2019高中物理 第四章 電磁波及其應(yīng)用 4.1-4.2 電磁波的發(fā)現(xiàn) 電磁波譜課件 新人教版選修1 -1.ppt

第四章電磁波及其應(yīng)用 一 電磁波的發(fā)現(xiàn)二 電磁波譜 讀一讀 辨一辨 一 電磁波的發(fā)現(xiàn)閱讀教材第77 79頁第一節(jié) 電磁波的發(fā)現(xiàn) 部分 體會麥克斯韋的電磁場理論及電磁波的發(fā)現(xiàn)歷程 1 麥克斯韋電磁場理論的兩大支柱是什么 答案 1 變化的磁場產(chǎn)生電場 2 變化的電場產(chǎn)生磁場 2 麥克斯韋的偉大預(yù)言是什么 答案 麥克斯韋根據(jù)創(chuàng)立的電磁場理論 預(yù)言了電磁波的存在 并且預(yù)言了光是一種電磁波 3 赫茲的電火花赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在 是人類歷史上第一個捕捉到電磁波的人 證明了電磁波與光具有相同的性質(zhì) 還測得電磁波在真空中與光具有相同的傳播速度 讀一讀 辨一辨 二 波長 頻率和波速閱讀教材第80 81頁 波長 頻率和波速 部分 知道波長 頻率和波速是描述波的物理量及三者之間的關(guān)系 1 描述電磁波的物理量有哪些 它們之間的關(guān)系是怎樣的 答案 描述電磁波的物理量有波長 波速和頻率 它們之間的關(guān)系為 波速 波長 頻率 2 電磁波在真空中傳播的速度是多少 答案 電磁波在真空中傳播的速度與光速相同 即c 3 00 108m s 3 若某廣播電臺發(fā)射的電磁波波長是400m 它的頻率是多少 讀一讀 辨一辨 三 電磁波譜閱讀教材第81 83頁 電磁波譜 部分 知道電磁波譜及各種電磁波的特性 1 概念 把電磁波按波長或頻率大小的順序排列起來 就叫電磁波譜 2 成員 按波長由大到小的順序 它們分別是無線電波 紅外線 可見光 紫外線 X射線和 射線 3 比較 讀一讀 辨一辨 四 電磁波的能量和太陽輻射 閱讀教材第83頁 電磁波的能量 和第84頁 太陽輻射 部分 知道電磁波是一種物質(zhì)存在 1 電磁波具有能量 電磁波是物質(zhì)存在的一種形式 2 應(yīng)用實(shí)例微波爐的工作應(yīng)用了一種電磁波 微波 食物中的水分子在微波的作用下加劇了熱運(yùn)動 內(nèi)能增加 溫度升高 3 太陽輻射中含有可見光 紅外線 紫外線 X射線 射線 無線電波 4 太陽輻射的能量主要集中在可見光 紅外線和紫外線三個區(qū)域內(nèi) 其中 波長在黃綠光附近的輻射能量最強(qiáng) 我們的眼睛正好能感受這個區(qū)域的輻射 讀一讀 辨一辨 1 思考辨析 1 均勻變化的磁場產(chǎn)生均勻變化的電場 解析 均勻變化的磁場產(chǎn)生的是穩(wěn)定的電場 答案 2 電磁波是一種物質(zhì) 解析 電磁波具有能量 我們借助儀器可以探測到許許多多電磁波 所以說電磁波是一種物質(zhì)存在 答案 3 電磁波在任何介質(zhì)中的傳播速度都是光速 解析 波的傳播速度與介質(zhì)有關(guān) 只有在真空中 電磁波的傳播速度才等于光速 答案 讀一讀 辨一辨 2 探究討論 1 通過教材第78頁圖4 1 2 如何理解變化的電場產(chǎn)生磁場 答案 在電容器充 放電過程中 電路中有電流 在電容器內(nèi)存在變化的電場 由于電流產(chǎn)生磁場 則可推斷電容器內(nèi)的變化電場周圍也應(yīng)產(chǎn)生磁場 2 教材第82頁大家談中 許多動物可以在夜間 看到 物體 與白天人們看到的物體有何不同 答案 動物在夜間 看到 物體是物體輻射的紅外線引起的感官作用 人們白天看到物體是照射到物體上的光線反射引起的感官作用 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究一麥克斯韋的電磁場理論麥克斯韋在建立電磁場理論的過程中 提出了什么假設(shè) 試總結(jié)他采用了哪些物理思想 要點(diǎn)提示麥克斯韋提出了 變化的磁場產(chǎn)生電場 變化的電場產(chǎn)生磁場 兩個開創(chuàng)性的假設(shè) 他主要采用了聯(lián)想 推理 類比 對稱等物理思想 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 1 偉大的預(yù)言 1 變化的磁場產(chǎn)生電場 實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ) 如圖所示 在變化的磁場中放一個閉合電路 電路中將會產(chǎn)生感應(yīng)電流 現(xiàn)象分析 回路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生 一定存在電場 導(dǎo)體中的電荷在電場力作用下發(fā)生了定向移動 現(xiàn)象的實(shí)質(zhì) 變化的磁場產(chǎn)生了電場 2 變化的電場產(chǎn)生磁場 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 2 對麥克斯韋電磁場理論的理解 1 恒定的磁場不產(chǎn)生電場 恒定的電場不產(chǎn)生磁場 