人教版選修11 電磁波的發(fā)現(xiàn) 電磁波譜 第1課時 學(xué)案.docx

4.1電磁波 4.2電磁波譜學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)：1.知道麥克斯韋的電磁場理論2理解變化的電場和磁場相互激發(fā)形成電磁場3知道電磁波的基本性質(zhì)4會用vf解決問題5知道電磁波的不同波段和用途. 重點：知道麥克斯韋的電磁場理論 知道電磁波的基本性質(zhì)難點：理解變化的電場和磁場相互激發(fā)形成電磁場預(yù)習(xí)新課：一、電磁波1麥克斯韋的大膽假設(shè)(1)變化的磁場能產(chǎn)生電場(2)變化的電場也能產(chǎn)生磁場2電磁波(1)變化的電場和磁場相互激發(fā)不斷向外傳播，這就是電磁波(2)赫茲用實驗的方法驗證了電磁波的存在3電磁波的基本性質(zhì)(1)電磁波具有能量與質(zhì)量，是物質(zhì)運動的一種形式(2)電磁波可以在真空中傳播，它的傳播速度等于光速，即vc3108 m/s.(3)單位時間內(nèi)電磁波所發(fā)送的能量與振蕩頻率有關(guān)；頻率愈大，發(fā)送的能量愈多二、電磁波譜1電磁波的波長、頻率和波速的關(guān)系式為cf，頻率越高的電磁波，波長越短2通常把電磁波分為七個波段：無線電波、微波、紅外輻射(紅外線)、可見光、紫外輻射(紫外線)、x射線(倫琴射線)、射線基礎(chǔ)自測1思考判斷(1)均勻變化的磁場產(chǎn)生均勻變化的電場()(2)電磁波的傳播不需要介質(zhì)()(3)赫茲證實了麥克斯韋的電磁場理論()(4)波在傳播過程中，頻率不變()(5)電磁波在真空中的速度最大，其值為3.0108 m/s.()(6)紅外線的波長大于紫外線的波長()【提示】(1)(2)(3)(4)(5)(6)2電磁波在現(xiàn)代生活中有著廣泛的應(yīng)用，建立完整的電磁場理論并預(yù)言電磁波存在的科學(xué)家是()a法拉第b麥克斯韋c奧斯特d愛因斯坦b麥克斯韋是建立完整的電磁場理論并預(yù)言電磁波存在的科學(xué)家3電磁波在空中的傳播速度為v，北京交通廣播電臺的頻率為f，該電臺所發(fā)射電磁波的波長為()a bcdvfa根據(jù)光速、頻率、波長之間關(guān)系有：vf，所以波長為：，故a正確，bcd錯誤4在電磁波中，頻率不同的電磁波具有不同的特性、真空中，紅外線、紫外線和x射線的波長由長到短排列順序正確的是() ax射線、紫外線、紅外線bx射線、紅外線、紫外線c紅外線、紫外線、x射線d紫外線、紅外線、x射線c真空中，紅外線、紫外線和x射線的波長由長到短排列順序正確的是：紅外線、紫外線、x射線故c正確合 作 探 究 電磁波的產(chǎn)生和特點1麥克斯韋電磁場理論(1)對變化的磁場產(chǎn)生電場的探究圖411探究實驗1：裝置如圖411所示，當(dāng)穿過螺線管的磁場隨時間變化時，上面的線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，引起感應(yīng)電流使燈泡發(fā)光線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢說明了什么？麥克斯韋認(rèn)為變化的磁場在線圈中產(chǎn)生電場，正是這種電場(渦旋電場)在線圈中驅(qū)使自由電子做定向移動，產(chǎn)生感應(yīng)電流如果用不導(dǎo)電的塑料線繞制線圈，線圈中還會有電流、電場嗎？(沒有)想象線圈不存在時線圈所在處的空間還有電場嗎？(有)實驗結(jié)論：麥克斯韋認(rèn)為線圈只不過是用來顯示電場的存在，線圈不存在時，變化的磁場同樣在周圍空間產(chǎn)生電場，即這是一種普遍存在的現(xiàn)象，跟閉合電路線圈是否存在無關(guān)線圈的作用只是用來顯示電流的存在靜電場其電場線的特點是起于正電荷止于負(fù)電荷，不會閉合，而變化的磁場產(chǎn)生的電場其電場線是閉合的(2)對變化的電場產(chǎn)生磁場的探究探究實驗2：靜止電荷周圍的小磁針不偏轉(zhuǎn)，運動電荷周圍的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)在電容器充放電時，周圍的小磁針發(fā)生擺動實驗分析：靜止電荷的周圍是穩(wěn)定的電場，不產(chǎn)生磁場，電荷運動時，周圍產(chǎn)生的是變化的電場，產(chǎn)生磁場使小磁針擺動，在給電容器充、放電時，兩極板上的電荷量發(fā)生變化，引起兩板間的電場發(fā)生變化，從而在周圍產(chǎn)生磁場使小磁針擺動在給電容器充、放電的時候，不僅導(dǎo)體中電流要產(chǎn)生磁場，而且在電容器兩極板間周期性變化著的電場周圍也要產(chǎn)生磁場實驗結(jié)論：在變化的電場周圍空間中產(chǎn)生磁場2電磁波的特點(1)電磁波是橫波，在傳播方向上任一點電場e和磁場b隨時間按正弦規(guī)律變化，e的方向和b的方向彼此垂直且與電磁波的傳播方向垂直(2)電磁波的傳播速度vf，在真空中的傳播速度等于光速(3)電磁場中以電場和磁場的形式貯存著能量電磁能電磁波的發(fā)射過程就是輻射能量的過程(4)麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，赫茲證實了電磁波的存在，測出了波長和頻率，證實了電磁波在真空中傳播速度等于光速，驗證了電磁波的反射、折射、衍射和干涉等現(xiàn)象(多選)下列說法正確的是()a恒定電流能夠在周