2018-2019学年高中物理 第四章 电磁波与电信息技术 1 电磁波 2 电磁波谱学案 教科版选修1 -1

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1、1　电磁波2　电磁波谱学习目标知识脉络1.知道麦克斯韦的电磁场理论．(重点)2．理解变化的电场和磁场相互激发形成电磁场．(难点)3．知道电磁波的基本性质．(重点)4．会用v＝λf解决问题．5．知道电磁波的不同波段和用途.[自主预习·探新知][知识梳理]一、电磁波1．麦克斯韦的大胆假设(1)变化的磁场能产生电场．(2)变化的电场也能产生磁场．2．电磁波(1)变化的电场和磁场相互激发不断向外传播，这就是电磁波．(2)赫兹用实验的方法验证了电磁波的存在．3．电磁波的基本性质(1)电磁波具有能量与质量，是物质运动的一种形式．(2)电磁波可以在真空中传播，它的传

2、播速度等于光速，即v＝c＝3×108m/s.(3)单位时间内电磁波所发送的能量与振荡频率有关；频率愈大，发送的能量愈多．二、电磁波谱1．电磁波的波长、频率和波速的关系式为c＝λf，频率越高的电磁波，波长越短．2．通常把电磁波分为七个波段：无线电波、微波、红外辐射(红外线)、可见光、紫外辐射(紫外线)、X射线(伦琴射线)、γ射线．[基础自测]1．思考判断(1)均匀变化的磁场产生均匀变化的电场．(　　)(2)电磁波的传播不需要介质．(　　)(3)赫兹证实了麦克斯韦的电磁场理论．(　　)(4)波在传播过程中，频率不变(　　)(5)电磁波在真空中的速度最大，其

3、值为3.0×108m/s.(　　)(6)红外线的波长大于紫外线的波长．(　　)【提示】　(1)×　(2)√　(3)√　(4)√　(5)√　(6)√2．电磁波在现代生活中有着广泛的应用，建立完整的电磁场理论并预言电磁波存在的科学家是(　　)A．法拉第B．麦克斯韦C．奥斯特D．爱因斯坦B　[麦克斯韦是建立完整的电磁场理论并预言电磁波存在的科学家．]3．电磁波在空中的传播速度为v，北京交通广播电台的频率为f，该电台所发射电磁波的波长λ为(　　)A．B．C．D．vfA　[根据光速、频率、波长之间关系有：v＝λf，所以波长为：λ＝，故A正确，BCD错误．]4．在

4、电磁波中，频率不同的电磁波具有不同的特性、真空中，红外线、紫外线和X射线的波长由长到短排列顺序正确的是(　　)A．X射线、紫外线、红外线B．X射线、红外线、紫外线C．红外线、紫外线、X射线D．紫外线、红外线、X射线C　[真空中，红外线、紫外线和X射线的波长由长到短排列顺序正确的是：红外线、紫外线、X射线．故C正确．][合作探究·攻重难]电磁波的产生和特点1．麦克斯韦电磁场理论(1)对变化的磁场产生电场的探究图411探究实验1：装置如图411所示，当穿过螺线管的磁场随时间变化时，上面的线圈中产生感应电动势，引起感应电流使灯泡发光．①线圈中产生感应电动势说

5、明了什么？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(涡旋电场)在线圈中驱使自由电子做定向移动，产生感应电流．②如果用不导电的塑料线绕制线圈，线圈中还会有电流、电场吗？(没有)③想象线圈不存在时线圈所在处的空间还有电场吗？(有)实验结论：如图412(甲)所示，麦克斯韦认为线圈只不过是用来显示电场的存在，如图412(乙)所示线圈不存在时，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，跟闭合电路线圈是否存在无关．线圈的作用只是用来显示电流的存在．图412④静电场其电场线的特点是起于正电荷止于负电荷，不会闭合，而变化的磁场产生的电场其

6、电场线是闭合的．(2)对变化的电场产生磁场的探究探究实验2：①静止电荷周围的小磁针不偏转，运动电荷周围的小磁针发生偏转．②在电容器充放电时，周围的小磁针发生摆动．实验分析：静止电荷的周围是稳定的电场，不产生磁场，电荷运动时，周围产生的是变化的电场，产生磁场使小磁针摆动，在给电容器充、放电时，两极板上的电荷量发生变化，引起两板间的电场发生变化，从而在周围产生磁场使小磁针摆动．在给电容器充、放电的时候，不仅导体中电流要产生磁场，而且在电容器两极板间周期性变化着的电场周围也要产生磁场．实验结论：在变化的电场周围空间中产生磁场．2．电磁波的特点(1)电磁波是横

7、波，在传播方向上任一点电场E和磁场B随时间按正弦规律变化，E的方向和B的方向彼此垂直且与电磁波的传播方向垂直．(2)电磁波的传播速度v＝λf，在真空中的传播速度等于光速．(3)电磁场中以电场和磁场的形式贮存着能量——电磁能．电磁波的发射过程就是辐射能量的过程．(4)麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹证实了电磁波的存在，测出了波长和频率，证实了电磁波在真空中传播速度等于光速，验证了电磁波的反射、折射、衍射和干涉等现象．　(多选)下列说法正确的是(　　)A．恒定电流能够在周围空间产生稳定的磁场B．稳定电场能够在周围空间产生稳定的磁场C．均匀变化的电场能够在周

8、围空间产生稳定的磁场D．均匀变化的电场和磁场互相激发，形成由近及远的电磁场AC　[根据奥斯特实