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第十三章 电磁感应与电磁波初步
必修三
13.4 电磁波的发现及应用
【学习目标】
1.了解麦克斯韦电磁场理论的主要观点，知道电磁波的概念及通过电磁波体会电磁场的物质性。
2.认识电磁波谱。
3.了解电磁波谱中各波段的波的特征及它们在科技、经济、社会发展中的作用。
4.知道电磁是一种物质，具有能量。
【引入】
广播
手机通信
电视
电磁波使古代人“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
麦克斯韦
1.麦克斯韦的电磁场理论：
（1）变化的磁场产生电场
（2）变化的电场产生磁场
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的电磁场
小结：对麦克斯韦的预言的理解
1.变化的电场产生磁场
（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
2.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
例1.根据麦克斯韦电磁场理论,下列说法正确的是(　　)
A.有电场的空间一定存在磁场,有磁场的空间也一定能产生电场
B.在变化的电场周围一定产生变化的磁场,在变化的磁场周围一定产生变化的电场
C.均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场
D.周期性变化的磁场周围空间一定产生周期性变化的电场
答案：D
1.电磁波：周期性变化的电场和周期性变化的磁场交替产生,由近及远地向周围传播,形电磁波。
2.1886年赫兹通过实验捕捉到了电磁波,后来证实了麦克斯韦的电磁场理论。
电磁波在真空中的传播速度等于光速c＝3×108 m/s
二、电磁波
三、电磁波谱
1.波峰与波谷:在一列水波中,凸起的_______叫作波峰;凹下的_______叫作波谷。
2.波速、波长、频率三者之间的关系是: 。
3.电磁波在真空中的传播速度c= 。
4.电磁波谱:按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列起来,就是电磁波谱。
5.电磁波谱按波长由长到短依次为
最高处
最低处
波长＝波速×频率
3×108 m /s
无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。
无线电波
微波
红外线
可见光
紫外线
可见光
X射线
γ射线
无线电波
无线电波：波长大于1mm（频率小于300GHz)的电磁波
用途：通信、广播和天体物理研究等
红外线
(1)红外线是一种波长比红 光的波长还长的不可见光。其波长范围很宽，约750nm～１×106nm
(2)显著作用：热作用。
(3)由英国物理学家赫谢尔于1800年首先发现红外线，一切物体都在不停地辐射红外线，物体温度越高，辐射红外线的本领越强。
(4)用途:红外摄影、红外遥感技术
非接触红外测温仪
利用红外线检测人体的健康状态，本图片是人体的背部热图，透过图片可以根据不同颜色判断病变区域．　
红外线检视器是利用红外线能穿透颜料的特性，揭示顏料层下隐藏的资料．利用红外线发射器、接收器及屏幕显示器，油画上炭笔初稿及已往曾经进行过的修复工作都能一一呈现于眼前．　
红外线遥感
长三角的“热岛”
可见光
观察物体，照像等等，都是可见光的应用。
能作用于人的眼睛并引起视觉的称为可见光，如：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫各色光。
在电磁波中是一个很窄的波段，（波长为750nm～370nm）。
紫外线
（2）由德国物理学家里特于1801年首先发现的，一切高温物体发出的光中，都有紫外线。
（1）紫外线是一种波长比紫光还短的不可见光；其波长范围约5nm～370nm，
显著作用：A、荧光，B、化学作用，C、杀菌消毒
利用紫外线的荧光作用检验人民币的真伪
紫外线杀菌灯
紫外线杀菌灯
防紫外线雨伞
伦琴射线和γ射线
伦琴射线（X射线）是一种波长比紫外线更短的不可见光。有较强的穿透能力。
比伦琴射线还短的那就是γ射线。
X射线照射下的鱼
例2.下列各过程中,没有利用到电磁波的是(　　)
A.用水银温度计测量体温
B.用遥控器打开电视机
C.用手机接听电话
D.用微波炉加热面包
答案：A
例3.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
答案：D
例4.被誉为“神刀”的γ 刀在治疗脑肿瘤的时候不需要对患者实施麻醉，手术时间短。用γ 刀治疗脑肿瘤主要是利用了（ ）
A. γ射线具有很强的穿透能力
B. γ射线很强的电离能力
C. γ射线具有很高的能量
D. γ射线很容易绕过障碍物继续向前传播
答案：A
四、电磁波的能量
电磁波具有能量，电磁波是一种物质
微波炉
例5.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
要 点 小 结
波谱 无线电波 红外线 可见光 紫外线 X射线 γ射线
波长范围 特性
应用
波长在逐渐减小
感光技术、医用消毒等
照明、摄影等
无线电技术
红外摄影、红外遥感技术等
贯穿本领强
贯穿本领最强
检查探伤、医用透视
工业探伤、医用治疗
摄影、引起视觉
波动性明显
热效应
荧光效应化学作用杀菌消毒

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