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13.4 電磁波的發(fā)現(xiàn)及其應(yīng)用
1.了解麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的主要觀點(diǎn),知道電磁波的概念及通過電磁波體會(huì)電磁場(chǎng)的物質(zhì)性。 2.認(rèn)識(shí)電磁波譜。 3.了解電磁波譜中各波段的波的特征及它們?cè)诳萍肌⒔?jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展中的作用。 4.知道電磁波是一種物質(zhì),具有能量。
知識(shí)點(diǎn)一　電磁場(chǎng)
1．麥克斯韋電磁場(chǎng)理論
(1)變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)。
(2)變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)。
【關(guān)鍵點(diǎn)撥】
1.麥克斯韋電磁場(chǎng)理論要點(diǎn)的理解
(1)變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)
在變化的磁場(chǎng)中放一個(gè)閉合電路，電路里會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，其實(shí)質(zhì)是變化的磁場(chǎng)在它周圍產(chǎn)生了電場(chǎng)，電路中的自由電荷在電場(chǎng)力作用下做定向運(yùn)動(dòng)，形成了感應(yīng)電流，即使在變化的磁場(chǎng)周圍沒有閉合電路同樣也可以產(chǎn)生電場(chǎng)，如圖所示。
(2)變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)
既然變化的磁場(chǎng)能夠產(chǎn)生電場(chǎng)，麥克斯韋確信自然規(guī)律的統(tǒng)一性與和諧性，相信電場(chǎng)與磁場(chǎng)的對(duì)稱之美，大膽地假設(shè)：變化的電場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，在給電容器充電的時(shí)候，不僅導(dǎo)體中的電流要產(chǎn)生磁場(chǎng)，而且在電容器兩極板間變化著的電場(chǎng)周圍也要產(chǎn)生磁場(chǎng)，如圖所示。
2. 對(duì)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論中“變化”的理解
如何變化 電場(chǎng) 磁場(chǎng)
恒定 恒定的電場(chǎng)不產(chǎn)生磁場(chǎng) 恒定的磁場(chǎng)不產(chǎn)生電場(chǎng)
均勻變化 均勻變化的電場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng) 均勻變化的磁場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)
非均勻變化 非均勻變化的電場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生變化的磁場(chǎng) 非均勻變化的磁場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生變化的電場(chǎng)
周期性變化 周期性變化的電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率周期性變化的磁場(chǎng) 周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率周期性變化的電場(chǎng)
2．電磁場(chǎng)：變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)總是相互聯(lián)系的，形成一個(gè)不可分割的統(tǒng)一的電磁場(chǎng)。
【溫馨提示】 (1)電場(chǎng)和磁場(chǎng)在空間形成不可分割的統(tǒng)一體。
