物理（教科版選修34）課件第3章第23節(jié)電磁場和電磁波電磁波譜電磁波的應(yīng)用

第一部分第三章電磁振蕩電磁波第二節(jié)電磁場和電磁波第三節(jié)電磁波譜電磁波的應(yīng)用1．知道麥克斯韋電磁場理論的兩個(gè)基本觀點(diǎn)：變化的磁場產(chǎn)生電場，變化的電場產(chǎn)生磁場．2．知道電磁場在空間傳播形成電磁波以及電磁波的基本特點(diǎn)．3．了解什么是電磁波譜，知道各種可見光和不可見光與無線電波一樣，也是電磁波．4．了解不同波長(或頻率)范圍的電磁波的特性以及電磁波的利用及對其危害的防護(hù)措施．學(xué)案一學(xué)案二一、麥克斯韋電磁理論的兩個(gè)基本假設(shè)1．變化的磁場產(chǎn)生__________．2．變化的電場產(chǎn)生__________．電磁場和電磁波電場磁場二、電磁場如果空間某區(qū)域存在不均勻變化的電場，那么它就會在空間引起不均勻變化的__________，這一不均勻變化的磁場又引起不均勻變化的__________……于是變化的電場和變化的磁場交替產(chǎn)生，形成不可分割的統(tǒng)一體，稱為電磁場．磁場電場三、電磁波1．電磁波中的電場強(qiáng)度與磁感應(yīng)強(qiáng)度互相________，而且二者均與波的傳播方向________，因此電磁波是________．2．電磁波的特點(diǎn)(1)電磁波的傳播__________介質(zhì)．(2)電磁波在真空中的傳播速度等于__________．(3)電磁波具有波的一切特性．垂直垂直橫波不需要光速一、對麥克斯韋電磁場理論的理解1．電磁場的產(chǎn)生：如果在空間某處有周期性變化的電場，那么這個(gè)變化的電場就在它周圍空間產(chǎn)生周期性變化的磁場，這個(gè)變化的磁場又在它周圍空間產(chǎn)生變化的電場……變化的電場和變化的磁場是相互聯(lián)系著的，形成不可分割的統(tǒng)一體，這就是電磁場．2．麥克斯韋電磁場理論的要點(diǎn)(1)恒定的磁場不會產(chǎn)生電場，同樣，恒定的電場也不會產(chǎn)生磁場．(2)均勻變化的電場在周圍空間產(chǎn)生恒定的磁場，同樣，均勻變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生恒定的電場．(3)振蕩變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生同頻率振蕩的電場，同樣，振蕩變化的電場在周圍空間產(chǎn)生同頻率振蕩的磁場．二、電磁波與機(jī)械波的比較【訓(xùn)練】1．(多選)下列關(guān)于電磁場理論的敘述正確的是(

)A．變化的磁場周圍一定存在著電場，與是否有閉合電路無關(guān)B．周期性變化的磁場產(chǎn)生同頻率變化的電場C．變化的電場和變化的磁場相互關(guān)聯(lián)，形成一個(gè)統(tǒng)一的場，即電磁場D．電場周圍一定存在磁場，磁場周圍一定存在電場解析：答案：ABC2．根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論，下列說法正確的是(

