高中物理 第三章 电磁振荡电磁波 第2节 电磁场和电磁波 第3节 电磁波谱 电磁波的应用学案 教科版选修3-4-教科版高中选修3-4物理学案VIP免费

第2节电磁场和电磁波第3节电磁波谱电磁波的应用1.理解麦克斯韦电磁理论的基本假设及其重要意义．(重点＋难点)2.知道电磁场和电磁波及电磁波在真空中的速度．3.知道电磁波谱，知道常见电磁波的应用．(重点)一、麦克斯韦电磁理论的两个基本假设1．变化的磁场能够在周围空间产生电场：磁场随时间变化快，产生的电场强，磁场随时间变化不均匀时，产生变化的电场，稳定的磁场周围不产生电场，电场的产生有两种方式：由电荷产生或由变化的磁场产生．2．变化的电场能够在周围空间产生磁场：电场随时间变化快，则产生的磁场强；若电场随时间的变化不均匀，则会产生变化的磁场，稳定的电场周围不产生磁场．二、电磁场如果在空间某区域有不均匀变化的电场，那么这个变化的电场就在它周围空间引起变化的磁场，不均匀变化的磁场又在它周围空间引起变化的电场…于是，变化的电场和变化的磁场交替产生，形成不可分割的统一体，称为电磁场．三、电磁波1．定义：变化的电场和磁场交替产生而形成的电磁场在空间由近及远的传播称为电磁波．2．电磁波的速度(1)麦克斯韦指出了光的电磁本质，他预言了电磁波的速度等于光速．(2)波长λ、波速v和周期T、频率f的关系．λ＝vT＝.四、麦克斯韦理论在物理发展史上的意义麦克斯韦电磁理论是继牛顿建立经典力学体系之后的又一次对自然现象认识的伟大综合，它为深入研究物质的电磁结构及客观性质提供了理论基础，统一了人们对电磁和光现象的认识，为电和磁的利用开辟了理论前景．五、电磁波谱电磁波的应用1．电磁波谱：将各种电磁波按波长或频率的大小顺序排列起来，就构成了电磁波谱，通常人们按用途将电磁波谱划分为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线六个波段．2．无线电波：波长从几毫米到几十千米的电磁波是无线电波．无线电波可用于通信和广播．3．红外线：波长位于微波和可见光之间的电磁波，不能引起人的视觉；所有物体都在不停地辐射红外线，且温度越高，辐射的红外线越强，红外线的主要作用是热效应．4．紫外线：波长比可见光中的紫光波长还短，不能引起人的视觉；一切高温物体都能够发射紫外线，主要作用：杀菌消毒．5．X射线(伦琴射线)：波长比紫外线的波长还短，它的穿透能力很强，作用是用于检查工件内部是否有砂眼、裂纹等缺陷，也可检查人体内部器官．6．γ射线：是比X射线波长更短的电磁波，来自宇宙射线或某些放射元素衰变的过程．穿透能力比X射线更强．电磁波与机械波一样都需要传播介质吗？提示：电磁波的传播不需要介质.对麦克斯韦电磁场理论的理解1．变化的磁场产生电场：如图所示，麦克斯韦认为在变化的磁场周围产生电场，是一种普遍存在的现象，跟闭合电路(导体环)是否存在无关，导体环的作用只是用来显示电流的存在．2．变化的电场产生磁场：根据麦克斯韦电磁场理论，在给电容器充电的时候，不仅导体中的电流要产生磁场，而且在电容器两极板间，变化的电场周围也要产生磁场，如图所示．3．麦克斯韦电磁场理论重在变化(1)(2)在变化的磁场中形成的电场，其电场线是闭合的，和静电场中电场线不同.关于电磁场理论，下列说法正确的是()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．周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场[解析]根据麦克斯韦的电磁场理论，只有变化的电场才能产生磁场，故A选项错误；均匀变化的电场产生恒定的磁场，非均匀变化的电场产生变化的磁场，故B、C错误，D正确．[答案]D在理解麦克斯韦的电磁场理论时，要注意静电场不产生磁场，静磁场也不产生电场．还要注意根据电场(或磁场)的变化情况来确定所产生的是什么样的磁场(或电场)．对电磁波和电磁波谱的认识1．电磁波是横波：在传播方向上的任一点E和B随时间做正弦规律变化，E与B彼此垂直且与传播方向垂直．2．电磁波的传播不需要介质：电磁波在真空中的传播速度跟光速相同，即c＝3×108m/s.3．电磁波具有波的共性：能产生干涉、衍射等现象，电磁波与物质相互作用时，能产生反射、吸收、折射等现象．4．电磁波传播的过...