电磁波的发现及其应用课件 -2026-2027学年高二上学期物理教科版必修第三册

第三章

电磁场与电磁波初步第4节

电磁波的发现及其应用顺风耳、千里眼、最强网课——太空授课电磁波为信息的传递插上了翅膀。广播、电视、移动通信等通信方式，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?一、电磁场英国物理学家麦克斯韦系统地总结了库仑、安培、奥斯特、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。库仑——库仑定律

安培——安培定则、分子电流假说等

奥斯特——电流的磁效应

法拉第——电磁感应定律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变化的磁场在线圈中产生电场，正是这种电场在线圈中驱使自由电子做定向的移动，引起了感应电流。线圈不存在时，变化的磁场同样在周围空间产生电场，即这是一种普遍存在的现象，跟闭合电路是否存在无关。麦克斯韦进一步指出：磁场随时间变化快，产生的电场强磁场随时间的变化不均匀时，产生变化的电场稳定的磁场周围不产生电场电场可以由两种方式产生：由电荷或由变化的磁场产生。电荷周围的电场磁场增大时周围的电场麦克斯韦经过反复思考提出假设：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。既然变化的磁场能够在空间产生电场，那么，变化的电场能不能够在空间产生磁场？

（2）变化的电场能够在周围产生磁场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场。称为电磁场。它非常特殊，既不是电场也不是磁场，更不是电场和磁场的叠加，而是电场和磁场相互依赖，形成不可分割的整体。1.麦克斯韦的伟大预言：周期性变化的电场引起周期性变化的磁场，这个变化的磁场又引起新的变化的电场，这样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，形成电磁波。二、电磁波和电磁波谱激发电磁波的传播靠的是电场和磁场的相互“激发”，所以不需要介质，可以在真空中传播。电磁波形成示意图：非均匀变化的磁场变化电场若是均匀变化稳定磁场不再激发若非均匀变化变化磁场若是均匀变化稳定电场若非均匀变化激发激发激发2.赫兹的电火花实验现象：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。捕捉电磁波演示赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论，为无线电技术的发展开拓了道路。3.电磁波谱（1）在一系列水波中，凸起的最高处叫作波峰，凹下的最低处叫作波谷。两个相邻的波峰（或波谷）之间的距离等于波长。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作波速。波长、周期（频率）和波速的关系

电磁波的波速c与波长λ、频率f的关系是：c=λf，电磁波在真空中的传播速度：c=3×108m/s.

（2）电磁波的频率范围很广，按电磁波的波长或频率大小的顺序把各种电磁波排列起来，就是电磁波谱。（3）各种电磁波按波长由大到小排列顺序为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。三、电磁波的应用1.利用电磁波传递信息卫星导航通信手机通信万物互联的全新时代我们可以打造智慧农业、智慧城市、智慧交通、智慧医疗等等，万物皆可连，万事皆智慧。从社会发展层面来说，5G的应用和发展可以将信息转化为行动，给企业，个人和国家创造新的动力，并带来更加丰富的体验和前所未有的经济发展机遇，也许会引发新的工业革命。射电望远镜：中国天眼FAST，主要用于寻找暗物质、暗能量和收集宇宙中的各种信号，揭示宇宙的奥秘。2.利用电磁波的能量微波炉加热食物太阳能热水器1.下列有关电磁场理论的说法正确的是(

)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C2.(多选)下列关于电磁波的说法中，正确的是(

)A．电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播B．电磁波在任何介质中的传播速度均为3.0×108m/sC．电磁波由真空进入介质传播时，波长将变短D．只要空间中某个区域有变化的电场或变化的磁场，就能产生电磁波AC3.根据电磁波谱，选出下列各组电磁波，其中频率互相交错重叠，且波长顺序由短到长排列的是（）A．微波、红外线、紫外线

B．γ射线、X射线、紫外线

C．紫外线、红外线、无线电波

D．紫外线、X射线、γ射线B电磁波的发现及应用一、电磁场二、电磁波三、电磁