2019高中物理 第四章 电磁波与电信息技术 1 电磁波 2 电磁波谱学案 教科版选修1-1.doc
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1、11 1 电磁波电磁波2 2 电磁波谱电磁波谱学 习 目 标知 识 脉 络1.知道麦克斯韦的电磁场理论(重点)2理解变化的电场和磁场相互激发形成电磁场(难点)3知道电磁波的基本性质(重点)4会用vf解决问题5知道电磁波的不同波段和用途.自 主 预 习探 新 知知识梳理一、电磁波1麦克斯韦的大胆假设(1)变化的磁场能产生电场(2)变化的电场也能产生磁场2电磁波(1)变化的电场和磁场相互激发不断向外传播,这就是电磁波(2)赫兹用实验的方法验证了电磁波的存在3电磁波的基本性质(1)电磁波具有能量与质量,是物质运动的一种形式(2)电磁波可以在真空中传播,它的传播速度等于光速,即vc3108 m/s.(
2、3)单位时间内电磁波所发送的能量与振荡频率有关;频率愈大,发送的能量愈多二、电磁波谱1电磁波的波长、频率和波速的关系式为cf,频率越高的电磁波,波长越短2通常把电磁波分为七个波段:无线电波、微波、红外辐射(红外线)、可见光、紫外辐射(紫外线)、X 射线(伦琴射线)、 射线基础自测1思考判断(1)均匀变化的磁场产生均匀变化的电场( )(2)电磁波的传播不需要介质( )(3)赫兹证实了麦克斯韦的电磁场理论( )2(4)波在传播过程中,频率不变( )(5)电磁波在真空中的速度最大,其值为 3.0108 m/s.( )(6)红外线的波长大于紫外线的波长( )【提示】 (1) (2) (3) (4) (
3、5) (6)2电磁波在现代生活中有着广泛的应用,建立完整的电磁场理论并预言电磁波存在的科学家是( )A法拉第B麦克斯韦C奥斯特D爱因斯坦B B 麦克斯韦是建立完整的电磁场理论并预言电磁波存在的科学家3电磁波在空中的传播速度为v,北京交通广播电台的频率为f,该电台所发射电磁波的波长为( )A Bv f1 vfCDvff vA A 根据光速、频率、波长之间关系有:vf,所以波长为: ,故 A 正确,v fBCD 错误4在电磁波中,频率不同的电磁波具有不同的特性、真空中,红外线、紫外线和 X 射线的波长由长到短排列顺序正确的是( ) AX 射线、紫外线、红外线BX 射线、红外线、紫外线C红外线、紫外
4、线、X 射线D紫外线、红外线、X 射线C C 真空中,红外线、紫外线和 X 射线的波长由长到短排列顺序正确的是:红外线、紫外线、X 射线故 C 正确合 作 探 究攻 重 难电磁波的产生和特点1麦克斯韦电磁场理论(1)对变化的磁场产生电场的探究3图 411探究实验 1:装置如图 411 所示,当穿过螺线管的磁场随时间变化时,上面的线圈中产生感应电动势,引起感应电流使灯泡发光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移动,产生感应电流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?(没有)想象线圈不存在时线圈所
5、在处的空间还有电场吗?(有)实验结论:如图 412(甲)所示,麦克斯韦认为线圈只不过是用来显示电场的存在,如图 412(乙)所示线圈不存在时,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,跟闭合电路线圈是否存在无关线圈的作用只是用来显示电流的存在图 412静电场其电场线的特点是起于正电荷止于负电荷,不会闭合,而变化的磁场产生的电场其电场线是闭合的(2)对变化的电场产生磁场的探究探究实验 2:静止电荷周围的小磁针不偏转,运动电荷周围的小磁针发生偏转在电容器充放电时,周围的小磁针发生摆动实验分析:静止电荷的周围是稳定的电场,不产生磁场,电荷运动时,周围产生的是变化的电场,产生磁场使小
6、磁针摆动,在给电容器充、放电时,两极板上的电荷量发生变化,引起两板间的电场发生变化,从而在周围产生磁场使小磁针摆动在给电容器充、放电的时候,不仅导体中电流要产生磁场,而且在电容器两极板间周期性变化着的电场周围也要产生磁场实验结论:在变化的电场周围空间中产生磁场2电磁波的特点(1)电磁波是横波,在传播方向上任一点电场E和磁场B随时间按正弦规律变化,E的方向和B的方向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vf,在真空中的传播速度等于光速(3)电磁场中以电场和磁场的形式贮存着能量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,测出了波
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