物理：第2、3節(jié)《電磁場(chǎng)和電磁波》《電磁波譜 電磁波的應(yīng)用》課件（教科版選修3-4）

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歡迎進(jìn)入物理課堂 第2節(jié)電磁場(chǎng)和電磁波第3節(jié)電磁波譜電磁波的應(yīng)用 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 理解麥克斯韋電磁理論的基本假設(shè)及其重要意義 2 知道電磁場(chǎng)和電磁波及電磁波在真空中的速度 3 知道電磁波譜 知道常見電磁波的應(yīng)用 重點(diǎn)難點(diǎn) 1 麥克斯韋電磁理論的理解 2 電磁波譜及其應(yīng)用 第2節(jié) 第3節(jié) 核心要點(diǎn)突破 課堂互動(dòng)講練 知能優(yōu)化訓(xùn)練 課前自主學(xué)案 課標(biāo)定位 課前自主學(xué)案 一 麥克斯韋電磁理論的兩個(gè)基本論點(diǎn)1 變化的磁場(chǎng)能夠在周圍空間產(chǎn)生電場(chǎng)磁場(chǎng)隨時(shí)間變化快 產(chǎn)生的電場(chǎng) 磁場(chǎng)隨時(shí)間變化 時(shí) 產(chǎn)生變化的電場(chǎng) 穩(wěn)定的磁場(chǎng)周圍不產(chǎn)生電場(chǎng) 電場(chǎng)的產(chǎn)生有兩種方式 由電荷產(chǎn)生或由 產(chǎn)生 2 變化的電場(chǎng)能夠在周圍空間產(chǎn)生磁場(chǎng)電場(chǎng)隨時(shí)間變化快 產(chǎn)生的磁場(chǎng) 電場(chǎng)隨時(shí)間變化不均勻 則產(chǎn)生 的磁場(chǎng) 的電場(chǎng)周圍不產(chǎn)生磁場(chǎng) 強(qiáng) 不均勻 變化的磁場(chǎng) 強(qiáng) 變化 穩(wěn)定 二 電磁場(chǎng)如果在空間某區(qū)域有不均勻變化的電場(chǎng) 那么它就在其周圍空間引起不均勻變化的磁場(chǎng) 不均勻變化的磁場(chǎng)又在它周圍空間引起新的不均勻變化的電場(chǎng) 于是 的電場(chǎng)和 的磁場(chǎng)交替產(chǎn)生 形成不可分割的統(tǒng)一體 稱為電磁場(chǎng) 三 電磁波1 定義 變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)交替產(chǎn)生而形成的電磁場(chǎng)在空間由近及遠(yuǎn)傳播稱為電磁波 2 電磁波的速度 1 麥克斯韋指出了光的電磁本質(zhì) 他預(yù)言了電磁波的速度等于 變化 變化 光速 2 波長 波速v和周期T的關(guān)系 四 麥克斯韋理論在物理發(fā)展史上的意義麥克斯韋電磁理論是繼牛頓建立經(jīng)典力學(xué)體系之后的又一次對(duì)自然現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)的偉大綜合 它為深入研究物質(zhì)的電磁結(jié)構(gòu)及客觀性質(zhì)提供了理論基礎(chǔ) 統(tǒng)一了人們對(duì)電磁和光現(xiàn)象的認(rèn)識(shí) 為電和磁的利用開辟了理論前景 vT 五 電磁波譜和電磁波的應(yīng)用1 電磁波譜將各種電磁波按 或頻率的大小順序排列起來 就構(gòu)成了電磁波譜 通常人們按 將電磁波譜劃分為無線電波 紅外線 可見光 紫外線 X射線 射線六個(gè)波段 2 無線電波波長從幾毫米到幾十千米的電磁波是無線電波 無線電波可用于通信和廣播 3 紅外線 波長比可見光中的紅光的波長 不能引起人的視覺 是不可見光 所有物體都在不停地輻射紅外線 且溫度越高 輻射的紅外線越 紅外線的主要作用是 波長 用途 長 強(qiáng) 熱效應(yīng) 4 紫外線 波長比可見光中的紫光波長 不能引起人的視覺 主要作用 殺菌消毒 5 X射線 倫琴射線 波長比紫外線的波長還 它的穿透能力很強(qiáng) 作用是用于檢查人體內(nèi)部器官 6 射線 是比X射線波長 的電磁波 穿透能力比X射線更強(qiáng) 還短 短 更短 核心要點(diǎn)突破 一 對(duì)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的理解圖3 2 11 變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)如圖3 2 1所示 麥克斯韋認(rèn)為在變化的磁場(chǎng)周圍產(chǎn)生電場(chǎng) 是一種普遍存在的現(xiàn)象 跟閉合電路 導(dǎo)體環(huán) 是否存在無關(guān) 導(dǎo)體環(huán)的作用只是用來顯示電流的存在 2 圖3 2 2變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論 在給電容器充電的時(shí)候 不僅導(dǎo)體中的電流要產(chǎn)生磁場(chǎng) 而且在電容器兩極板間 變化的電場(chǎng)周圍也要產(chǎn)生磁場(chǎng) 如圖3 2 2所示 3 幾點(diǎn)說明 1 在變化的磁場(chǎng)中形成的電場(chǎng) 其電場(chǎng)線是閉合的 和靜電場(chǎng)中電場(chǎng)線不同 2 麥克斯韋電磁場(chǎng)理論重在變化 理解變化要注意以下兩點(diǎn) 變化的磁場(chǎng) 變化的電場(chǎng) 即時(shí)應(yīng)用 即時(shí)突破 小試牛刀 1 根據(jù)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論 下列說法中錯(cuò)誤的是 A 變化的電場(chǎng)能產(chǎn)生磁場(chǎng)B 