(2)電磁場(chǎng)具有運(yùn)動(dòng)質(zhì)量、能量以及與其他物質(zhì)相互作用的屬性，電磁場(chǎng)具有物質(zhì)性，是物質(zhì)存在的基本形態(tài)之一。
(3)有單獨(dú)存在的靜電場(chǎng)，也有單獨(dú)存在的靜磁場(chǎng)，但不存在靜止的電磁場(chǎng)。
知識(shí)點(diǎn)二　電磁波
1．電磁波的產(chǎn)生：周期性變化的磁場(chǎng)周圍會(huì)產(chǎn)生周期性變化的電場(chǎng)，周期性變化的電場(chǎng)周圍也會(huì)產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng)。變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)相互聯(lián)系在一起，就會(huì)在空間形成一個(gè)統(tǒng)一的、不可分割的電磁場(chǎng)，這種在空間交替變化的電磁場(chǎng)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(zhì)。
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(dòng)形式傳播的一種電磁振動(dòng)。
4．科學(xué)研究：德國(guó)物理學(xué)家赫茲通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，從而證實(shí)了麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，為無線電技術(shù)的發(fā)展開拓了道路。
知識(shí)點(diǎn)三　電磁波譜
1．電磁波的波速c與波長(zhǎng)λ、頻率f的關(guān)系：c＝λf。
2．電磁波在真空中的速度：c＝3×108 m/s。
3．電磁波譜：按電磁波的波長(zhǎng)或頻率大小的順序把它們排列起來，形成電磁波譜。
電磁波譜組成
4. 電磁波的共性
(1)它們?cè)诒举|(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(duì)的意義。
(2)都遵守公式c＝λf，它們?cè)谡婵罩械膫鞑ニ俣榷际莄＝3.0×108 m/s。
(3)它們的傳播都不需要介質(zhì)。
5．不同電磁波的個(gè)性及其應(yīng)用
特點(diǎn) 應(yīng)用
無線電波 波動(dòng)性強(qiáng) 通訊、廣播、導(dǎo)航
紅外線 熱作用強(qiáng) 加熱、遙測(cè)、遙感
可見光 感光性強(qiáng) 照明、照相等
紫外線 化學(xué)作用熒光效應(yīng) 殺菌消毒、治療皮膚病等
X射線 穿透力強(qiáng) 檢查、探測(cè)、透視、治療
γ射線 穿透力最強(qiáng) 探測(cè)、治療
知識(shí)點(diǎn)四　電磁波的能量及電磁波通信
1．電磁波是一種物質(zhì)，而且具有能量。
2．應(yīng)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(lián)網(wǎng)的手機(jī)看電影、聊天、購(gòu)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(shí)現(xiàn)無線傳播。
電磁波為信息的傳遞插上了“翅膀”。廣播、電視、移動(dòng)通信等通信方式，使古代人“順風(fēng)耳、千里眼”的夢(mèng)想變成了現(xiàn)實(shí)。關(guān)于電磁波，下列說法正確的是（　　）
A．電磁波的傳播需要介質(zhì)
B．雷達(dá)是用γ射線來測(cè)定物體位置的設(shè)備
C．電磁波的波速c、波長(zhǎng)λ、頻率f的關(guān)系為c＝λf
D．遙控器發(fā)出的紅外線和醫(yī)院“CT”中的X射線的波長(zhǎng)相同
【解答】解：A．電磁波本身就是一種客觀存在的物質(zhì)，電磁波傳播不需要介質(zhì)，而機(jī)械波傳播需要介質(zhì)，故A錯(cuò)誤；
B．雷達(dá)是用微波，而不是γ射線來測(cè)定物體位置的設(shè)備，故B錯(cuò)誤；
C．電磁波的波速c、波長(zhǎng)λ、頻率f的關(guān)系為c＝λf，故C正確；
D．遙控器發(fā)出的紅外線的波長(zhǎng)一般是波長(zhǎng)是940nm，醫(yī)院“CT”中的X射線的波長(zhǎng)在0.001nm～0.1 nm之間，兩者的波長(zhǎng)不相同，故D錯(cuò)誤。
