【课件】电磁波的发现及应用 课件-2022-2023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这些都是电磁波！电磁波是如何产生的呢？一、麦克斯韦的电磁场理论1、变化的磁场产生电场

装置如图所示，当穿过螺线管的磁场随时间变化时，右面的线圈中产生感应电动势。线圈中产生感应电动势说明了什么？

麦克斯韦认为变化的磁场在线圈中产生电场，正是这种电场(涡旋电场)在线圈中驱使自由电子做定向的移动，引起了感应电流。一、麦克斯韦的电磁场理论

如果用不导电的塑料线绕制线圈，线圈中还会有电流、电场吗？有电场、无电流。

想象线圈不存在时线圈所在处的空间还有电场吗？有！思考猜测一、麦克斯韦的电磁场理论

既然变化的磁场能够在空间产生电场，那么，变化的电场能不能够在空间产生磁场？

2、变化的电场产生磁场对称性

大胆假设二、电磁场思考与讨论

如果一个变化的电场会产生一个变化的磁场，那么下面还要发生什么现象呢？变化的电场和变化的磁场总是相互联系的，它们形成一个不可分离的统一场，这就是电磁场。BBEEEE1、电磁场(1)变化的磁场周围产生电场，是一种普遍存在的现象，跟闭合电路是否存在无关。(2)在变化的磁场中所产生的电场的电场线是闭合的，而静电场中的电场线是不闭合的。1、电磁波的特点：（1）电磁波中的电场和磁场互相垂直，电磁波在与二者均垂直的方向传播，所以电磁波是横波。

E⊥B⊥V二、电磁场波速：v=λ/T=λf2、电磁波的特点：二、电磁场（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（2）电磁波可以在真空中传播速度等于光速c=3×108m/s（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越大典型考点一电磁场与电磁波1．(多选)根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是(

)A．有电场的空间一定能产生磁场，有磁场的空间也一定能产生电场B．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化的电场C．周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场D．周期性变化的磁场周围一定产生周期性变化的电场解析根据麦克斯韦电磁场理论，只有变化的电场(或磁场)才能产生磁场(或电场)，变化的电场(或磁场)不一定产生变化的磁场(或电场)，周期性变化的电场(或磁场)一定产生周期性变化的磁场(或电场)，C、D正确。答案解析2．手机A的号码手机B的号码手机A拨打手机B时，手机B发出响声并且显示屏上显示A的手机号若将手机A置于一透明真空罩中，用手机B拨打A，则发现手机A(

)A．能听到响声，并显示B的号．不能听到响声，但显示B的号．不能听到响声，但显示A的号．既不能听到响声，也不显示号码解析电磁波可以在真空中传播，而声波的传播需要介质。当用手机B拨打手机A时(A置于一透明真空罩中)，A能显示B的号码，但不能听到A发出的响声，故B正确。答案解析3．一雷达站探测敌机时荧光屏上出现的记录图像如图，A是发射时的雷达探索波的脉冲波形，B是敌机反射回来的脉冲波形，则敌机距雷达站的距离是(

)A．9×105m B．4.5×105mC．3×105m D．无法确定答案解析三、赫兹的电火花赫兹用实验证实电磁波的存在现象：

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。[传播条件]机械波传播需要介质，而电磁波不需要介质也能传播。[传播规律]都遵循“v=λf=λ/T”这个关系式；且电磁波也能发生反射、折射、衍射、干涉等现象。[传播本质]机械波传播的是机械能，电磁波传播的是电磁能。思考与讨论电磁波与机械波有何区别呢？三、赫兹的电火花四、电磁波波长波峰波峰波谷波谷

在1s内有多少次波峰（或波谷）通过，波的频率就是多少。

描述波的物理量有波长、频率和波速，初中的时候我们学习过：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。相邻的两个波峰（或波谷）的距离叫作波长。水波不停的向远方传播，描述波传播快慢的物理量叫作波速。

