2019_2020学年高中物理第四章电磁波与电信息技术1电磁波学案教科版选修1_1.doc

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1、1　电磁波　1.了解电磁波的发现历程．　2.初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想．　3.了解电磁波的产生和电磁波的基本性质．一、麦克斯韦的大胆假设1．变化的磁场产生电场如果在空间有变化的磁场，那么这个变化的磁场也会产生电场．2．变化的电场产生磁场如果在空间有变化的电场，那么这个变化的电场也会产生磁场．二、电磁波存在的预言1．1864年，麦克斯韦建立的电磁场理论，预言了电磁波的存在，并推算出电磁波的传播速度等于光速．他认为光是一种按照电磁规律在空间传播的电磁扰动．2．电磁波：由麦克斯韦的电磁理论可知，任何带电体振荡时，都会产生一个变化的电场

2、，这个变化的电场会激发一个变化的磁场，变化的磁场又会激发一个新的变化的电场．这个新的、变化的电场将在周围更远的空间又产生出新的变化的磁场……如此反复，在带电体周围就会形成一个交替变化的电磁场，也叫电磁振荡．电磁场向四周空间由近及远地传播，形成了电磁波．三、电磁波存在的实验验证赫兹在人类历史上首先捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论．四、电磁波的基本性质1．电磁波像实物一样，具有能量与质量，是物质运动的一种形式．2．在真空中，电磁波的传播速度v等于光速c，即v＝c＝3×108m/s，光波实质上是一种电磁波．3．单位时间内电磁波所发

3、送的能量与振动频率f有关；频率愈高，发送的能量愈多．故无线电发射都选用较高的频率发射．　麦克斯韦电磁场理论[学生用书P38]　麦克斯韦电磁场理论的核心思想是：变化的磁场可以产生电场，变化的电场可以产生磁场；电场和磁场不是彼此孤立的，它们相互联系、相互激发组成一个统一的电磁场．　关于电磁场理论，下列说法中正确的是(　　)A．在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场B．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围一定产生变化的电场-6-C．均匀变化的电场周围一定产生变化的磁场D．周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场[解析]　

4、麦克斯韦电磁场理论的两大支柱：变化的电场产生磁场；变化的磁场产生电场．根据麦克斯韦的电磁场理论，只有变化的电场周围才产生磁场，所以选项A错误．非均匀变化的电场周围产生变化的磁场，均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场，所以选项B、C错误，选项D正确．[答案]　D　电磁波与机械波的区别[学生用书P39]　机械波、电磁波都是波，应有很多共同规律，它们由于产生机理不同，也应有各自的特点.1．相同点(1)都有波的一切特性，如：都能产生反射、折射、干涉、衍射等现象．(2)波速、波长、频率之间具有同样的关系．2

5、．不同点(1)产生机理不同：机械波是由机械振动产生的．电磁波有由电子的周期性运动产生的(无线电波)，有由原子的外层电子受激发后产生的(红外线、可见光、紫外线)；有由原子的内层电子受激发后产生的(伦琴射线)；有由原子核受激发后产生的(γ射线)．(2)介质对传播速度的影响不同①机械波的传播速度由介质决定，与频率无关，即同种介质不同频率的机械波传播速度相同．②电磁波在真空中传播速度相同，均为3×108m/s.在同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．③机械波不能在真空中传播，电磁波能在真空中传播，其原因是：机械波传播的是振

6、动形式，通过振动形式传递能量，其本身不是物质，故不能在真空中传播；而电磁波是电磁场在空间的传播，本身就是物质，在真空中可以传播，而在介质中传播速度反而受影响．　电磁波和声波相比较，下列说法不正确的是(　　)A．电磁波的传播不需要介质，声波的传播需要介质B．由空气进入水中时，电磁波速度变小，声波速度变大C．由空气进入水中时，电磁波波长变小，声波波长变大D．电磁波和声波在介质中的传播速度，都是由介质决定的，与频率无关[解析]　此题考查电磁波和声波的区别，可从它们的特点上分析，A、B符合物理事实所以正确．根据v＝λf，电磁波速度变小，频率不变，

7、波长变小；声波速度变大，频率不变，波长变大，所以C选项正确．电磁波在介质中的速度，与介质有关，也与频率有关，在同一介质中频率越大，波速越小，所以选项D错误．-6-[答案]　D[随堂检测][学生用书P39]1．在物理学史上，最先建立完整的电磁场理论并预言电磁波存在的科学家是(　　)A．赫兹B．爱因斯坦C．麦克斯韦D．法拉第答案：C2．关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是(　　)A．电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波B．电场和磁场总是相互联系着，统称为电磁场C．电磁波是一种物质，只能在真空中传播D．电磁波传播的速度总是3×108m/s解

8、析：选A.电磁波的传播不需要介质，在有介质的空间内可以传播，在真空中也可以传播，故选项C错误；在真空中，任何频率的电磁波的传播速度跟光速相等，但是在不同的介质中，电磁波的传播速度一般不同，故选