故選：C。
驗(yàn)鈔機(jī)發(fā)出的光能使鈔票上的熒光物質(zhì)發(fā)光，電視機(jī)遙控器發(fā)出的光能控制電視機(jī)的工作狀態(tài)。對(duì)于它們發(fā)出的光，以下判斷正確的是（　　）
A．它們發(fā)出的都是紅外線
B．它們發(fā)出的都是紫外線
C．驗(yàn)鈔機(jī)發(fā)出的是紅外線，遙控器發(fā)出的是紫外線
D．驗(yàn)鈔機(jī)發(fā)出的是紫外線，遙控器發(fā)出的是紅外線
【解答】解：根據(jù)驗(yàn)鈔機(jī)發(fā)出的光能使鈔票上的熒光物質(zhì)發(fā)光，所以驗(yàn)鈔機(jī)發(fā)出的是紫外線；紅外線可以用在電視機(jī)遙控器上，遙控器發(fā)出紅外線，可以實(shí)現(xiàn)無線遙控，方便人們的生活；故D正確，ABC錯(cuò)誤。
故選：D。
關(guān)于電磁理論，下列幾種說法正確的是（　　）
A．電磁波可以傳遞信息，也可以傳播能量
B．電場(chǎng)周圍總有磁場(chǎng)，磁場(chǎng)周圍總有電場(chǎng)
C．可見光不屬于電磁波
D．遙控器發(fā)出的紅外線的頻率比醫(yī)院CT中的X射線的頻率大
【解答】解：A．電磁波既可以傳遞信息，也可以傳播能量，故A正確；
B．根據(jù)麥克斯韋建立電磁場(chǎng)理論：變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，恒定的電場(chǎng)不會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，恒定的磁場(chǎng)不會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)，故B錯(cuò)誤；
C．可見光屬于電磁波，故C錯(cuò)誤；
D．根據(jù)電磁波頻率的大小關(guān)系判可知，紅外線的頻率比醫(yī)院CT中的X射線的頻率小，故D錯(cuò)誤。
故選：A。
近年來軍事行動(dòng)中，士兵都配帶“紅外夜視儀”，在夜間也能清楚地看清目標(biāo)，主要是因?yàn)椋ā　。?br/>A．“紅外夜視儀”發(fā)射出強(qiáng)大的紅外線，照射被視物體
B．一切物體均在不停地輻射紅外線
C．一切高溫物體均在不停地輻射紅外線
D．“紅外夜視儀”發(fā)射出X射線，被照射物體受到激發(fā)而發(fā)出紅外線
【解答】解：一切物體都在不停地向外輻射紅外線，不同物體輻射出來的紅外線不同，采用“紅外夜視儀”可以清楚地分辨出物體的形狀、大小和位置，不受白天和夜晚的影響，即可確認(rèn)出目標(biāo)從而采取有效的行動(dòng)。故B正確，ACD錯(cuò)誤。
故選：B。
2011年3月11日，日本發(fā)生里氏9.0級(jí)地震，地震和地震引發(fā)的海嘯造成大量建筑物倒塌．為了將埋在倒塌建筑中的被困者迅速解救出來，我們國(guó)家及時(shí)派出了救援隊(duì)．救援隊(duì)在救援過程中使用生命探測(cè)儀來尋找被壓在廢墟中的大量傷員，這種儀器主要是接收人體發(fā)出的（　　）
A．可見光 B．紅外線 C．紫外線 D．聲音
【解答】解：一切物體都能發(fā)射紅外線，不同溫度的物體發(fā)出的紅外線的頻率與強(qiáng)度不同，所以可知生命探測(cè)儀主要是接收人體發(fā)出的紅外線，便于用生命探測(cè)儀收集。
故選：B。
（多選）以下關(guān)于電磁波的說法中正確的是（　　）
A．只要電場(chǎng)或磁場(chǎng)發(fā)生變化，就能產(chǎn)生電磁波
B．電磁波傳播需要介質(zhì)
C．赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在
D．電磁波具有能量，電磁波的傳播是伴隨有能量向外傳遞的
【解答】解：A、如果電場(chǎng)（或磁場(chǎng)）是均勻變化的，產(chǎn)生的磁場(chǎng)（或電場(chǎng)）是穩(wěn)定的，就不能再產(chǎn)生新的電場(chǎng)（或磁場(chǎng)），也就不能產(chǎn)生電磁波，故A錯(cuò)誤；
B、電磁波不同于機(jī)械波，它的傳播不需要介質(zhì)，故B錯(cuò)誤；
C、根據(jù)物理學(xué)史可知，赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，故C正確；