波速、波长、频率之间有什么样的关系呢？水波四、电磁波1、波速等于波长乘以频率，这个关系对电磁波同样适用。2、

公式：c=λf真空中：c=3×108m/s真空中：波长越大，频率越小!波速:c波长:λ频率:f电磁波3、电磁波中的电场和磁场互相垂直，

电磁波在与二者均垂直的方向传播,所以电磁波是横波。4、电磁波也会发生反射、折射、干涉、衍射、和偏振等现象。1、电磁波谱：

按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫电磁波谱。五、电磁波谱2、由无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线合起来构成范围非常广阔的电磁波谱。五、电磁波谱无线电波微波红外线可见光紫外线可见光X射线γ射线答案解析5．不同的电磁波产生的机理不同，表现出的特性也不同，因而其用途也不同。下列应用中符合实际的是(

)A．雷达是用X光来测定物体位置的B．医院里常用X射线照射病房和手术室进行消毒C．用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光D．用γ射线照射马铃薯，可防止其发芽，以便长期保存解析雷达是用无线电波来测定物体位置的，故A错误；紫外线有显著的化学作用和荧光效应，可利用紫外线消毒，也可以用来验钞，故B、C错误；用γ射线照射马铃薯，可防止其发芽，以便长期保存，故D正确。答案解析6．如图所示是中国天眼FAST­500m口径球面射电望远镜，其主要工作波长在分米到米的范围，则天眼接收的电磁波的频率区间为(

)A．106Hz～107Hz B．108Hz～109HzC．1010Hz～1011Hz D．1012Hz～1013Hz答案解析六、电磁波的能量

通过前面的学习我们知道电磁波无处不在，生活中常常用微波炉、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。微波炉1.电磁波具有能量。2.电磁波是一种场物质。中国天眼FAST电视台通过电磁波，将精彩的电视节目展现给观众七、电磁波通信无线网络雷达七、电磁波通信万物互联的全新时代5G是什么呢？简单说就是第5代移动通信技术。如果说4G改变生活的话，那么5G将改变社会。这种通信技术未来跟人工智能、大数据紧密结合，会开启一个万物互联的全新时代。我们可以为一头牛、一头羊装上通信装置，可以为一台设备、一座铁塔装上通信装置，可以为一座桥梁、一个隧道装上通信装置，甚至是一草一木、一纸一笔等等，万物互联的场景将逐步走向现实。

5G是什么？你认为5G技术对社会发展有着什么样的重要意义？1.(多选)随着网络技术的发展，WiFi无线网络(标识如图所示)成了一种时尚。WiFi实质是一种短程无线传输技术，能够在一定范围内支持互联网接入的无线电信号。下列关于WiFi的说法，正确的是(

)A．WiFi信号是一种物质B．WiFi信号不可能在真空中传输C．WiFi信号限于短程传输，是因为其波长太短D．WiFi信号限于短程传输，是因为在传输过程中存在能量损失答案解析WiFi信号实质是由发射器发出的一种电磁波，电磁波是一种物质，故A正确；电磁波可以在真空中传输，故B错误；WiFi信号限于短程传输，是因为其能量太低，而在传输过程中存在能量损失，故不能远程传播，C错误，D正确。解析2．关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是(

)A．电磁波可以传递信息，声波不能传递信息B．手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波C．太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同D．遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同解析电磁波可以传递信息，声波也能传递信息，故A错误；手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波，故B正确；太阳光中的可见光的传播速度是光速，医院“B超”中的超声波传播速度是声速，二者的大小不相同，故C错误；遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长不相同，故D错误。答案解析3．(多选)雷达是利用电磁波来工作的，它发射的电磁波频率多在300MHz至1000MHz的范围内，已知真空中光速c＝3×108m/s。下列说法正确的是(

)A．电磁波可由恒定不变的电场和磁场产生B．电磁波可由周期性变化的电场或磁场产生C．雷达发射的电磁波在真空中的波长范围多在0.3m至1m之间D．雷达与目标之间的距离