物理（教科版选修34）课件第3章第23节电磁场和电磁波电磁波谱电磁波的应用

第一部分第三章电磁振荡电磁波第二节电磁场和电磁波第三节电磁波谱电磁波的应用1．知道麦克斯韦电磁场理论的两个基本观点：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场．2．知道电磁场在空间传播形成电磁波以及电磁波的基本特点．3．了解什么是电磁波谱，知道各种可见光和不可见光与无线电波一样，也是电磁波．4．了解不同波长(或频率)范围的电磁波的特性以及电磁波的利用及对其危害的防护措施．学案一学案二一、麦克斯韦电磁理论的两个基本假设1．变化的磁场产生__________．2．变化的电场产生__________．电磁场和电磁波电场磁场二、电磁场如果空间某区域存在不均匀变化的电场，那么它就会在空间引起不均匀变化的__________，这一不均匀变化的磁场又引起不均匀变化的__________……于是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．磁场电场三、电磁波1．电磁波中的电场强度与磁感应强度互相________，而且二者均与波的传播方向________，因此电磁波是________．2．电磁波的特点(1)电磁波的传播__________介质．(2)电磁波在真空中的传播速度等于__________．(3)电磁波具有波的一切特性．垂直垂直横波不需要光速一、对麦克斯韦电磁场理论的理解1．电磁场的产生：如果在空间某处有周期性变化的电场，那么这个变化的电场就在它周围空间产生周期性变化的磁场，这个变化的磁场又在它周围空间产生变化的电场……变化的电场和变化的磁场是相互联系着的，形成不可分割的统一体，这就是电磁场．2．麦克斯韦电磁场理论的要点(1)恒定的磁场不会产生电场，同样，恒定的电场也不会产生磁场．(2)均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场，同样，均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场．(3)振荡变化的磁场在周围空间产生同频率振荡的电场，同样，振荡变化的电场在周围空间产生同频率振荡的磁场．二、电磁波与机械波的比较【训练】1．(多选)下列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．变化的电场和变化的磁场相互关联，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解析：答案：ABC2．根据麦克斯韦的电磁场理论，下列说法正确的是(

)A．在电场周围空间一定产生磁场B．任何变化的电场周围空间一定产生变化的磁场C．均匀变化的电场周围空间能产生变化的磁场D．周期性变化的电场在其周围空间产生同频率的周期性变化磁场解析：由麦克斯韦电磁场理论可知，空间某处有变化的电场时，才会在其周围空间产生磁场，所以选项A错误．如果电场的变化是均匀的，则产生的磁场是稳定的，选项B错误，选项C错误．而周期性变化的电场在其周围空间将产生同频率的周期性变化磁场，选项D正确．答案：D3．(多选)下列关于电磁波与声波的说法正确的是A．电磁波是由电磁场发生的区域向远处传播，声波是声源的振动向远处传播B．电磁波的传播不需要介质，声波的传播有时也不需要介质C．由空气进入水中传播时，电磁波的传播速度变小，声波的传播速度变大D．由空气进入水中传播时，电磁波的波长不变，声波的波长变小解析：由电磁波和声波的概念可知选项A正确．因为电磁波可以在真空中传播，而声波属于机械波，它的传播需要介质，在真空中不能传播，故选项B错误．电磁波在空气中的传播速度大于在水中的传播速度，在真空中的传播速度最大；声波在气体、液体、固体中的传播速度依次增大，故选项C正确．无论是电磁波还是声波，从一种介质进入另一种介质时频率都不变，所以由波长λ＝及它们在不同介质中的传播速度可知，由空气进入水中时，电磁波的波长变短，声波的波长变长，故选项D错误．答案：AC一、电磁波谱1．电磁波谱(1)将各种电磁波按波长由大到小的顺序排列起来，就构成了电磁波谱：__________、________、可见光、_________、X射线、__________．(2)光也是__________．电磁波谱电磁波的应用无线电波红外线紫外线γ射线电磁波2．几种电磁波的特性(1)红外线：波长比可见光中红光的波长_______，不能引起人的视觉，是不可见光；所有物体都在不停地辐射红外线，且温度越高，辐射的红外线越_______，红外线的主要作用为热效应．(2)紫外线：波长比可见光中的_______波长还短，不能引起视觉；主要作用为__________．长强紫光灭菌消毒(3)X射线：波长比紫外线的波长还_______；高速电子流射到任何固体上都能产生X射线；____________较强，用于___________________、金属探伤等．(4)γ射线：比X射线的波长__________的电磁波，γ射线的穿透能力比X射线__________．短穿透能力检查人体内部器官更短更强二、电磁波的应用1．红外线和紫外线的应用(1)利用红外线的热效应，制成了红外线烤箱、红外线炉等；利用红外线可使特制底片感光的性质，制成了红外摄影仪、红外遥感器等．(2)紫外线很容易让底片感光；适当照射人体时可预防佝偻病；紫外线有杀菌、消毒作用；鉴别钞票的真伪等．2．无线电波的应用(1)移动电话．(2)雷达是一种用来检测飞行器、船只等远距离物体位置的系统．雷达天线发射__________电磁波，电磁波遇到障碍物会被反射回来，接收机接收__________信号，判断远处物体的方位．高频反射一、不同波长电磁波的比较二、电磁波具有共性和特性1．共性它们在本质上都是电磁波，它们的行为服从相同的规律，都遵守公式v＝λf.它们在真空中的传播速度是c＝3.0×108m/s，它们的传播都不需要介质，各波段之间的区别并没有绝对的意义．2．特性(1)不同电磁波的产生机理不同．(2)不同电磁波的频率或波长不同，表现出不同的特性．波长越长越容易产生干涉、衍射现象，波长越短观察干涉、衍射现象越困难．正是这些不同的特性决定了它们不同的用途．如X射线、γ射线等电磁波的特征很不明显，但穿透本领却很强，主要应用在探测和治疗．紫外线化学作用和荧光效应能应用在曝光灯、消毒柜等电器中．红外线的频率比可见光更接近固体物质分子的频率，也就更容易使分子发生共振，因而热作用强．红外线波长较可见光长，绕过障碍物能力强，易穿透云雾，应用于加热、夜视遥感、红外摄像、红外制导等方面．无线电波的波动性强，广泛地应用在通讯广播和导航．(3)电磁波都遵守v＝λf，同频率的电磁波在不同介质中速度不同．不同频率的电磁波，在同一种介质中传播时，频率越大，折射率越大，传播速度越小．

