《金牌学案》物理粤教版必修第三册 课件27　第六章　第四节　电磁波及其应用　第五节　量子化现象

现代文阅读Ⅰ把握共性之“新”打通应考之“脉”第六章电磁现象与电磁波第四节电磁波及其应用第五节量子化现象[学习目标]

1．知道电磁场、电磁波的概念及电磁波的产生原理，知道光是一种电磁波，光的能量是不连续的，能解释相关的自然现象．2．理解电磁波的产生原理，了解电磁波的应用和电磁污染及防护，具有与光的量子化有关的能量观念．3．体会电磁波的应用对人类生活和社会发展带来的影响，能理性讨论电磁污染及其防护问题．通过对电磁场的认识，体验人类对自然界的认识是不断发展的．必备知识·自主预习储备知识点一电磁场与电磁波1．电磁场(1)麦克斯韦电磁场理论的两个基本假设①变化的磁场能够在周围空间产生______．②变化的电场能够在周围空间产生______．(2)电磁场：变化的______和变化的______构成不可分割的统一的场，称为_________．电场磁场电场磁场电磁场2．电磁波(1)电磁波的产生：变化的电磁场在空间的传播形成了_________．(2)电磁波可以在______中传播，电磁波的传播___需要介质．知识点二电磁场的物质性1．电磁场的特点：看不见摸不着，没有固定的形状和体积，几个电磁场可以同时占有同一空间．电磁波真空不2．电磁场的物质性的验证(1)微波炉利用电磁波来加热食物，说明电磁场具有能量．(2)光压现象说明电磁场具有质量．(3)美国物理学家_________通过实验验证了电磁场和电荷系统相互作用时遵守动量守恒定律和能量守恒定律．康普顿知识点三电磁波的应用1．电视广播(1)电视通过_________传播视频信号，其原理与传播音频信号相似．(2)通常电视广播使用______(选填“长波”“中波”或“微波”)传送电视信号．(3)人们利用电磁波将电视信号先传递给_____________________，然后由通信卫星将信号传回大地．电磁波微波地球同步通信卫星2．雷达(1)雷达是利用_________进行测距、定位的仪器．(2)组成：雷达主要由发射机、接收机和显示器等部分组成．(3)雷达工作时使用的是______(选填“长波”“中波”或“微波”)．3．移动电话(1)__________________是电磁波最辉煌的应用成果之一．(2)无线电话、无线对讲机、移动电话均是通过_________实现信号的发射与接收的．电磁波微波现代通信技术电磁波知识点四光是一种电磁波1．19世纪60年代，____________建立了电磁场理论．2．1888年，______用实验证实了电磁波的存在，并证明了电磁波和光一样具有反射、______、______和衍射等性质．3．电磁波的速度等于______．麦克斯韦赫兹折射干涉光速知识点五能量子假说1．热辐射(1)热辐射：①定义：一切物体都在辐射_________，这种辐射与物体的______有关，所以叫作热辐射．②特点：物体在热辐射中随温度的升高，辐射的较短波长的电磁波的成分越来越大．电磁波温度(2)黑体：①定义：某种物体能够______吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就叫作______．②黑体辐射的特点：黑体辐射电磁波的强度按______的分布只与黑体的温度有关．全部黑体波长2．能量子(1)普朗克的假设：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的_________．即能量的辐射或者吸收只能是____________的．这个不可再分的最小能量值ε叫作_________．(2)能量子公式：ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h称为_______________．h＝_______________________J·s．(3)能量的量子化：在微观世界中能量是_________的，或者说微观粒子的能量是______的．这种现象叫能量的量子化．整数倍一份一份能量子普朗克常量6.63×10-34量子化分立知识点六光子假说1．光电效应(1)概念：当光照射在金属上时，有时会有电子从金属表面逸出，这种现象被称为____________，逸出的电子称为_________．(2)实验规律①用不同频率的光去照射阴极时，光的频率越大，光电子动能越大；②频率低于某一数值时，无论光的强度多大，都不能产生光电子．光电效应光电子2．光子(1)概念：爱因斯坦于1905年指出，当光和物质相互作用时，光的能量不是连续的，而是一份一份光量子，这些光量子被称为______．(2)光子的能量：____________．光子ε＝hν知识点七光的波粒二象性1．粒子性：爱因斯坦的____________成功地解释了光电效应，说明了光具有粒子性．2．波动性：光的干涉、衍射等实验事实说明了光具有波动性．3．光的波粒二象性：光的这种既具有波动性，又具有粒子性的性质称为光的波粒二象性．光子假说知识点八原子结构的玻尔理论1．定义：原子的能量是量子化的，这些量子化的能量值叫作______．2．能级跃迁：(1)通常情况下，原子处于能量最低的状态，这是____________．(2)把原子从一个能级变化到另一个能级的过程叫作______．(3)处于高能级的原子，自发地向低能级跃迁时______光子，原子从高能级向低能级跃迁时放出的光子的能量，等于前后两个能级的能量之___．能级最稳定的跃迁放出差3．原子光谱：由于原子的______是分立的，所以放出的光子的______也是分立的，因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线．提醒