D、電磁波具有能量，它的傳播是伴隨有能量傳遞的，故D正確。
故選：CD。
在自然界生態(tài)系統(tǒng)中，蛇與老鼠和其他生物通過營(yíng)養(yǎng)關(guān)系構(gòu)成生物鏈，在維持生態(tài)平衡方面發(fā)揮重要作用，蛇是老鼠的天敵，它是通過接收熱輻射來發(fā)現(xiàn)老鼠的，假設(shè)老鼠的體溫約37℃，它發(fā)出的最強(qiáng)的熱輻射的波長(zhǎng)為λ（m），根據(jù)熱輻射理論，λ（m）與輻射源的絕對(duì)溫度的關(guān)系近似為Τλ＝2.90×10﹣3m K．老鼠發(fā)出最強(qiáng)的熱輻射的波長(zhǎng)為（　　）
A．7.9×10﹣5m B．9.4×10﹣6m
C．1.16×10﹣4m D．9.7×10﹣8m
【解答】解：由題意λm T＝2.90×10﹣3m K
則有：λm9.4×10﹣6m，故B正確，ACD錯(cuò)誤；
故選：B。
（多選）新冠病毒疫情期間，醫(yī)用的額溫槍被我們熟悉。因?yàn)槠淇焖贉y(cè)溫、無接觸測(cè)溫的特點(diǎn)，在醫(yī)院、機(jī)場(chǎng)、火車站、小區(qū)、海關(guān)等地方被廣泛使用。額溫槍，學(xué)名是“紅外線測(cè)溫儀”或者“紅外線輻射測(cè)溫儀”，據(jù)了解，測(cè)溫原理中最關(guān)鍵的是從“電磁波信息”到“溫度信息”的這一轉(zhuǎn)換過程，和黑體輻射有關(guān)。下列有關(guān)說法正確的是（　　）
A．額溫槍掃人的頭部，對(duì)人體有輻射傷害
B．額溫槍接收人體輻射的電磁波，推測(cè)其重要結(jié)構(gòu)為紅外接收傳感器
C．黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布除了與溫度有關(guān)，還與黑體的材料有關(guān)
D．輻射的能量是不連續(xù)的
【解答】解：A、額溫槍能測(cè)溫度是因?yàn)闇囟炔煌娜梭w輻射的紅外線強(qiáng)弱不同，它接收的是人體發(fā)出的紅外線，對(duì)人體沒有任何傷害，故A錯(cuò)誤；
B、額溫槍接收人體輻射的電磁波，測(cè)溫原理是從“電磁波信息”到“溫度信息”的轉(zhuǎn)換過程，所以推測(cè)其重要結(jié)構(gòu)為紅外接收傳感器，故B正確；
C、黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)分布只與黑體的溫度有關(guān)，與材料無關(guān)，故C錯(cuò)誤；
D、普朗克提出的能量不連續(xù)的觀點(diǎn)，即熱輻射是一份一份的、不連續(xù)的，故D正確。
故選：BD。
（多選）某空間出現(xiàn)了如圖所示的一組閉合的電場(chǎng)線，這可能是（　　）
A．沿AB方向磁場(chǎng)的迅速減弱
B．沿AB方向磁場(chǎng)的迅速增強(qiáng)
C．沿BA方向磁場(chǎng)的迅速增強(qiáng)
D．沿BA方向磁場(chǎng)的迅速減弱
【解答】解：根據(jù)安培定則可知感應(yīng)電場(chǎng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向豎直向下，根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論可知磁場(chǎng)一定變化的。
若有沿AB方向上的磁場(chǎng)，與感應(yīng)磁場(chǎng)方向相同，則磁場(chǎng)正逐漸減弱；若有沿BA方向的磁場(chǎng)，與感應(yīng)磁場(chǎng)方向相反，則磁場(chǎng)正逐漸增強(qiáng)，故AC正確，BD錯(cuò)誤。
故選：AC。
下列關(guān)于光和無線電波的說法中正確的是（　　）
A．光和無線電波在真空中的傳播速度相同
B．光和無線電波在任何介質(zhì)中的傳播速度都是相同的
C．光不是電磁波，無線電波是電磁波
D．光可以反射，無線電波不會(huì)反射
【解答】解：A、光和無線電波都是電磁波，在真空中的傳播速度與光速相同；故A正確；C錯(cuò)誤；
B、不同的電磁波在不同介質(zhì)中的傳播速度與其頻率有關(guān)；故光和無線電波在介質(zhì)中的傳播速度不相同；故B錯(cuò)誤；
D、光和電磁波均可以發(fā)生反射、折射等現(xiàn)象；故D錯(cuò)誤；
故選：A。
（多選）關(guān)于太陽(yáng)光譜，下列說法正確的是（　　）