(多选)关于电磁波谱，下列说法正确的是(

)A．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B．γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高C．紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射D．在电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是γ射线

思路点拨：解答本题应把握以下两点：(1)电磁波的应用．(2)电磁波的波长及特点．解析：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，选项A正确；γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高，选项B正确；在电磁波谱中从无线电波到γ射线，波长逐渐减小，频率逐渐增大，而波长越大，波动性越强，越容易发生干涉、衍射现象，因此紫光应比紫外线更容易发生干涉和衍射现象，无线电波最容易发生衍射现象，故选项C、D错误．答案：AB【训练】1．下列电磁波，其衍射能力由强到弱的顺序排列正确的是(

)A．红外线、可见光、紫外线、γ射线B．γ射线、可见光、红外线、无线电波C．可见光、红外线、伦琴射线、γ射线D．伦琴射线、紫外线、可见光线、红外线答案：A2．(多选)下列关于电磁波的说法正确的是(

)A．红外线、紫外线、伦琴射线和γ射线在真空中的传播速度都为3.0×108m/sB．红外线应用在遥感技术中，是利用了它穿透本领强的特性C．紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度D．日光灯是紫外线的荧光效应的应用答案：AC3．(多选)下列能说明电磁波具有能量的依据是(

)A．可见光射入人的眼睛，人看到物体B．放在红外线区域的温度计升温很快C．收音机调到某个台时，调谐电路发生电谐振D．γ射线具有很强的贯穿能力解析：选项A，人眼看到物体，说明人眼感受到可见光的能量；选项B，红外线具有热作用，说明红外线具有能量；选项C，电谐振在调谐电路中的感应电流的能量来源于空中的无线电波；选项D，γ射线的贯穿能力说明γ射线具有很高的能量．答案：ABCD4．下列说法正确的是(

)A．各种电磁波中，最容易表现出干涉和衍射现象的是γ射线B．红外线有显著的热效应，紫外线有显著的化学作用C．X射线的穿透本领比γ射线更强D．在电磁波中，X射线与γ射线有很大一部分重叠区域，因此两者产生机理应该是一样的解析：干涉和衍射现象是光的波动性的体现，波长越长，越易产生，而γ射线波长最短，故选项A错误；频率越高，穿透本领越强，故选项C错误；X射线是由于原子内层电子受激发产生的，而γ射线是原子核受激发产生的，故选项D错误．答案：B5．下面列出一些医疗器械的名称和这些器械所用的物理现象，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射线的很强的贯穿能力E．红外线具有显著的热效应F．红外线波长较长，易发生衍射解析：