)A．在電場周圍空間一定產(chǎn)生磁場B．任何變化的電場周圍空間一定產(chǎn)生變化的磁場C．均勻變化的電場周圍空間能產(chǎn)生變化的磁場D．周期性變化的電場在其周圍空間產(chǎn)生同頻率的周期性變化磁場解析：由麥克斯韋電磁場理論可知，空間某處有變化的電場時(shí)，才會在其周圍空間產(chǎn)生磁場，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤．如果電場的變化是均勻的，則產(chǎn)生的磁場是穩(wěn)定的，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．而周期性變化的電場在其周圍空間將產(chǎn)生同頻率的周期性變化磁場，選項(xiàng)D正確．答案：D3．(多選)下列關(guān)于電磁波與聲波的說法正確的是A．電磁波是由電磁場發(fā)生的區(qū)域向遠(yuǎn)處傳播，聲波是聲源的振動(dòng)向遠(yuǎn)處傳播B．電磁波的傳播不需要介質(zhì)，聲波的傳播有時(shí)也不需要介質(zhì)C．由空氣進(jìn)入水中傳播時(shí)，電磁波的傳播速度變小，聲波的傳播速度變大D．由空氣進(jìn)入水中傳播時(shí)，電磁波的波長不變，聲波的波長變小解析：由電磁波和聲波的概念可知選項(xiàng)A正確．因?yàn)殡姶挪梢栽谡婵罩袀鞑?，而聲波屬于機(jī)械波，它的傳播需要介質(zhì)，在真空中不能傳播，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤．電磁波在空氣中的傳播速度大于在水中的傳播速度，在真空中的傳播速度最大；聲波在氣體、液體、固體中的傳播速度依次增大，故選項(xiàng)C正確．無論是電磁波還是聲波，從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)頻率都不變，所以由波長λ＝及它們在不同介質(zhì)中的傳播速度可知，由空氣進(jìn)入水中時(shí)，電磁波的波長變短，聲波的波長變長，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：AC一、電磁波譜1．電磁波譜(1)將各種電磁波按波長由大到小的順序排列起來，就構(gòu)成了電磁波譜：__________、________、可見光、_________、X射線、__________．(2)光也是__________．電磁波譜電磁波的應(yīng)用無線電波紅外線紫外線γ射線電磁波2．幾種電磁波的特性(1)紅外線：波長比可見光中紅光的波長_______，不能引起人的視覺，是不可見光；所有物體都在不停地輻射紅外線，且溫度越高，輻射的紅外線越_______，紅外線的主要作用為熱效應(yīng)．(2)紫外線：波長比可見光中的_______波長還短，不能引起視覺；主要作用為__________．長強(qiáng)紫光滅菌消毒(3)X射線：波長比紫外線的波長還_______；高速電子流射到任何固體上都能產(chǎn)生X射線；____________較強(qiáng)，用于___________________、金屬探傷等．(4)γ射線：比X射線的波長__________的電磁波，γ射線的穿透能力比X射線__________．短穿透能力檢查人體內(nèi)部器官更短更強(qiáng)二、電磁波的應(yīng)用1．紅外線和紫外線的應(yīng)用(1)利用紅外線的熱效應(yīng)，制成了紅外線烤箱、紅外線爐等；利用紅外線可使特制底片感光的性質(zhì)，制成了紅外攝影儀、紅外遙感器等．(2)紫外線很容易讓底片感光；適當(dāng)照射人體時(shí)可預(yù)防佝僂??；紫外線有殺菌、消毒作用；鑒別鈔票的真?zhèn)蔚龋?．無線電波的應(yīng)用(1)移動(dòng)電話．(2)雷達(dá)是一種用來檢測飛行器、船只等遠(yuǎn)距離物體位置的系統(tǒng)．雷達(dá)天線發(fā)射__________電磁波，電磁波遇到障礙物會被反射回來，接收機(jī)接收__________信號，判斷遠(yuǎn)處物體的方位．高頻反射一、不同波長電磁波的比較二、電磁波具有共性和特性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，都遵守公式v＝λf.它們在真空中的傳播速度是c＝3.0×108m/s，它們的傳播都不需要介質(zhì)，各波段之間的區(qū)別并沒有絕對的意義．2．特性(1)不同電磁波的產(chǎn)生機(jī)理不同．(2)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，波長越短觀察干涉、衍射現(xiàn)象越困難．正是這些不同的特性決定了它們不同的用途．如X射線、γ射線等電磁波的特征很不明顯，但穿透本領(lǐng)卻很強(qiáng)，主要應(yīng)用在探測和治療．紫外線化學(xué)作用和熒光效應(yīng)能應(yīng)用在曝光燈、消毒柜等電器中．紅外線的頻率比可見光更接近固體物質(zhì)分子的頻率，也就更容易使分子發(fā)生共振，因而熱作用強(qiáng)．紅外線波長較可見光長，繞過障礙物能力強(qiáng)，易穿透云霧，應(yīng)用于加熱、夜視遙感、紅外攝像、紅外制導(dǎo)等方面．無線電波的波動(dòng)性強(qiáng)，廣泛地應(yīng)用在通訊廣播和導(dǎo)航．(3)電磁波都遵守v＝λf，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(shí)，頻率越大，折射率越大，傳播速度越?。?/p>