能量子：不可再分割的最小能量值．能级能量体验1．思考辨析(正确的画“√”，错误的画“×”)(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)微观粒子的能量只能是能量子的整数倍． (

)(3)在微观世界中能量不能连续变化． (

)×√√2．填空光是一种电磁波，则波长为400nm的光子的能量约为_______________________J．4.97×10-19关键能力·情境探究达成试探究：(1)观察上面两幅图，变化的磁场所产生电场的电场线和以前所学静电场的电场线有区别吗？(2)变化的磁场一定能产生电磁波吗？为什么？提示：(1)变化的磁场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)不一定，均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场，不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场，如果变化的磁场能产生变化的电场，变化的电场又能产生变化的磁场，才能在周围空间产生电磁波．考点1麦克斯韦电磁场理论1．变化的磁场产生电场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．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．3．变化的磁场产生电场的几种形式(1)均匀变化的磁场产生恒定的电场．(2)非均匀变化的磁场产生变化的电场．(3)周期性变化的磁场产生同频率周期性变化的电场．4．变化的电场产生磁场的几种形式(1)均匀变化的电场产生恒定的磁场．(2)非均匀变化的电场产生变化的磁场．(3)周期性变化的电场产生同频率周期性变化的磁场．【典例1】关于电磁场理论的叙述，不正确的是(

)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周期性变化的电场C．变化的电场和变化的磁场相互关联，形成一个统一的整体，即电磁场D．电场周围一定存在磁场√思路点拨：(1)相互激发的变化的电场与磁场的频率相等．(2)交替变化的电磁场是一个整体．D

[

故D符合题意．]规律方法

在理解麦克斯韦的电磁场理论时，要注意静电场不产生磁场，稳定磁场也不产生电场，还要注意根据电场(或磁场)的变化情况来确定所产生的是什么样的磁场(或电场)．[跟进训练]1．磁场的磁感应强度B随时间t变化的四种情况如图所示，其中能产生电场的磁场和能产生持续电磁波的磁场分别为(

)A．②③④、③④

B．①③④、③④C．②③④、②④

D．①③④、②④√考点2光的量子化与量子世界1．物体在发射或接收能量的时候，只能从某一状态“飞跃”地过渡到另一状态，而不可能停留在不符合这些能量的任何一个中间状态．2．在宏观尺度内研究物体的运动时我们可以认为：物体的运动是连续的，能量变化是连续的，不必考虑量子化；在研究微观粒子时必须考虑能量量子化．3．能量子的能量ε＝hν，其中h是普朗克常量，ν是电磁波的频率．【典例2】

(多选)对于带电微粒辐射和吸收能量时的特点，以下说法正确的是(

)A．以某一个最小能量值为单位一份一份地辐射或吸收B．辐射和吸收的能量是某一最小值的整数倍C．吸收的能量可以是连续的D．辐射和吸收的能量是量子化的√思路点拨：(1)微观粒子吸收和辐射能量只能是一份一份的．(2)能量是量子化的，不连续的．√√ABD