A．太陽(yáng)光譜是吸收光譜
B．太陽(yáng)光譜中的暗線，是太陽(yáng)光經(jīng)過太陽(yáng)大氣層時(shí)某些特定頻率的光被吸收后而產(chǎn)生的
C．根據(jù)太陽(yáng)光譜中的暗線，可以分析太陽(yáng)的物質(zhì)組成
D．根據(jù)太陽(yáng)光譜中的暗線，可以分析地球大氣層中含有哪些元素
【解答】解：太陽(yáng)光譜是吸收光譜，其中的暗線，是太陽(yáng)光經(jīng)過太陽(yáng)大氣層時(shí)某些特定頻率的光被吸收后而產(chǎn)生的，說明太陽(yáng)大氣中存在與這些暗線相對(duì)應(yīng)的元素。故AB正確，CD錯(cuò)誤；
故選：AB。
殲﹣20隱形戰(zhàn)斗機(jī)的橫空出世，極大增強(qiáng)了我國(guó)的國(guó)防力量。其隱形的基本原理是機(jī)身通過結(jié)構(gòu)或者涂料的技術(shù)，使得偵測(cè)雷達(dá)發(fā)出的電磁波出現(xiàn)漫反射，或被特殊涂料吸收，從而避過雷達(dá)的偵測(cè)。已知目前雷達(dá)發(fā)射的電磁波頻率在200MHz至1000MHz的范圍內(nèi)。下列說法正確的是（　　）
A．隱形戰(zhàn)斗機(jī)具有“隱身”的功能，是巧妙地利用了雷達(dá)波的衍射能力
B．雷達(dá)發(fā)射的電磁波是由恒定不變的電場(chǎng)或磁場(chǎng)產(chǎn)生的
C．雷達(dá)發(fā)射的電磁波在真空中的波長(zhǎng)范圍在0.3m至1.5m之間
D．雷達(dá)發(fā)射的電磁波可能是縱波也可能是橫波
【解答】解：A、隱形戰(zhàn)斗機(jī)具有“隱身”的功能，隱形的基本原理是機(jī)身通過結(jié)構(gòu)或者涂料的技術(shù)，使得偵測(cè)雷達(dá)發(fā)出的電磁波出現(xiàn)漫反射，或被特殊涂料吸收，從而避過雷達(dá)的偵測(cè)，故A錯(cuò)誤；
B、雷達(dá)發(fā)射的電磁波是由有周期性變化的電場(chǎng)或者磁場(chǎng)產(chǎn)生的，恒定不變的電場(chǎng)或磁場(chǎng)不能產(chǎn)生電磁波，故B錯(cuò)誤；
C、雷達(dá)發(fā)射的電磁波頻率在200MHz至1000MHz的范圍內(nèi)，根據(jù)公式v＝λf：
當(dāng)f1＝200MHz時(shí)，λ11.5m
當(dāng)f2＝1000MHz時(shí)，λ20.3m
故電磁波在真空中的波長(zhǎng)范圍在0.3m至1.5m之間，故C正確；
D、電磁波都是橫波，故D錯(cuò)誤；
故選：C。
廈門廣播電臺(tái)發(fā)射“中波”段某套節(jié)目的訊號(hào)、家用微波爐中的微波、VCD機(jī)中的激光（可見光）、人體透視用的X光，都是電磁波，它們的頻率分別為f1，f2，f3，f4，則（　　）
A．f1＞f2＞f3＞f4 B．f1＜f2＜f3＜f4
C．f1＜f3＜f2＜f4 D．f1＜f2＜f4＜f3
【解答】解：電磁波的頻率從小到大的順序?yàn)椋簾o線電波，微波，紅外線，可見光，紫外線，χ射線，γ射線，所以f1＜f2＜f3＜f故選項(xiàng)B正確，其他選項(xiàng)錯(cuò)誤。
故選：B。
（多選）在下列說法中符合實(shí)際的是（　　）
A．醫(yī)院里常用X射線對(duì)病房和手術(shù)室消毒
B．醫(yī)院里常用紫外線對(duì)病房和手術(shù)室消毒
C．在人造衛(wèi)星上對(duì)地球進(jìn)行拍攝是利用紫外線有較好的分辨能力
D．在人造衛(wèi)星上對(duì)地球進(jìn)行拍攝是利用紅外線有較好的穿透云霧煙塵的能力
【解答】解：A、X射線的穿透性很強(qiáng)，能量大，而紫外線能殺菌，所以醫(yī)院里常用紫外線對(duì)病房和手術(shù)室消毒，故A錯(cuò)誤，B正確；
C、紅外線的熱作用很強(qiáng)，有較好的穿透云霧煙塵的能力，可以制成熱譜儀、紅外線夜視儀等等，所以在人造衛(wèi)星上對(duì)地球進(jìn)行拍攝是利用紅外線有較好的穿透云霧煙塵的能力，故C錯(cuò)誤，D正確。
故選：BD。
某居住地A位于某山脈的一邊，山脈的另一邊P處建有一無線電波發(fā)射站，如圖所示．該發(fā)射站可發(fā)送頻率為400kHz的中波和頻率為400MHz的微波，已知無線電波在空氣中的傳播速度都為3×108m/s，求：
（1）該中波和微波的波長(zhǎng)各是多少；
