13.4 电磁波的发现及应用 课件-2022-2023学年高二上学期物理人教版2019必修第三册

第十三章

电磁感应与电磁波初步13.4电磁波的发现及应用目录二、知识讲解三、小结四、练习一、上节回溯一、上节回溯1．电磁感应现象：由磁场得到电流的现象叫作电磁感应，产生的电流叫作感应电流；2．产生感应电流的条件二、知识讲解——电磁波理论的诞生电磁波为信息的传递插上了翅膀。广播、电视、移动通信等方式，使古代人“顺风耳、千里眼”的梦想变成了现实。那么，电磁波是怎样发现的呢？问题引入电磁场二、知识讲解——电磁波理论的诞生法拉第发现了电磁感应现象，麦克斯韦进一步想到：既然产生了感应电流，一定是有了电场，它促使导体中的自由电荷定向移动；即使在变化的磁场中没有闭合电路，同样会在空间产生电场，即变化的磁场产生电场。麦克斯韦1831-1879变化的磁场涡旋电场闭合电路感应电流电磁场二、知识讲解——电磁波理论的诞生麦克斯韦确信自然规律的统一性与和谐性，他大胆的假设：变化的电场会像导线中的电流一样，会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。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。电磁波二、知识讲解——电磁波理论的诞生基于前面的理论，可以进行推广：恒定的电场不产生磁场，均匀变化的电场产生恒定的磁场，周期性变化的电场产生周期性变化的磁场。麦克斯韦推断：如果空间某区域中有周期性变化的电场，那么它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。磁场磁场电场电场电场电场电磁波二、知识讲解——电磁波理论的诞生变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播，一个伟大的预言诞生了——空间可能存在电磁波。

电磁波可以在真空中传播，这是因为电磁波的传播靠的是电场和磁场的相互“激发”。电磁波二、知识讲解——电磁波理论的诞生麦克斯韦没有看到科学实验对电磁场理论的证实，通过实验证明电磁波存在的是德国科学家赫兹。赫兹的实验证明了麦克斯韦的电磁场理论的高度正确性。捕捉电磁波：利用如右图的装置，演示电磁波的发射与接收。二、知识讲解——电磁波的应用1．电磁波是一种横波，它的波长、波速、频率之间满足关系：c＝λf；2．电磁波在真空中的传播速度等于光速：c＝3.0×108m/s；3．电磁波的传播不需要介质；4．电磁波也会发生干涉、衍射、折射、偏振等现象（光是一种电磁波）。电磁波的特点电磁波谱二、知识讲解——电磁波的应用电磁波的频率范围很广，按照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。不同的电磁波因为波长（或频率）不同，因此具有不同的特性，利用的这些特性，电磁波在生产生活中有广泛的应用。电磁波谱二、知识讲解——电磁波的应用1．无线电波：波长大于1mm的电磁波，波动性明显。早期无线电台、收音机利用无线电波中的长波、中波、短波移动通信、电视机等的信号传输利用无线电波中的微波电磁波谱二、知识讲解——电磁波的应用2．红外线：波长范围760nm～106nm的电磁波，高于绝对零度的物体都会产生红外线。红外线测量体温红外线理疗仪电磁波谱二、知识讲解——电磁波的应用3．可见光：波长范围400nm～760nm的电磁波，作用于眼睛产生视觉。电磁波谱二、知识讲解——电磁波的应用4．紫外线：波长范围10nm～400nm的电磁波，紫外线可以用来灭菌消毒。紫外线消毒灯电磁波谱二、知识讲解——电磁波的应用5．X射线：波长范围10-10m～10-8m的电磁波，可以用于诊断病情。6．γ射线：波长小于10-10m的电磁波，可以用于摧毁病变的细胞。X射线片伽马刀电磁波的能量二、知识讲解——电磁波的应用我们有各种各样的仪器，都能侦测到各种电磁波，这表明电磁波具有能量，且电磁波是一种真正存在的物质。我们对电磁波的能量的应用有例如：光能、微波炉等等。微波炉利用微波加热电磁波通信二、知识讲解——电磁波的应用电磁波能够携带信息，我们现代生活中各种信息通信网络都是在利用电磁波来传递信息的。航空航天中也是通过电磁波将遥远太空中的信息送回到地球的。祝融号火星探测器通信信号塔三、小结1．电磁场；2．电磁波；3．电磁波谱；4．电磁波是一种真正存在的物质，且具有能量。1．家用电磁炉的微波频率为2450MHz，它的波长是多少？四、练习

2．变化的磁场和变化的电场形成不可分割的统一体——电磁场，它会由近及远地向外传播，它的传播需要介质吗？它的传播速度是多少？四、练习答：不需要；等于光速。3．中国航天员在天宫一号空间实验室上成功进行了太空授课。已知天宫一号空间实验室轨道半径为6740km，地球半径为6400km，试计算航天员讲课的实时画面从天宫一号空间实验室发至地面接收站，最少需要多少时间？四、练习

4．电焊作业