(多選)關(guān)于電磁波譜，下列說法正確的是(

)A．X射線對生命物質(zhì)有較強(qiáng)的作用，過量的X射線輻射會引起生物體的病變B．γ射線是波長最短的電磁波，它比X射線的頻率還要高C．紫外線比紫光更容易發(fā)生干涉和衍射D．在電磁波譜中，最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象的是γ射線

思路點(diǎn)撥：解答本題應(yīng)把握以下兩點(diǎn)：(1)電磁波的應(yīng)用．(2)電磁波的波長及特點(diǎn)．解析：X射線對生命物質(zhì)有較強(qiáng)的作用，過量的X射線輻射會引起生物體的病變，選項(xiàng)A正確；γ射線是波長最短的電磁波，它比X射線的頻率還要高，選項(xiàng)B正確；在電磁波譜中從無線電波到γ射線，波長逐漸減小，頻率逐漸增大，而波長越大，波動(dòng)性越強(qiáng)，越容易發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象，因此紫光應(yīng)比紫外線更容易發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象，無線電波最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，故選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤．答案：AB【訓(xùn)練】1．下列電磁波，其衍射能力由強(qiáng)到弱的順序排列正確的是(

)A．紅外線、可見光、紫外線、γ射線B．γ射線、可見光、紅外線、無線電波C．可見光、紅外線、倫琴射線、γ射線D．倫琴射線、紫外線、可見光線、紅外線答案：A2．(多選)下列關(guān)于電磁波的說法正確的是(

)A．紅外線、紫外線、倫琴射線和γ射線在真空中的傳播速度都為3.0×108m/sB．紅外線應(yīng)用在遙感技術(shù)中，是利用了它穿透本領(lǐng)強(qiáng)的特性C．紫外線在水中的傳播速度小于紅外線在水中的傳播速度D．日光燈是紫外線的熒光效應(yīng)的應(yīng)用答案：AC3．(多選)下列能說明電磁波具有能量的依據(jù)是(

)A．可見光射入人的眼睛，人看到物體B．放在紅外線區(qū)域的溫度計(jì)升溫很快C．收音機(jī)調(diào)到某個(gè)臺時(shí)，調(diào)諧電路發(fā)生電諧振D．γ射線具有很強(qiáng)的貫穿能力解析：選項(xiàng)A，人眼看到物體，說明人眼感受到可見光的能量；選項(xiàng)B，紅外線具有熱作用，說明紅外線具有能量；選項(xiàng)C，電諧振在調(diào)諧電路中的感應(yīng)電流的能量來源于空中的無線電波；選項(xiàng)D，γ射線的貫穿能力說明γ射線具有很高的能量．答案：ABCD4．下列說法正確的是(

)A．各種電磁波中，最容易表現(xiàn)出干涉和衍射現(xiàn)象的是γ射線B．紅外線有顯著的熱效應(yīng)，紫外線有顯著的化學(xué)作用C．X射線的穿透本領(lǐng)比γ射線更強(qiáng)D．在電磁波中，X射線與γ射線有很大一部分重疊區(qū)域，因此兩者產(chǎn)生機(jī)理應(yīng)該是一樣的解析：干涉和衍射現(xiàn)象是光的波動(dòng)性的體現(xiàn)，波長越長，越易產(chǎn)生，而γ射線波長最短，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；頻率越高，穿透本領(lǐng)越強(qiáng)，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；X射線是由于原子內(nèi)層電子受激發(fā)產(chǎn)生的，而γ射線是原子核受激發(fā)產(chǎn)生的，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：B5．下面列出一些醫(yī)療器械的名稱和這些器械所用的物理現(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射線的很強(qiáng)的貫穿能力E．紅外線具有顯著的熱效應(yīng)F．紅外線波長較長，易發(fā)生衍射解析：