（2）發(fā)射站發(fā)出的電磁波是經(jīng)過干涉還是衍射后到達(dá)居住地A處；
（3）若兩種波的接收效果不同，請(qǐng)說明哪一種波的接收效果更好？為什么？
【解答】解：（1）波長(zhǎng)、波速、頻率之間的關(guān)系，即：c＝λf，可得
則有中波的波長(zhǎng)
而微波的波長(zhǎng)
（2）發(fā)射站發(fā)出的電磁波是經(jīng)過衍射后到達(dá)居住地A處，若是干涉則必須頻率相同，明顯不可能是干涉現(xiàn)象．
所以電磁波是經(jīng)過波的衍射后繞過高山，到達(dá)居住地A處．
（3）要發(fā)生明顯的波衍射現(xiàn)象，則波長(zhǎng)必須與阻礙物尺寸差不比，所以兩種波的接收效果明顯不同，波長(zhǎng)越長(zhǎng)的波接收效果更好．因此中波接收效果更好13.4 電磁波的發(fā)現(xiàn)及其應(yīng)用
1.了解麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的主要觀點(diǎn),知道電磁波的概念及通過電磁波體會(huì)電磁場(chǎng)的物質(zhì)性。 2.認(rèn)識(shí)電磁波譜。 3.了解電磁波譜中各波段的波的特征及它們?cè)诳萍肌⒔?jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展中的作用。 4.知道電磁波是一種物質(zhì),具有能量。
知識(shí)點(diǎn)一　電磁場(chǎng)
1．麥克斯韋電磁場(chǎng)理論
(1)變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)。
(2)變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)。
【關(guān)鍵點(diǎn)撥】
1.麥克斯韋電磁場(chǎng)理論要點(diǎn)的理解
(1)變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)
在變化的磁場(chǎng)中放一個(gè)閉合電路，電路里會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，其實(shí)質(zhì)是變化的磁場(chǎng)在它周圍產(chǎn)生了電場(chǎng)，電路中的自由電荷在電場(chǎng)力作用下做定向運(yùn)動(dòng)，形成了感應(yīng)電流，即使在變化的磁場(chǎng)周圍沒有閉合電路同樣也可以產(chǎn)生電場(chǎng)，如圖所示。
(2)變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)
既然變化的磁場(chǎng)能夠產(chǎn)生電場(chǎng)，麥克斯韋確信自然規(guī)律的統(tǒng)一性與和諧性，相信電場(chǎng)與磁場(chǎng)的對(duì)稱之美，大膽地假設(shè)：變化的電場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，在給電容器充電的時(shí)候，不僅導(dǎo)體中的電流要產(chǎn)生磁場(chǎng)，而且在電容器兩極板間變化著的電場(chǎng)周圍也要產(chǎn)生磁場(chǎng)，如圖所示。
2. 對(duì)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論中“變化”的理解
如何變化 電場(chǎng) 磁場(chǎng)
恒定 恒定的電場(chǎng)不產(chǎn)生磁場(chǎng) 恒定的磁場(chǎng)不產(chǎn)生電場(chǎng)
均勻變化 均勻變化的電場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng) 均勻變化的磁場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)
非均勻變化 非均勻變化的電場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生變化的磁場(chǎng) 非均勻變化的磁場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生變化的電場(chǎng)
