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13.4電磁波的發現及應用—2023-2024學年高二物理人教版（2019）必修第三冊課前導學
基礎知識導學
一　電磁場
1．麥克斯韋電磁場理論
(1)變化的磁場產生電場。
(2)變化的電場產生磁場。
2．電磁場：變化的電場和磁場總是相互聯系的，形成一個不可分割的統一的電磁場。
二　電磁波
1．電磁波的產生：周期性變化的磁場周圍會產生周期性變化的電場，周期性變化的電場周圍也會產生周期性變化的磁場。變化的電場和變化的磁場相互聯系在一起，就會在空間形成一個統一的、不可分割的電磁場，這種在空間交替變化的電磁場傳播出去就形成了電磁波。
2．電磁波的傳播：電磁波可以在真空中傳播，電磁波的傳播不需要介質。
3．光也是電磁波
(1)電磁波的傳播速度恰好與真空中的光速相同。
(2)麥克斯韋指出：光是以波動形式傳播的一種電磁振動。
4．科學研究：德國物理學家赫茲通過實驗證實了電磁波的存在，從而證實了麥克斯韋電磁場理論，為無線電技術的發展開拓了道路。
三　電磁波譜
1．電磁波的波速c與波長λ、頻率f的關系：c＝λf。
2．電磁波在真空中的速度：c＝3×108 m/s。
3．電磁波譜的概念：按電磁波的波長或頻率大小的順序把它們排列起來，形成電磁波譜。
4．電磁波譜組成
5．各種電磁波的應用
(1)無線電波中的長波、中波、短波用于廣播及其他信號的傳播。
(2)微波用于衛星通信、電視等信號傳輸。
(3)紅外線用來加熱理療。
(4)可見光讓我們看見這個世界，也可用于通信。
(5)紫外線可以消毒。
(6)X射線用于診斷病情。
(7)γ射線可以摧毀病變的細胞。
四　電磁波的能量及電磁波通信
1．電磁波是一種物質，而且具有能量。
2．應用：生活中常用微波爐來加熱食物，食物增加的能量是微波給它的。
3．人們可以通過接入互聯網的手機看電影、聊天、購物等，這些信息都是通過電磁波來傳遞的。
4．電磁波的傳輸：可以通過有線傳播，也可實現無線傳播。
重難問題探究
電磁波的傳播：電磁波可以在真空中傳播，電磁波的傳播不需要介質。
電磁波是一種物質，而且具有能量。
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基礎小題試練
1.下列關于電磁波的說法，正確的是( )
A.電磁波在任何介質中傳播速度均為真空中的光速
B.“中國天眼”FAST接收脈沖星信號是電磁波中的無線電波
C.麥克斯韋認為均勻變化的電場能激發出變化的磁場，空間將產生電磁波
D.5G信號4G信號都是電磁波，但是5G信號比4G信號在真空中傳播得更快
2.已知普朗克常量，則400nm電磁波輻射的能量子為( )
A. B. C. D.
3.北斗智能放牧終端將衛星定位技術應用到牧業中，牧民通過手機掌握牧群動態，對放牧工作進行信息化管理。手機與北斗-定位系統間的信息傳遞靠的是( )
A.機械波 B.電磁波 C.次聲波 D.超聲波
4.電磁場理論的建立，促進了現代社會的發展下列應用中，同時使用了電磁波接收和發射技術的電器是( )
A.微波爐 B.收音機 C.手機 D.電視機
答案以及解析
1.答案：B
解析：A.真空中的電磁波的速度為光速，而在其他介質中電磁波的速度不再是光速，A錯誤；
B.“中國天眼”FAST接收脈沖星信號是電磁波中的無線電波，B正確；
C.根據麥克斯韋電磁場理論可知，均勻變化的電場能激發恒定的磁場，恒定的磁場無法再形成電場，故無法在空間中產生電磁波，C錯誤；
D.5G信號4G信號都是電磁波，5G信號4G信號在真空中傳播都是光速，D錯誤。
故選B。
2.答案：A
解析：根據公式和可知，400nm電磁波輻射的能量子，選項A正確。
3.答案：B
解析：手機與北斗定位系統間的信息傳遞靠的是電磁波。
故選B。
4.答案：C
解析：微波爐只發射電磁波，不接收電磁波；收音機、電視機、手機等都要利用電磁波來傳遞信息，但同時使用了電磁波接收和發射技術的電器只有手機.

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