电磁波的发现及应用【典例精析+知识精讲】 高二物理备课精研课件 （2019人教版必修第三册）

13.4电磁波的发现及应用第十三章电磁感应与电磁波初步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。那么，电磁波是怎样发现的呢？一、电磁场科学家们发现电磁波的历程麦克斯韦奥斯特安培法拉第奥斯特首先发现了电流的周围有磁场安培进一步做了很多有关电和磁的的研究工作法拉第发现了磁生电的方法，并首先提出了力线和场的概念英国物理学家麦克斯韦系统地总结了库仑、安培、奥斯特、法拉第等人对电磁规律的研究成果，再加上他本人的创造性工作，最终建立了经典电磁场理论。一、电磁场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。电磁感应现象的实质没有闭合电路，也同样要在空间产生电场。自由电荷要定向移动形成电流，就必须有电场。一、电磁场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。根据麦克斯韦理论，在给电容器充电的时候，不仅导体中的电流要产生磁场。而且在电容器两极板间变化着的电场周围也要产生磁场。一、电磁场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。电磁场电磁场非常特殊，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。(1)变化的磁场产生电场(2)变化的电场产生磁场二、电磁波伟大的预言——电磁波电场E磁场B电场E电场E磁场B电场E（1）空间可能存在变化的电磁场变化的电场变化的磁场变化的电场新的电场和磁场产生（2）变化的电磁场向外传播，就形成了电磁波变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播。产生产生产生二、电磁波电磁波的传播空气、水，是声波和水波传播的介质。电磁波可以在真空中传播，不需要介质。电磁波的传播速度→等于光速光是以波动形式传播的一种电磁振动——光是一种电磁波。捕捉电磁波如图，高压发生器G上安装两根长约1m、带有放电电极的铜管A、B，两极的间隙约0.5cm，铜管构成发射天线。绝缘架上固定同样的两根铜管C、D作为接收天线，两管成一直线，中间连接一个电流表。闭合高压发生器G的电源，在两个电极间产生放电火花。让接收天线与发射天线平行，改变两个天线的距离，观察电流表示数的变化。三、电磁波谱波的特性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。描述波传播快慢的物理量叫作波速。三、电磁波谱电磁波的传播规律：c=λf真空中：c=3×108m/s波速:c波长:λ频率:f电磁波真空中：波长越大，频率越小!三、电磁波谱电磁波谱按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列起来。①可见光只是电磁波中的一小部分②不同的电磁波由于具有不同的频率，才具有不同的特性。三、电磁波谱电磁波谱四、电磁波的能量电磁波的能量微波炉无线充电1.电磁波具有能量。2.电磁波是一种场物质。中国天眼FAST广播信号五、电磁波通信一、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。【例题1】(多选)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3×108m/sC．电磁波在真空中能传播D．电磁波具有波的一切特征解析：ACD电磁波是交替产生呈周期性变化的电磁场由发生区域向远处传播而产生，故A正确；电磁波只有在真空中传播时，其速度为3×108m/s，故B错误；电磁波能在真空中传播，故C正确；电磁波是一种波，具有波的一切特性，故D正确．解析：【例题2】一个雷达向远处发射无线电波，每次发射的时间为1μs，两次发射的时间间隔为100μs，在显示器的荧光屏上呈现出的尖形波如图所示，已知图中刻度ab＝bc，则障碍物与雷达之间的距离是多大？

【例题3】

(多选)不能发射电磁波的电场是(

)解析：ABC由麦克斯韦电磁场理论，当空间出现恒定的电场时(如A图)，由于它不激发磁场，故无电磁波产生；当出现均匀变化的电场(如B图、C图时)，会激发出磁场，但磁场恒定，不会在较远处激发出电场，故也不会产生电磁波；只有周期性变化的电场(如D图)，才会激发出周期性变化的磁场，它又激发出周期性变化的电场……如此不断激发，便会形成电磁波．1、(多选)根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是(

)A．电场一定能产生磁场，磁场也一定能产生电场B．变化的电场一定产生磁场C．稳定的电场也可以产生磁场D．变化的磁场一定产生电场根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场和变化的磁场相互联系在一起，形成一个统一的、不可分割的电磁场．变化的电场一定产生磁场，稳定的电场不产生磁场，故A、C错误，B正确．同理知D正确．BD1、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(

)A．f1＞f2＞f3＞f4

B．f1＜f2＜f3＞f4C．f1＜f2＜f3＜f4

D．f1＞f2＞f3＜f4查找资料知道这些波的波长由大到小，由c＝λf可得他们的频率f由小到大，故C正确．C3、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.手机通话时涉及的波既有电磁波又有声波C.太