m sc 电磁波由真空进入介质传播时 波长将变短d 电磁波不能产生干涉 衍射现象解析 a项考查电磁波的产生机理 正确 电磁波在真空中波速为3 0 108m s 在其他介质中波速都小于光速 其原因是频率不变 波长变短 故c对b错 电磁波具备波的一切特征 故d错 答案 ac 变式迁移 2 以下关于机械波与电磁波的说法中 正确的是 a 机械波与电磁波本质上是一致的b 机械波的波速只与介质有关 而电磁波在介质中的波速 不仅与介质有关 而且与电磁波的频率有关c 机械波可能是纵波 而电磁波必定是横波d 它们都可以发生干涉 衍射现象 解析 机械波与电磁波产生的根源不同 是由不同的运动形成的 产生的本质也不同 a错误 电磁波在其它介质中传播时 频率不变 故b错 声音是机械波 c错 d正确 答案 d 基础巩固 1 关于电磁场的理论 下列说法正确的是 a 变化的电场周围产生的磁场一定是变化的b 变化的电场周围产生的磁场不一定是变化的c 均匀变化的磁场周围产生的电场也是均匀变化的d 振荡电场周围产生的磁场也是振荡的 解析 根据麦克斯韦电磁场理论 如果电场的变化是均匀的 产生的磁场就是稳定的 如果电场的变化是不均匀的 产生的磁场就是变化的 a选项错 b选项正确 均匀变化的磁场产生稳定的电场 c选项错 振荡电场在周围空间产生同频率的振荡磁场 故d选项正确 答案 bd 能力提升 9 手机a有号码是133 0002 手机b的号码是133 0008 手机a拨手机b时 手机发出响声且屏上显示a的号码 133 0002 若将手机a置于一透明真空玻璃罩中 用手机b拨叫手机a 则玻璃罩外面的人发现手机a a 发出响声 并显示b的号码 133 0008 b 不发出响声 但显示b的号码 133 0008 c 不发出响声 但显示