2019_2020学年高考物理主题3电磁场与电磁波初步5电磁波的发现及其应用学案必修.docx
《2019_2020学年高考物理主题3电磁场与电磁波初步5电磁波的发现及其应用学案必修.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2019_2020学年高考物理主题3电磁场与电磁波初步5电磁波的发现及其应用学案必修.docx(14页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、5电磁波的发现及其应用学科素养与目标要求物理观念:1.了解麦克斯韦电磁场理论,了解电磁波的产生机理.2.知道电磁波的特点,知道电磁场的物质性.3.了解电磁波的应用及其带来的影响.4.知道光是一种电磁波,知道光的能量的不连续性.科学态度与责任:1.了解麦克斯韦在物理学发展中的贡献,体会其研究物理问题的方法.2.了解电磁波在现代生活中的应用,激发热爱科学、献身科学的热情.一、麦克斯韦伟大的预言1.变化的磁场产生电场(1)在变化的磁场中放一个闭合的电路,由于穿过电路的磁通量发生变化,电路里会产生感应电流.这个现象的实质是变化的磁场在空间产生了电场.(2)即使在变化的磁场中没有闭合电路,也同样要在空间
2、产生电场.2.变化的电场产生磁场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.二、电磁波1.电磁波的产生:如果在空间某区域中有周期性变化的电场,那么这个变化的电场就在空间引起周期性变化的磁场;这个变化的磁场又会引起新的变化的电场于是,变化的电场和磁场交替产生,由近及远地传播.电磁场这样由近及远地传播,就形成电磁波.2.特点(1)电磁波可以在真空中传播.(2)电磁波的传播速度等于光速.(3)光在本质上是一种电磁波.(4)光是以波动形式传播的一种电磁振动.3.电磁波的波速(1)波速、波长、频率三者之间的关系:波速波长频率.电磁波的波速c与波长、频率f的关系是cf.(2)
3、电磁波在真空中的传播速度c3.00108 m/s.三、电磁波谱1.按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱,叫做电磁波谱.2.不同波长电磁波的特性(1)无线电波波长大于1mm(频率小于300GHz)的电磁波是无线电波.无线电波用于通信和广播.(2)红外线红外线是一种光波,它的波长比无线电波的波长短,比可见光长.所有物体都发射红外线,热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射强.我们看不见红外线.利用红外线遥感可以在飞机或人造卫星上勘测地热、寻找水源、监视森林火情、预报风暴和寒潮.(3)可见光可见光的波长在400760nm之间.(4)紫外线波长范围在5370nm的电磁波是紫外线.可以利用紫外线灭菌消
4、毒.人体接受适量的紫外线照射,能促进钙的吸收,改善身体健康.在紫外线的照射下,许多物质会发出荧光,根据这个特点可以设计防伪措施.(5)X射线和射线波长比紫外线更短的电磁波就是X射线和射线.X射线对生命物质有较强的作用,过量的X射线辐射会引起生物体的病变.X射线能够穿透物质,可以用来检查人体内部器官.波长最短的电磁波是射线,它具有更高的能量.在医学上可以治疗某些癌症,还可用于探测金属部件内部的缺陷.判断下列说法的正误.(1)变化的磁场可以产生电场,但变化的电场不能产生磁场.()(2)电磁波在空气中可以传播,在真空中不能传播.()(3)光在真空中的速度与电磁波在真空中的速度相同,光是一种电磁波.(
5、)(4)无线电波、可见光、红外线、紫外线都属于电磁波.()一、麦克斯韦电磁场理论1.变化的磁场产生电场如图1所示,麦克斯韦认为在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(导体环)是否存在无关.导体环的作用只是用来显示电流的存在.图1注意: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.2.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.(如图2所示).图23.小结(1)变化的磁场在周围空间产生电场,变化的电场也在周围空间产生磁场.(2)均匀变化的磁场产生稳定的电场,
