电磁波的发现及应用课件高二上学期物理教科版_1.pptxVIP

第四节电磁波的发现及应用第三章电磁场与电磁波初步

学习目标1.了解电磁波的产生与传播。2.知道波长与频率、波速的关系，了解电磁波谱。3.了解电磁波在科技、经济、社会发展中的作用。

新课导入电磁波与我们的生活息息相关。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。为什么电磁波能得到这样广泛的应用？它与机械波有何不同？最初电磁波是如何被发现的呢？

新课讲解一、电磁场1.19世纪60年代，英国物理学家麦克斯韦在法拉第等人研究成果的基础上，进行总结，并加以发展，提出了系统的电磁理论。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。这个电磁理论有以下两个基本假设：麦克斯韦（1831—1879)英国物理学家1.变化的磁场能够在周围空间产生电场2.变化的电场能够在周围空间产生磁场

新课讲解（1）变化的磁场产生电场问题：电磁感应现象表明，在变化的磁场中放入一个线圈，线圈中会有感应电流产生。那么，线圈中产生感应电流的本质是什么？电路中产生电流的条件是导体中的自由电荷定向移动，要使自由电荷定向移动必然有电场存在，电磁感应的本质是磁场产生电场，电子在电场的作用下定向移动产生了电流。电子定向移动需要电场

新课讲解稳定的磁场周围不产生电场电场可以由两种方式产生：由电荷或由变化的磁场产生。电荷周围的电场磁场增大时周围的电场麦克斯韦经过反复思考提出假设：变化的电场也相当于一种电流，也在空间产生磁场，即变化的电场在空间产生磁场。（2）变化的电场能够在周围产生磁场

新课讲解对麦克斯韦电磁场理论的理解:①恒定的电场不产生磁场②恒定的磁场不产生电场③均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场④均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场⑤周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场⑥周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场

新课讲解2.电磁场：麦克斯韦根据上述两个基本假设，进一步指出：如果在空间某区域有随时间不均匀变化的电场，那么这个变化的电场就在它周围产生变化的磁场，这个变化的磁场又在它周围引起变化的电场它非常特殊，既不是电场也不是磁场，更不是电场和磁场的叠加变化的电场和变化的磁场交替产生，形成不可分割的统一体，称为电磁场。

新课讲解1.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.二、电磁波和电磁波谱

新课讲解激发电磁波形成示意图：非均匀变化的磁场变化电场若是均匀变化稳定磁场不再激发若非均匀变化变化磁场若是均匀变化稳定电场若非均匀变化激发激发激发

新课讲解麦克斯韦在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，由此麦克斯韦认为光是电磁波的一种形态.1888年德国物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在.

新课讲解赫兹还运用自己精湛的实验技术测定了电磁波的波长和频率，得到了电磁波的传播速度，证实了这个速度等于光速.赫兹还用实验证明，电磁波跟所有波动现象一样，能产生反射、折射、干涉、衍射等现象，从而证实了麦克斯韦的电磁场理论，为后人利用电磁波传递信息开辟了道路.

新课讲解在一系列水波中，凸起的最高处叫作波峰，凹下的最低处叫作波谷。两个相邻的波峰（或波谷）之间的距离等于波长。在1s内有多少次波峰（或波谷）通过，波的频率就是多少。用来描述波传播快慢的物理量叫作波速。波长、周期（频率）和波速的关系?2．波长、频率与波速之间的关系

新课讲解(1)概念：按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列起来，就是电磁波谱。(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。3.电磁波谱

新课讲解4．不同电磁波的特性和用途种类波长范围特性应用无线电波大于1mm波动能力强通信、广播、射电望远镜红外线760～106nm热作用强烘干、红外遥感、测温、夜视仪可见光400～760nm感光性强照明、照相紫外线10～400nm化学作用、荧光作用消毒、荧光效应、促使人体合成维生素DX射线0.001～10nm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10－3nm穿透能力最强医学上的γ刀技术、探测金属内部的缺陷

新课讲解三、电磁波的应用电磁波的应用，主要包括两个方面：一是利用电磁波传递信息，二是利用电磁波的能量。

新课讲解1.利用电磁波传递信息移动通信设备极大地方便了我们的联系。每部移动电话都是一个无线电台，将用户的声音转变成高频电信号发射到空中，同时它又相当于一台收音机，捕捉空中的电磁波，使用户接收到对方送来的信息。

新课讲解射电望远镜：“中国天眼”FAST，主要用于寻找暗物质、暗能量和收集宇宙中的各种信号，揭示宇宙的奥