第4章 1　電磁波2　電磁波譜

1、.1電磁波 2電磁波譜學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)知 識(shí) 脈 絡(luò)1.知道麥克斯韋的電磁場理論重點(diǎn)2理解變化的電場和磁場互相激發(fā)形成電磁場難點(diǎn)3知道電磁波的根本性質(zhì)重點(diǎn)4會(huì)用vf解決問題5知道電磁波的不同波段和用處.自 主 預(yù) 習(xí)·探 新 知知識(shí)梳理一、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變化的電場和磁場互相激發(fā)不斷向外傳播，這就是電磁波2赫茲用實(shí)驗(yàn)的方法驗(yàn)證了電磁波的存在3電磁波的根本性質(zhì)1電磁波具有能量與質(zhì)量，是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)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vc3×108 m/s.3單位時(shí)間內(nèi)電磁波所發(fā)送的能量與振蕩頻

2、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(gè)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、射線根底自測1考慮判斷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(shí)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3.0×108 m/s.6紅外線的波長大于紫外線的波長【提示】1×234562電磁波在現(xiàn)代生活中有著廣泛的應(yīng)用，建立完好的電磁場理論并預(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

3、麥克斯韋是建立完好的電磁場理論并預(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，北京交通播送電臺(tái)的頻率為f，該電臺(tái)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(cuò)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選項(xiàng)是 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：37032086】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選項(xiàng)是：紅外線、紫外線、X射線故C正確合 作 探 究·攻 重 難電磁

4、波的產(chǎn)生和特點(diǎn)1麥克斯韋電磁場理論1對(duì)變化的磁場產(chǎn)生電場的探究圖4­1­1探究實(shí)驗(yàn)1：裝置如圖4­1­1所示，當(dāng)穿過螺線管的磁場隨時(shí)間變化時(shí)，上面的線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)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(dòng)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)使自由電子做定向挪動(dòng)，產(chǎn)生感應(yīng)電流假如用不導(dǎo)電的塑料線繞制線圈，線圈中還會(huì)有電流、電場嗎？沒有想象線圈不存在時(shí)線圈所在處的空間還有電場嗎？有實(shí)驗(yàn)結(jié)論：如圖4­1­2甲所示，麥克斯韋認(rèn)為線圈只不過是用來顯示電場的存在，如圖4­1­

5、;2乙所示線圈不存在時(shí)，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，跟閉合電道路圈是否存在無關(guān)線圈的作用只是用來顯示電流的存在圖4­1­2靜電場其電場線的特點(diǎn)是起于正電荷止于負(fù)電荷，不會(huì)閉合，而變化的磁場產(chǎn)生的電場其電場線是閉合的2對(duì)變化的電場產(chǎn)生磁場的探究探究實(shí)驗(yàn)2：靜止電荷周圍的小磁針不偏轉(zhuǎn)，運(yùn)動(dòng)電荷周圍的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)在電容器充放電時(shí)，周圍的小磁針發(fā)生擺動(dòng)實(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)時(shí)，周圍產(chǎn)生的是變化的電場，產(chǎn)生磁場使小磁針擺動(dòng)，在給電容器充、放電時(shí)，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

6、使小磁針擺動(dòng)在給電容器充、放電的時(shí)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(shí)驗(yàn)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(diǎn)1電磁波是橫波，在傳播方向上任一點(diǎn)電場E和磁場B隨時(shí)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(shí)了電磁波的存在，測出了波長和頻率，證實(shí)了電磁波在真空中傳播速度等于光速，驗(yàn)證了電磁波的反射、折射、衍射和干預(yù)等現(xiàn)象多項(xiàng)選擇以下說法正確的選項(xiàng)是

7、A恒定電流可以在周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場B穩(wěn)定電場可以在周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場C均勻變化的電場可以在周圍空間產(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(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)證電流的磁效應(yīng)，當(dāng)電流恒定時(shí)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(cuò)誤電場變化時(shí)產(chǎn)生磁場，且均勻變化時(shí)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(cuò)誤在理解麥克斯韋的電磁場理論時(shí)，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(duì)訓(xùn)練1電磁波在真空中的傳播速度為_m/s，某電臺(tái)發(fā)射 的電磁波的頻率為300 kHz，它

8、的波長為_m.【解析】電磁波在真空中的傳播速度為c3×108 m/s根據(jù)cf，有c/fm1 000 m【答案】3×1081 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(gè)波段由于它們都是本質(zhì)一樣的電磁波，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)出干預(yù)、衍射現(xiàn)象，但對(duì)波長越來越短的可見光、紫外線、X射線、射線，要觀察到它們的干預(yù)、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處比較電磁波譜無線電波紅外線可見

9、光紫外線倫琴射線射線特性波動(dòng)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)用處通訊播送、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)活力理振蕩電路中自由電子的周期性運(yùn)動(dòng)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(shí)產(chǎn)生遞變規(guī)律頻率變大，衍射才能減弱多項(xiàng)選擇以下關(guān)于電磁波譜的理解正確的選項(xiàng)是 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：37032087】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

10、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)一樣的電磁波，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(diǎn).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(duì)訓(xùn)練2多項(xiàng)選擇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構(gòu)造AD微波是不

11、可見光，選項(xiàng)A正確；紅外線有熱作用，紫外線可以殺菌消毒，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；紫外線的波長比紅外線短，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；X射線能穿透物質(zhì)，可以用來檢查生物骨骼構(gòu)造，選項(xiàng)D正確；應(yīng)選AD.當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)·固 雙 基1電磁場理論預(yù)言了什么A預(yù)言了變化的磁場可以在周圍空間產(chǎn)生電場B預(yù)言了變化的電場可以在周圍產(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)言了電可以產(chǎn)生磁，磁可以產(chǎn)生電C麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，并計(jì)算出了電磁波的傳播速度等于光速2對(duì)紅外線的作用及來源不正確的表達(dá)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(cuò)誤，C正確紅外線波長較長，衍射才能比較強(qiáng)，D正確應(yīng)選B.3根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論，以下說法中正確的選項(xiàng)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)生周期性變化的磁場D