[带电微粒辐射或吸收能量时是以最小能量值——能量子ε的整数倍或一份一份地辐射或吸收的，是不连续的，是量子化的，故选项A、B、D正确，C错误．]规律方法

(1)带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍．(2)当辐射或吸收能量时，也是以最小能量值为单位一份一份地辐射或吸收的．(3)在微观世界中能量是量子化的．[跟进训练]2．普朗克在1900年将“能量子”引入物理学，开创了物理学的新纪元．在下列宏观概念中，具有“量子化”特征的是(

)A．人的个数

B．物体所受的重力C．物体的长度

D．物体的动能√提示：变化的电场和变化的磁场相互联系在一起，就会在空间形成一个统一的、不可分割的电磁场．这种在空间交替变化的电磁场传播出去就形成了电磁波．回归本节知识，自我完成以下问题：1．什么是电磁场？什么是电磁波？提示：麦克斯韦、赫兹．2．哪位科学家提出了电磁场理论？哪位科学家证实了电磁波的存在？3．哪位科学家提出了能量子假说？光量子的公式是什么？提示：德国物理学家普朗克，ε＝hν，h＝6.63×10-34J·s．题号13524671．关于物理学史，下列说法不正确的是(

)A．奥斯特发现了电磁感应现象，首次揭示了磁与电的联系B．麦克斯韦总结了前人的研究成果，建立了经典的电磁场理论C．元电荷的数值最早是由美国物理学家密立根通过油滴实验测得的D．普朗克认为微观粒子的能量是不连续的√课时分层作业(二十)电磁波及其应用量子化现象82．近年来军事行动中，士兵都使用“红外夜视仪”，在夜间也能清楚地看清目标，主要是因为(

)A．“红外夜视仪”发射出强大的红外线，照射被视物体B．一切物体均在不停地辐射红外线C．一切高温物体均在不停地辐射红外线D．“红外夜视仪”发射出X射线，被射物体受到激发而发出红外线√题号135246783．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是(

)A．电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波B．在电场的周围总能产生磁场，在磁场的周围总能产生电场C．电磁波是一种物质，只能在真空中传播D．电磁波传播的速度总是3.0×108m/s√题号13524678A

[变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，电磁场逐渐向外传播形成电磁波，A正确；根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，只要电场发生变化就可以产生磁场，只要磁场发生变化就可以产生电场，如果电场(磁场)不变化，则不能产生磁场(电场)，B错误；电磁波的传播不依赖介质，可在真空中传播，也可在介质中传播，在真空中的传播速度才等于光速，C、D错误．]题号135246784．(多选)关于“能量量子化”，下列说法正确的是(

)A．认为带电微粒辐射或吸收能量时，是一份一份的B．认为能量值是连续的C．认为微观粒子的能量是量子化的D．认为微观粒子的能量是分立的√题号13524678ACD

[普朗克的理论认为带电微粒辐射或吸收能量时，是一份一份的，微观粒子的能量是量子化的，是分立的，是不连续的，故B错误，A、C、D正确．]√√5．雷达是一种利用电磁波来测定物体位置和速度的设备，某防空雷达发现一架飞机正在以水平速度朝雷达正上方匀速飞来，已知该雷达发射相邻两次电磁波之间的时间间隔为5×10-4s，某时刻在雷达监视屏上显示的波形如图甲所示，经过t＝173s后雷达向正上方发射和接收到的波形如图乙所示，已知雷达屏上相邻刻度线间表示的时间间隔为1×10-4s，则该飞机的飞行速度大小约为(电磁波的波速为c＝3×108m/s)(

)A．12000m/s B．900m/sC．500m/s D．300m/s√题号13524678甲

乙

题号135246786．两束能量相同的色光，都垂直地照射到物体表面，第一束光在某段时间内打在物体上的光子数与第二束光在相同时间内打在物体表面上的光