2 均勻變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生恒定的電場 均勻變化的電場在周圍空間產(chǎn)生恒定的磁場 3 不均勻變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生變化的電場 不均勻變化的電場在周圍空間產(chǎn)生變化的磁場 特別提示 1 變化的磁場周圍產(chǎn)生電場 是一種普遍存在的現(xiàn)象 與是否有閉合電路存在無關(guān) 2 變化的磁場所產(chǎn)生的電場的電場線是閉合的 而靜電場中的電場線是不閉合的 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 例題1 根據(jù)麥克斯韋電磁場理論 下列說法中正確的是 A 變化的電場一定產(chǎn)生變化的磁場B 均勻變化的電場一定產(chǎn)生均勻變化的磁場C 穩(wěn)定的電場一定產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場D 周期性變化的電場一定產(chǎn)生同頻率的周期性變化的磁場解析 均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場 穩(wěn)定的電場不產(chǎn)生磁場 選項(xiàng)A B C錯誤 周期性變化的電場產(chǎn)生的將是同頻率的周期性變化的磁場 選項(xiàng)D正確 答案 D歸納總結(jié)理解麥克斯韋電磁場理論的關(guān)鍵 掌握四個關(guān)鍵詞 恒定的 均勻變化的 非均勻變化的 周期性變化的 即 振蕩的 這些都是對時間來說的 是時間的函數(shù) 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 變式訓(xùn)練1導(dǎo)學(xué)號66824073根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論 下列說法錯誤的是 A 變化的電場可產(chǎn)生磁場B 均勻變化的電場可產(chǎn)生均勻變化的磁場C 振蕩電場能夠產(chǎn)生振蕩磁場D 振蕩磁場能夠產(chǎn)生振蕩電場解析 麥克斯韋電磁場理論的含義是變化的電場可產(chǎn)生磁場 而變化的磁場能產(chǎn)生電場 產(chǎn)生的場的形式由原來的場的變化率決定 可由原來場隨時間變化的圖線的切線斜率判斷和確定 可見 均勻變化的電場的變化率恒定 產(chǎn)生不變的磁場 B說法錯誤 其余說法正確 答案 B 探究一 探究二 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究二電磁波譜及應(yīng)用響尾蛇能感知紅外線 它能在夜里 看見 東西嗎 為什么 響尾蛇 導(dǎo)彈是一種被動制導(dǎo) 導(dǎo)彈本身不發(fā)射電磁波 靠接收目標(biāo)的電磁輻射來制導(dǎo) 的空對空導(dǎo)彈 是靠探測敵方飛機(jī)發(fā)動機(jī)輻射紅外線來攻擊目標(biāo)的 隱形 飛機(jī)能躲過一般的雷達(dá) 它能躲過 響尾蛇 導(dǎo)彈嗎 要點(diǎn)提示因?yàn)橐磺形矬w都在不停地向外輻射紅外線 所以響尾蛇在夜里能 看見 東西 隱形 飛機(jī)在飛行時同樣要向外輻射紅外線 所以不能躲過 響尾蛇 導(dǎo)彈 探究一 探究二 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 1 電磁波譜按電磁波的波長或頻率大小的順序把它們排列成譜 叫作電磁波譜 無線電波 紅外線 可見光 紫外線 X射線 射線合起來 構(gòu)成了范圍非常廣闊的電磁波譜 可見光只是其中很窄的一個波段 如圖所示是按波長由大到小 頻率由小到大 順序排列的 探究一 探究二 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 2 各種電磁波的共性和個性的比較 1 共性 它們在本質(zhì)上都是電磁波 它們的行為服從相同的規(guī)律 各波段之間的區(qū)別并沒有絕對的意義 都遵守公式v f 它們在真空中的傳播速度都是c 3 0 108m s 它們的傳播都不需要介質(zhì) 它們都具有反射 折射 衍射和干涉的特性 探究一 探究二 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 2 個性 不同電磁波的頻率或波長不同 表現(xiàn)出不同的特性 波長越長越容易產(chǎn)生干涉 衍射現(xiàn)象 波長越短穿透能力越強(qiáng) 正是這些不同的特性決定了它們不同的用途 同頻率的電磁波 在不同介質(zhì)中速度不同 不同頻率的電磁波 在同一種介質(zhì)中傳播時 頻率越大折射率越大 速度越小 用途不同 無線電波用于通信和廣播 紅外線用于加熱和遙感技術(shù) 紫外線用于殺菌消毒 X射線應(yīng)用于醫(yī)學(xué)上的X光照片 射線檢查金屬部件的缺陷等 探究一 探究二 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 