均勻變化的電場(chǎng)能產(chǎn)生均勻變化的磁場(chǎng)C 振蕩電場(chǎng)能夠產(chǎn)生振蕩磁場(chǎng)D 振蕩磁場(chǎng)能夠產(chǎn)生振蕩電場(chǎng)解析 選B 麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的含義是 變化的電場(chǎng)能產(chǎn)生磁場(chǎng) 變化的磁場(chǎng)也能產(chǎn)生電場(chǎng) 產(chǎn)生的場(chǎng)的形式由原來的場(chǎng)的變化率決定 可由原來的場(chǎng)隨時(shí)間變化的圖像的切線斜率判斷 確定 可見 均勻變化的電場(chǎng)的變化率恒定 產(chǎn)生不變的磁場(chǎng) B說法錯(cuò)誤 其余說法正確 特別提醒 1 同一種電磁波在不同介質(zhì)中傳播時(shí)頻率不變 頻率由波源決定 波速 波長發(fā)生改變 在介質(zhì)中的速度都比真空中速度小 2 不同電磁波在同一種介質(zhì)中傳播時(shí) 傳播速度不同 即時(shí)應(yīng)用 即時(shí)突破 小試牛刀 2 關(guān)于機(jī)械波和電磁波的比較 下列說法正確的是 A 它們都可以發(fā)生反射 折射 干涉 衍射現(xiàn)象B 機(jī)械波和電磁波本質(zhì)上相同 只是頻率不同而已C 機(jī)械波和電磁波都是傳播的振動(dòng)的物質(zhì)D 機(jī)械波的傳播一定要有介質(zhì) 電磁波沒有介質(zhì)也可以傳播解析 選AD 機(jī)械波和電磁波都具有波的特性 可以發(fā)生反射 折射 干涉 衍射等現(xiàn)象 機(jī)械波傳播的是運(yùn)動(dòng)的形式 振動(dòng) 電磁波傳播的是電磁場(chǎng) 它們本質(zhì)上不同 電磁波可以在真空中傳播 三 對(duì)電磁波譜的認(rèn)識(shí)1 電磁波譜的分布及用途 2 各區(qū)段上的電磁波產(chǎn)生的機(jī)理 1 無線電波 振蕩電路中 電子周期性運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生 2 紅外線 可見光和紫外線 原子的外層電子受激發(fā)產(chǎn)生 3 X射線 倫琴射線 原子的內(nèi)層電子受激發(fā)后產(chǎn)生 4 射線 原子核受激發(fā)后產(chǎn)生 即時(shí)應(yīng)用 即時(shí)突破 小試牛刀 3 關(guān)于電磁波譜 下列說法中正確的是 A 電磁波中最容易表現(xiàn)出干涉 衍射現(xiàn)象的是無線電波B 紅外線 紫外線 可見光是原子的外層電子受激發(fā)后產(chǎn)生的C 倫琴射線和 射線是原子的內(nèi)層電子受激發(fā)后產(chǎn)生的D 紅外線的顯著作用是熱作用 溫度較低的物體不能輻射紅外線 解析 選AB 波長越長的無線電波波動(dòng)性越顯著 干涉 衍射現(xiàn)象越易發(fā)生 從電磁波產(chǎn)生的機(jī)理可知 射線是原子核受激發(fā)后產(chǎn)生的 不論物體溫度高低都能輻射紅外線 物體的溫度越高 它輻射的紅外線越強(qiáng) 課堂互動(dòng)講練 關(guān)于電磁場(chǎng)理論 下列說法正確的是 A 在電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生磁場(chǎng) 磁場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生電場(chǎng)B 在變化的電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生變化的磁場(chǎng) 變化的磁場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生變化的電場(chǎng)C 均勻變化的電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生均勻變化的磁場(chǎng)D 周期性變化的電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng) 精講精析 根據(jù)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論 只有變化的電場(chǎng)才能產(chǎn)生磁場(chǎng) 故A選項(xiàng)錯(cuò)誤 均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng) 非均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng) 故B C錯(cuò) D正確 答案 D 方法總結(jié) 在理解麥克斯韋的電磁理論時(shí) 要注意靜電場(chǎng)不產(chǎn)生磁場(chǎng) 靜磁場(chǎng)也不產(chǎn)生電場(chǎng) 還要注意根據(jù)電場(chǎng) 或磁場(chǎng) 的變化情況來確定所產(chǎn)生的是什么樣的磁場(chǎng) 或電場(chǎng) 2011年泰安高二調(diào)研 某地的雷達(dá)站正在跟蹤一架向雷達(dá)站勻速飛行的飛機(jī) 設(shè)某一時(shí)刻從雷達(dá)站發(fā)出電磁波后到再接收到反射波歷時(shí)200 s 經(jīng)過4s后又發(fā)出一個(gè)電磁波 雷達(dá)站從發(fā)出電磁波到再接收到反射波歷時(shí)186 s 則該飛機(jī)的飛行速度多大 自主解答 由電磁波發(fā)射到接收到反射波歷時(shí)200 s 可算出此時(shí)飛機(jī)距雷達(dá)站的距離為 答案 525m s 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全