13.4电磁波的发现及应用 课件-2022-2023学年高二物理上学期人教版2019必修第三册

13.4电磁波的发现及应用学习目标1．知道麦克斯韦的电磁场理论2．知道电磁波是如何形成的3．知道电磁波在真空中的传播速度及波长、频率和波速的关系4．知道电磁波谱的组成及各波段的特点、应用1、麦克斯韦的电磁场理论（1）变化的磁场产生电场（2）变化的电场产生磁场一、电磁场2、电磁场变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一的电磁场

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BBEEEE1恒定的电场不产生磁场恒定的磁场不产生电场2均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场3不均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场4振荡电场产生同频率的振荡磁场振荡磁场产生同频率的振荡电场对麦克斯韦电磁理论的理解

麦克斯韦是继法拉第之后，依据库仑、高斯、欧姆、安培、毕奥、萨伐尔、法拉第等前人的一系列发现和实验成果，建立了第一个完整的电磁理论体系，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。这一理论自然科学的成果，奠定了现代的电力工业、电子工业和无线电工业的基础。麦克斯韦（J.C.Maxwell,1831—1879)英国物理学家。2、电磁波形成示意图：二、电磁波1、电磁波的形成

周期性变化的磁场周围产生周期性变化的电场，周期性变化的电场周围产生周期性变化的磁场，变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远传播形成电磁波BBEEEE3、电磁波的特点（1）电磁波中的电场和磁场互相垂直，电磁波在与二者均垂直的方向传播，所以电磁波是横波。

E⊥B⊥V

波速：v=λ/T=λf

（2）电磁波不需要介质也能传播，电磁波是物质波。在真空中传播速度等于光速c=3×108m/s3、电磁波的特点（4）电磁波有能量。在传播信息的同时还传播能量，电磁波传播的是电磁能。（6）不同电磁波在同一介质中传播，速度不同，频率f越高，波速v越小；频率f越低，波速v越大（3）电磁波具有波的共性，能发生反射、折射、干涉、衍射、多普勒效应和偏振现象。（5）同一电磁波在不同介质中传播，频率不变，波速v和波长λ发生变化，v介＜c4、电磁波与机械波区别（1）电磁波和机械波都属于波。都有波的共同特性。能发生反射、折射、干涉、衍射、多普勒效应和偏振现象。（1）电磁波是物质波，能在真空中传播也能在介质中传播；机械波不是物质波（传播振动形式），不能在真空中传播只能在介质中传播（2）电磁波是横波；机械波可能是横波也可能是纵波（声波是纵波）相同之处（2）波长、频率以及波速满足波速公式v=λf不相同之处（3）电磁波在真空中传播速度相同，都是3.0×108m/s，在同一种介质中不同频率的电磁波传播速度不同，频率越大传播速度越小；机械波的波速由介质决定，与频率无关。在同种介质中不同频率的机械波传播速度相同（声速340m/s）4、赫兹用实验证实电磁波的存在现象：当感应圈两个金属球间有火花跳过时，立刻产生一个交变电磁场，形成电磁波在空间传播，经过导线环时激发出感应电动势，使得导线环中也产生了火花。麦克斯韦预言电磁波存在。赫兹用实验证实了电磁波的存在1、电磁波谱：按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫电磁波谱。三、电磁波谱2、由无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线合起来构成范围非常广阔的电磁波谱。感光性强（照明、照相）

通过前面的学习我们知道电磁波无处不在，生活中常常用微波炉、红外烤箱加热或烤制食物，电磁波可以使氖炮发光，阳光使我们变得温暖，这些都说明电磁波具有能量。

虽然除了可见光之外的电磁波我们都看不到，但是它们是真实存在的物质，是场物质，是实物粒子之外的另外一种存在形式。微波炉1、电磁波具有能量。2、电磁波是一种场物质。中国天眼FAST四、电磁波的能量万物互联的全新时代5G是什么呢？简单说就是第5代移动通信技术。如果说4G改变生活的话，那么5G将改变社会。这种通信技术未来跟人工智能、大数据紧密结合，会开启一个万物互联的全新时代。我们可以为一头牛、一头羊装上通信装置，可以为一台设备、一座铁塔装上通信装置，可以为一座桥梁、一个隧道装上通信装置，甚至是一草一木、一纸一笔等等，万物互联的场景将逐步走向现实。五、电磁波通讯课堂小结一、电磁波的发现过程“磁生电”赫兹检测到了电磁波，测出电磁波波速等于光速。麦克斯韦猜想与假设：1.变化的磁场产生电场“电生磁”2.变化的电场产生磁场麦克斯韦预言了电磁波的存在预言光是一种电磁波二、电磁波谱及其应用

通过对电磁波谱的学习，我们了解了电磁波的主要特征及其物质性和其在科技、经济和社会信息化等方面的主要应用。练习、下列有关电磁场理论的说法正确的是(@31@)。A.任何变化的磁场都要在空间产生变化的电场B.任何电场都要在周围空间产生磁场C.任何变化的电场都要在周围空间产生磁场D.电场和磁场总是相互联系着，形成一个不可分离的统一体，即电磁场C

练习、关于麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是(@65@)。A.在电场周围一定存在着磁场B.任何变化的电场周围一定存在着变化的磁场C.均匀变化的磁场周围一定存在着变化的电场D.振荡电场在它周围的空间一定产生同频率的振荡磁场D练习、（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，电磁波的传播是伴随着能量向外传递的CD练习、电磁场理论预言了什么（）A.预言了变化的磁场能够在周围空间产生电场B.预言了变化的电场能够在周围空间产生磁场C.预言了电磁波的存在，电磁波在真空中的传播速度为光速D.预言了