例題2 多選 關(guān)于電磁波譜 下列說法中正確的是 A 紅外線比紅光波長長 它的熱作用很強(qiáng)B X射線就是倫琴射線C 陰極射線是一種頻率極高的電磁波D 紫外線的波長比倫琴射線長 它的顯著作用是化學(xué)作用解析 紅外線的波長比可見光長 紅外線有較強(qiáng)的熱作用 選項(xiàng)A正確 陰極射線是電子流 它與電磁波有著本質(zhì)不同 電磁波在電場 磁場中不偏轉(zhuǎn) 而陰極射線在電場 磁場中會偏轉(zhuǎn) 電磁波在真空中的速度是3 00 108m s 而陰極射線的速度總是小于3 00 108m s 選項(xiàng)B正確 而選項(xiàng)C錯誤 由于紫外線的顯著作用是化學(xué)作用 而倫琴射線的顯著作用是穿透作用 故選項(xiàng)D正確 答案 ABD 探究一 探究二 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 歸納總結(jié)電磁波的特點(diǎn)和應(yīng)用我們不僅要牢記電磁波譜中的不同的電磁波 如紅外線 紫外線 X射線 射線 的特點(diǎn)和應(yīng)用 還要記住電磁波譜中波長 頻率的變化規(guī)律 如頻率越高 波長越短 穿透性越強(qiáng) 頻率越低 波長越長 穿透性越弱 探究一 探究二 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 變式訓(xùn)練2導(dǎo)學(xué)號66824074下面列出一些醫(yī)療器械的名稱和這些器械運(yùn)用的物理現(xiàn)象 請將相應(yīng)的字母填寫在運(yùn)用這種現(xiàn)象的醫(yī)療器械后面的空格上 1 X光機(jī) 2 紫外線燈 3 理療醫(yī)用 神燈 照射傷口 可使傷口愈合得較好 這里的 神燈 是利用 A 光的全反射B 紫外線具有很強(qiáng)的熒光作用C 紫外線具有殺菌消毒作用D X射線具有很強(qiáng)的貫穿力E 紅外線具有顯著的熱效應(yīng) 探究一 探究二 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 解析 1 X光機(jī)是用來透視人的體內(nèi)器官的 因此需要具有較強(qiáng)穿透力的電磁波 但又不能對人體造成太大傷害 因此采用了穿透能力比較強(qiáng)又不會給人體造成太大傷害的X射線 選擇D 2 紫外線燈主要是用來殺菌的 因此它應(yīng)用的是紫外線的殺菌作用而非熒光作用 因此選擇C 3 神燈 又稱紅外線燈 主要是用于促進(jìn)局部血液循環(huán) 它利用的是紅外線的熱效應(yīng) 使人體局部受熱 血液循環(huán)加快 因此選擇E 答案 1 D 2 C 3 E 12345 1 物理學(xué)史的考查 第一個用實(shí)驗(yàn)證實(shí)電磁波存在的物理學(xué)家是 A 赫茲B 愛因斯坦C 麥克斯韋D 法拉第解析 麥克斯韋是第一個提出電磁場理論 預(yù)言電磁波存在的物理學(xué)家 但用實(shí)驗(yàn)作出證明的是赫茲 答案 A 12345 2 麥克斯韋電磁場理論 下列說法中符合麥克斯韋電磁場理論的是 A 在電場的周圍一定產(chǎn)生磁場B 在磁場的周圍一定產(chǎn)生電場C 變化的磁場一定產(chǎn)生電場D 變化的電場一定產(chǎn)生變化的磁場解析 麥克斯韋的電磁場理論 穩(wěn)定的電場不產(chǎn)生磁場 變化的電場產(chǎn)生磁場 均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場 非均勻變化的電場產(chǎn)生變化的磁場 所以C項(xiàng)對 答案 C 12345 3 電磁場與電磁波 關(guān)于電磁場和電磁波的下列說法正確的是 A 周期性變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場B 均勻變化的磁場產(chǎn)生均勻變化的電場C 電磁波在任何物質(zhì)中傳播的速度都是3 00 108m sD 電磁波是一種物質(zhì) 可在真空中傳播解析 周期性變化的電場產(chǎn)生周期性變化的磁場 A項(xiàng)錯 均勻變化的磁場產(chǎn)生恒定的電場 B項(xiàng)錯 電磁波在真空中的速度是3 00 108m s C項(xiàng)錯 答案 D 12345 4 多選 電磁波譜和各種電磁波的特性 對電磁波譜各波段電磁波的特點(diǎn)或應(yīng)用 下列說法正確的有 A 利用無線電波可以有效地加熱物體或滅菌消毒B 利用紅外線可以進(jìn)行透視人體或金屬探傷C 紫外線會傷害人的眼睛和皮膚 但卻可以促進(jìn)人體對鈣的吸收D 射線的能量很高 穿透力很強(qiáng) 可以制作 刀進(jìn)行醫(yī)學(xué)治療手術(shù)解析 利用紫外線殺菌消毒 選項(xiàng)A錯誤 利用X射線進(jìn)行透視人體或金屬探傷 選項(xiàng)B錯誤 答案 CD 12345 5 公式c f的應(yīng)用 波長為0 6 m的紅光 從10m外的交通信號燈傳到你的眼睛 大約需要多長時間 它的頻率是多少 答案 3 33 10 8s5 1014Hz