周期性變化 周期性變化的電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率周期性變化的磁場(chǎng) 周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率周期性變化的電場(chǎng)
2．電磁場(chǎng)：變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)總是相互聯(lián)系的，形成一個(gè)不可分割的統(tǒng)一的電磁場(chǎng)。
【溫馨提示】 (1)電場(chǎng)和磁場(chǎng)在空間形成不可分割的統(tǒng)一體。
(2)電磁場(chǎng)具有運(yùn)動(dòng)質(zhì)量、能量以及與其他物質(zhì)相互作用的屬性，電磁場(chǎng)具有物質(zhì)性，是物質(zhì)存在的基本形態(tài)之一。
(3)有單獨(dú)存在的靜電場(chǎng)，也有單獨(dú)存在的靜磁場(chǎng)，但不存在靜止的電磁場(chǎng)。
知識(shí)點(diǎn)二　電磁波
1．電磁波的產(chǎn)生：周期性變化的磁場(chǎng)周圍會(huì)產(chǎn)生周期性變化的電場(chǎng)，周期性變化的電場(chǎng)周圍也會(huì)產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng)。變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)相互聯(lián)系在一起，就會(huì)在空間形成一個(gè)統(tǒng)一的、不可分割的電磁場(chǎng)，這種在空間交替變化的電磁場(chǎng)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(zhì)。
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(dòng)形式傳播的一種電磁振動(dòng)。
4．科學(xué)研究：德國(guó)物理學(xué)家赫茲通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，從而證實(shí)了麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，為無線電技術(shù)的發(fā)展開拓了道路。
知識(shí)點(diǎn)三　電磁波譜
1．電磁波的波速c與波長(zhǎng)λ、頻率f的關(guān)系：c＝λf。
2．電磁波在真空中的速度：c＝3×108 m/s。
3．電磁波譜：按電磁波的波長(zhǎng)或頻率大小的順序把它們排列起來，形成電磁波譜。
電磁波譜組成
4. 電磁波的共性
(1)它們?cè)诒举|(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(duì)的意義。
(2)都遵守公式c＝λf，它們?cè)谡婵罩械膫鞑ニ俣榷际莄＝3.0×108 m/s。
(3)它們的傳播都不需要介質(zhì)。
5．不同電磁波的個(gè)性及其應(yīng)用
特點(diǎn) 應(yīng)用
無線電波 波動(dòng)性強(qiáng) 通訊、廣播、導(dǎo)航
紅外線 熱作用強(qiáng) 加熱、遙測(cè)、遙感
可見光 感光性強(qiáng) 照明、照相等
紫外線 化學(xué)作用熒光效應(yīng) 殺菌消毒、治療皮膚病等
X射線 穿透力強(qiáng) 檢查、探測(cè)、透視、治療
γ射線 穿透力最強(qiáng) 探測(cè)、治療
知識(shí)點(diǎn)四　電磁波的能量及電磁波通信
1．電磁波是一種物質(zhì)，而且具有能量。
2．應(yīng)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(lián)網(wǎng)的手機(jī)看電影、聊天、購(gòu)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(shí)現(xiàn)無線傳播。
電磁波為信息的傳遞插上了“翅膀”。廣播、電視、移動(dòng)通信等通信方式，使古代人“順風(fēng)耳、千里眼”的夢(mèng)想變成了現(xiàn)實(shí)。關(guān)于電磁波，下列說法正確的是（　　）
A．電磁波的傳播需要介質(zhì)
B．雷達(dá)是用γ射線來測(cè)定物體位置的設(shè)備
