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电磁波的发现及应用
人教版2019必修第三册
电磁波的发现及应用
第十三章第4节
高中物理必修第三册
学习目标
1.了解人类发现电磁波的历史，知道麦克斯韦、赫兹等物理学家对电磁波发现做出的巨大贡献，领会在电磁波的发现过程中所蕴含的科学方法和科学精神。
2.体验赫兹证明麦克斯韦预言的电磁波存在的实验过程及实验方法，领会物理理论和实验的相互配合对科学发展的巨大作用。
3.知道电磁波在真空中传播速度及波长、频率和波速的关系。
4.了解电磁波谱中各波段的主要特性及其在科技、经济和社会信息化等方面的主要应用。知道可见光是电磁波谱家族中的一个频段。
引入
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？
英国物理学家麦克斯韦系统地总结了库仑、安培、奥斯特、 法拉第等人对电磁规律的研究成果，再加上他本人的创造性工作，最终建立了经典电磁场理论。
奥斯特
安培
法拉第
麦克斯韦
一、电磁场
麦克斯韦认为：变化的的磁场产生电场；
麦克斯韦假设：变化的电场也会产生磁场。
法拉第
麦克斯韦
建立
建立
电磁场理论
2.变化的电场产生磁场（电场与磁场的对称之美）
①均匀变化的电场产生恒定的磁场
②周期性变化的电场产生同频率周期性变化的磁场
1.变化的磁场产生电场
①均匀变化的磁场产生恒定的电场
②周期性变化的磁场产生同频率周期性变化的电场
电子定向移动需要电场
麦克斯韦根据自己的理论进一步预言，变化的电场和变化的磁场是相互联系的，形成一个不可分离的统一体，这就是电磁场。
二 电磁波
电磁波的特性：
a、不需要传播介质，可以在真空中传播。
b、传播速度等于光速。
c、光是以波动形式传播的一种电磁振动——光是一种电磁波。
赫兹证实了电磁波的预言
赫兹
麦克斯韦英年早逝，没有见到科学实验对电磁场理论的证明。把天才的预言变成世人公认的真理，这是赫兹的功劳。
三、电磁波谱
在一列水波中，凸起的最高处叫作波峰;凹下的最低处叫作波谷。邻近的两个波峰（或波谷）的距离叫作波长。在1s内有多少次波峰（或波谷）通过，波的频率就是多少。水波不停地向远方传播，用来描述波传播快慢的物理量叫作波速。
波速=波长×频率
v=λ/T=λf
机械波
对于电磁波，有同样的关系。如果用λ表示电磁波的波长、f 表示它的频率，那么，电磁波的波速 c 与λ、f 的关系是：
c=λf
电磁波的特点
（1）电磁波可以在真空中传播速度等于光速c=3×10 8m/s；
（2）电磁波的频率由振源决定，同一电磁波在不同介质中传播，v和λ变化，v介（3）不同电磁波在同一介质中传播，速度不同，f越高，v越小；f越低，v越大；
（4）电磁波具有波的共性，能发生反射、折射、干涉、衍射、多普勒效应和偏振现象；
电磁波谱
电磁波谱的分类及应用
【课堂反馈1】
下列各组电磁波，按波长由长到短排列正确的是（ ）
A.紫外线、可见光、红外线、 γ射线
B.可见光、红外线、紫外线、 γ射线
C. γ射线、红外线、紫外线、可见光
D.红外线、可见光、紫外线、 γ射线
D
四、电磁波的能量
麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，这说明电磁波是一种客观存在的物质。
电磁波具有能量，电磁波是一种物质
五、电磁波通信
电磁波携带信息，既可以有线传播，也可以无限传播。
课堂总结
“电生磁”
“磁生电”
麦克斯韦猜想与假设：
1.变化的磁场产生电场
2.变化的电场产生磁场
麦克斯韦预言了电磁波的存在预言光是一种电磁波
赫兹检测到了电磁波，测出电磁波波速等于光速。
电磁波谱及应用
随堂练习
1.下列关于电磁波的说法中正确的是（ ）
A.只要电场和磁场发生变化，就能产生电磁波
B.电磁波传播需要介质
C.停止发射电磁波，发射出去的电磁波仍能独立存在
D.电磁波具有能量，电磁波的传播是伴随着能量向外传递的
CD
随堂练习
2.下列实例中能证明电磁波具有能量的是_______。
①食物中的水分子在微波的作用下热运动加剧,内能增加,温度升高。
②光是一种电磁波,光也是传播着的电磁场,光具有能量。
③我们能通过各种各样的仪器探测到各种电磁波,表明电磁波具有能量。
①②③
随堂练习
3.按照麦克斯韦的电磁场理论，以下说法中正确的是（ ）
A、恒定的磁场在周围产生恒定的电场
B、变化的磁场在周围产生变化的电场
C、均匀变化的磁场在周围产生均匀变化的电场
D、均匀变化的磁场在周围产生恒定的电场
D
随堂练习
4.下列关于电磁波的说法中正确的是（ ）
A.只要电场和磁场发生变化，就能产生电磁波
B.电磁波传播需要介质
C.停止发射电磁波，发射出去的电磁波仍能独立存在
D.电磁波具有能量，电磁波的传播是伴随着能量向外传递的
CD
随堂练习
5.关于电磁波，下列说法中正确的是（ ）
A.均匀变化的电场和均匀变化的磁场互相激发，由产生处向远处传播形成电磁波
B.振荡电场和振荡磁场互相激发，由产生处向远处传播形成电磁波
C.电磁波的振荡电场和振荡磁场方向互相垂直，且与传播方向互相垂直
D.电磁波能够发生反射、干涉、衍射、偏振现象
BCD
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