6、均匀变化的电场产生稳定的磁场.(3)振荡的磁场产生同频率振荡的电场,振荡的电场产生同频率振荡的磁场.(4)周期性变化的电场和磁场相互联系,形成一个统一的场,就是电磁场,而电磁场由近及远地向周围空间传播形成电磁波.例1(多选)关于电磁场理论的叙述正确的是()A.变化的磁场周围一定存在着电场,与是否有闭合电路无关B.周期性变化的磁场产生同频率变化的电场C.变化的电场和稳定的磁场相互关联,形成一个统一的场,即电磁场D.电场周围一定存在磁场,磁场周围一定存在电场答案AB解析变化的磁场周围产生电场,当电场中有闭合回路时,回路中有电流,若无闭合回路,电场仍然存在,A正确;若形成电磁场必须有周期性变化的电场
7、和磁场,B对,C、D错.二、电磁波1.电磁波的形成周期性变化的电场和磁场交替产生,形成电磁场,电磁场由近及远传播,形成电磁波.2.电磁波的特点(1)电磁波的传播不需要介质.在真空中传播速度等于光速c3.00108m/s.(2)电磁场储存电磁能,电磁波的发射过程就是辐射能量的过程.(3)只有周期性变化的电场和磁场相互激发才能形成电磁波.(4)电磁波是电磁场在空中的传播,电磁场是一种客观存在的物质场物质.(5)电磁波具有波的一切特性,能够发生反射、折射、干涉、衍射和偏振等现象.3.麦克斯韦电磁理论的实验验证赫兹在实验室研究证实了电磁波的存在,并且证明了电磁波与光具有相同的性质,证实了麦克斯韦关于光
8、的电磁理论.4.电磁波波速与波长和频率的关系(1)波长、波速、频率的概念在一列水波中,凸起的最高处叫做波峰;凹下的最低处叫做波谷.相邻的两个波峰(或波谷)的距离叫做波长.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做波速.(2)波速、波长、频率之间的关系:波速波长频率(3)对于电磁波,用表示电磁波的波长、f表示频率、c表示波速,则有cf,电磁波在真空中的传播速度c3.00108m/s.例2(多选)下列关于电磁波的说法中正确的是()A.只要电场和磁场发生变化,就能产生电磁波B.电磁波的传播需要介质C.停止发射电磁波,发射出去的电磁波仍能独立存在D.电磁波具有能量
9、,电磁波的传播是伴随着能量向外传递的答案CD解析要想产生持续的电磁波,变化的电场(或磁场)产生的磁场(或电场)必须是非均匀变化的,所以A选项错误;电磁波是物质波,电磁波的传播不需要介质,B选项错误;电磁波可以脱离“波源”而独立存在,C选项正确;电磁波具有能量,电磁波传播的过程,也就是能量的传播过程,所以D正确.例3电磁波在真空中传播的速度c是3.00108m/s,有一个广播电台的频率f90.0MHz,这个电台发射的电磁波的波长为()A.2.70mB.270mC.3.00mD.3.33m答案D解析根据得,m3.33m.三、电磁波谱1.电磁波谱电磁波谱的顺序为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射
10、线、射线.它们共同构成了范围广阔的电磁波谱.2.不同波长的电磁波的比较名称特性无线电波红外线可见光紫外线X射线射线主要应用通信、广播红外探测器、红外体温计引起视觉灭菌、消毒、防伪医学透视、安检治疗疾病、金属探伤真空中的速度都是c3.00108m/s频率小大同介质中速度大小例4下面列出一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理现象.请将相应的字母填写在运用这种现象的医疗器械后面的空格上.(1)X光机,_.(2)紫外线灯,_.(3)理疗医用“神灯”照射伤口,可使伤口愈合得较好.这里的“神灯”是利用_.A.光的全反射B.紫外线具有很强的荧光作用C.紫外线具有杀菌消毒作用D.X射线具有很强的穿透力E.红外
11、线具有显著的热效应F.红外线波长较长,易发生衍射答案(1)D(2)C(3)E解析(1)X光机是用来透视人的体内器官的,因此需要具有较强穿透力的电磁波,但又不能对人体造成太大伤害,因此采用了穿透能力比较强又不会给人体造成太大伤害的X射线,选D.(2)紫外线灯主要是用来杀菌的,因此它应用的是紫外线的杀菌作用而非荧光作用,因此选C.(3)“神灯”又称红外线灯,主要是用于促进局部血液循环,它利用的是红外线的热效应,使人体局部受热,血液循环加快,因此选E.四、光的能量1.光是一种电磁波,光能发生反射、折射、干涉、衍射和偏振,光具有波的一切特征.2.普朗克的能量子概念(1)能量子:普朗克认为微观世界带电粒
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2019 _2020 学年 高考 物理 主题 电磁场 电磁波 初步 发现 及其 应用 必修
链接地址:https://www.31doc.com/p-3647410.html