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場b穩(wěn)定電場能夠在周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場c均勻變化的電場能夠在周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場d均勻變化的電場和磁場互相激發(fā)，形成由近及遠(yuǎn)的電磁場ac根據(jù)奧斯特實驗可以驗證電流的磁效應(yīng)，當(dāng)電流恒定時產(chǎn)生的磁場是穩(wěn)定的，故a正確穩(wěn)定的電場不能產(chǎn)生磁場，故b錯誤電場變化時產(chǎn)生磁場，且均勻變化時產(chǎn)生穩(wěn)定磁場，故c正確均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定磁場，而穩(wěn)定的磁場不能再次激發(fā)電場，故不能形成由近及遠(yuǎn)的電磁場，d錯誤在理解麥克斯韋的電磁場理論時，要注意靜電場不產(chǎn)生磁場，穩(wěn)定的磁場也不產(chǎn)生電場.針對訓(xùn)練1電磁波在真空中的傳播速度為_m/s，某電臺發(fā)射 的電磁波的頻率為300 khz，它的波長為_m.【解析】電磁波在真空中的傳播速度為c3108 m/s根據(jù)cf，有c/fm1 000 m【答案】31081 000電磁波譜及其應(yīng)用1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)成了范圍非常廣泛的電磁波譜可見光只是其中很窄的一個波段由于它們都是本質(zhì)相同的電磁波，所以它們的行為都遵循共同的規(guī)律，但另一方面，由于它們的頻率不同而又呈現(xiàn)出不同的特性例如，波長較長的無線電波，很容易表現(xiàn)出干涉、衍射現(xiàn)象，但對波長越來越短的可見光、紫外線、x射線、射線，要觀察到它們的干涉、衍射現(xiàn)象越來越困難了2電磁波譜中各種波段的特征用途比較電磁波譜無線電波紅外線可見光紫外線倫琴射線射線特性波動性強(qiáng)熱作用強(qiáng)感光性強(qiáng)化學(xué)作用熒光效應(yīng)穿透力強(qiáng)穿透力最強(qiáng)用途通訊廣播、導(dǎo)航加熱、遙測遙感、紅外攝像、紅外制導(dǎo)照明、照相等殺菌消毒、治療皮膚病等檢查、探測、透視、治療探測、治療產(chǎn)生機(jī)理振蕩電路中自由電子的周期性運動原子外層電子受到激發(fā)原子內(nèi)層電子受到激發(fā)原子核受激發(fā)說明振蕩電路中產(chǎn)生一切物體都能輻射由七種色光組成一切高溫物體都能輻射倫琴射線管中高速電子流射至陽極產(chǎn)生放射性元素衰變時產(chǎn)生遞變規(guī)律頻率變大，衍射能力減弱(多選)以下關(guān)于電磁波譜的理解正確的是() a紅外線的波長比紫外線的波長短b可見光不屬于電磁波c無線電波的波長比射線波長要長d無線電波的波長大于1 mmcd按照波長由小到大的順序排列，電磁波可劃分為射線、x射線、紫外線、可見光、紅外線和無線電波，而波長大于1 mm的電磁波屬于無線電波所以c、d正確從無線電波到射線都是本質(zhì)相同的電磁波，其行為服從共同的規(guī)律，但因波長(或頻率)不同又表現(xiàn)出不同的特點.要熟記各部分的波長、頻率范圍及其關(guān)系，知道同一電磁波的波長與頻率成反比.針對訓(xùn)練2(多選)電磁波按波長大小的順序把它們排列成譜，如圖413所示，由電磁波譜可知()圖413a微波是不可見光b紅外線可以殺菌消毒c紫外線的波長比紅外線長dx射線能穿透物質(zhì)，可以用來檢查生物骨骼結(jié)構(gòu)ad微波是不可見光，選項a正確；紅外線有熱作用，紫外線可以殺菌消毒，選項b錯誤；紫外線的波長比紅外線短，選項c錯誤；x射線能穿透物質(zhì)，可以用來檢查生物骨骼結(jié)構(gòu)，選項d正確；故選ad.當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)1電磁場理論預(yù)言了什么()a預(yù)言了變化的磁場能夠在周圍空間產(chǎn)生電場b預(yù)言了變化的電場能夠在周圍產(chǎn)生磁場c預(yù)言了電磁波的存在，電磁波在真空中的速度為光速d預(yù)言了電能夠產(chǎn)生磁，磁能夠產(chǎn)生電c麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，并計算出了電磁波的傳播速度等于光速2對紅外線的作用及來源不正確的敘述有()a一切物體都在不停地輻射紅外線b紅外線有很強(qiáng)的熒光效應(yīng)c紅外線最顯著的作用是熱作用d紅外線容易穿過云霧、煙塵b一切物體都在不停地輻射紅外線，且熱的物體比冷的物體的紅外線輻射本領(lǐng)大，a正確熒光效應(yīng)是紫外線特性，紅外線沒有，紅外線的最顯著作用是熱作用，b錯誤，c正確紅外線波長較長，衍射能力比較強(qiáng)，d正確故選b.3根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論，下列說法中正確的是()a在電場周圍一定產(chǎn)生磁場，在磁場周圍一定產(chǎn)生電場b在變化的電場周圍一定產(chǎn)生變化的磁場，在變化的磁場周圍一定產(chǎn)生變化的電場c均勻變化的電場周圍一定產(chǎn)生均勻變化的磁場d周期性變化的電場周圍一定產(chǎn)生