C．電磁波的波速c、波長(zhǎng)λ、頻率f的關(guān)系為c＝λf
D．遙控器發(fā)出的紅外線和醫(yī)院“CT”中的X射線的波長(zhǎng)相同
驗(yàn)鈔機(jī)發(fā)出的光能使鈔票上的熒光物質(zhì)發(fā)光，電視機(jī)遙控器發(fā)出的光能控制電視機(jī)的工作狀態(tài)。對(duì)于它們發(fā)出的光，以下判斷正確的是（　　）
A．它們發(fā)出的都是紅外線
B．它們發(fā)出的都是紫外線
C．驗(yàn)鈔機(jī)發(fā)出的是紅外線，遙控器發(fā)出的是紫外線
D．驗(yàn)鈔機(jī)發(fā)出的是紫外線，遙控器發(fā)出的是紅外線
關(guān)于電磁理論，下列幾種說法正確的是（　　）
A．電磁波可以傳遞信息，也可以傳播能量
B．電場(chǎng)周圍總有磁場(chǎng)，磁場(chǎng)周圍總有電場(chǎng)
C．可見光不屬于電磁波
D．遙控器發(fā)出的紅外線的頻率比醫(yī)院CT中的X射線的頻率大
近年來軍事行動(dòng)中，士兵都配帶“紅外夜視儀”，在夜間也能清楚地看清目標(biāo)，主要是因?yàn)椋ā　。?br/>A．“紅外夜視儀”發(fā)射出強(qiáng)大的紅外線，照射被視物體
B．一切物體均在不停地輻射紅外線
C．一切高溫物體均在不停地輻射紅外線
D．“紅外夜視儀”發(fā)射出X射線，被照射物體受到激發(fā)而發(fā)出紅外線
2011年3月11日，日本發(fā)生里氏9.0級(jí)地震，地震和地震引發(fā)的海嘯造成大量建筑物倒塌．為了將埋在倒塌建筑中的被困者迅速解救出來，我們國(guó)家及時(shí)派出了救援隊(duì)．救援隊(duì)在救援過程中使用生命探測(cè)儀來尋找被壓在廢墟中的大量傷員，這種儀器主要是接收人體發(fā)出的（　　）
A．可見光 B．紅外線 C．紫外線 D．聲音
（多選）以下關(guān)于電磁波的說法中正確的是（　　）
A．只要電場(chǎng)或磁場(chǎng)發(fā)生變化，就能產(chǎn)生電磁波
B．電磁波傳播需要介質(zhì)
C．赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在
D．電磁波具有能量，電磁波的傳播是伴隨有能量向外傳遞的
在自然界生態(tài)系統(tǒng)中，蛇與老鼠和其他生物通過營(yíng)養(yǎng)關(guān)系構(gòu)成生物鏈，在維持生態(tài)平衡方面發(fā)揮重要作用，蛇是老鼠的天敵，它是通過接收熱輻射來發(fā)現(xiàn)老鼠的，假設(shè)老鼠的體溫約37℃，它發(fā)出的最強(qiáng)的熱輻射的波長(zhǎng)為λ（m），根據(jù)熱輻射理論，λ（m）與輻射源的絕對(duì)溫度的關(guān)系近似為Τλ＝2.90×10﹣3m K．老鼠發(fā)出最強(qiáng)的熱輻射的波長(zhǎng)為（　　）
A．7.9×10﹣5m B．9.4×10﹣6m
C．1.16×10﹣4m D．9.7×10﹣8m
（多選）新冠病毒疫情期間，醫(yī)用的額溫槍被我們熟悉。因?yàn)槠淇焖贉y(cè)溫、無接觸測(cè)溫的特點(diǎn)，在醫(yī)院、機(jī)場(chǎng)、火車站、小區(qū)、海關(guān)等地方被廣泛使用。額溫槍，學(xué)名是“紅外線測(cè)溫儀”或者“紅外線輻射測(cè)溫儀”，據(jù)了解，測(cè)溫原理中最關(guān)鍵的是從“電磁波信息”到“溫度信息”的這一轉(zhuǎn)換過程，和黑體輻射有關(guān)。下列有關(guān)說法正確的是（　　）
A．額溫槍掃人的頭部，對(duì)人體有輻射傷害
B．額溫槍接收人體輻射的電磁波，推測(cè)其重要結(jié)構(gòu)為紅外接收傳感器
C．黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布除了與溫度有關(guān)，還與黑體的材料有關(guān)
D．輻射的能量是不連續(xù)的
（多選）某空間出現(xiàn)了如圖所示的一組閉合的電場(chǎng)線，這可能是（　　）
A．沿AB方向磁場(chǎng)的迅速減弱
B．沿AB方向磁場(chǎng)的迅速增強(qiáng)
C．沿BA方向磁場(chǎng)的迅速增強(qiáng)
D．沿BA方向磁場(chǎng)的迅速減弱
下列關(guān)于光和無線電波的說法中正確的是（　　）
A．光和無線電波在真空中的傳播速度相同
B．光和無線電波在任何介質(zhì)中的傳播速度都是相同的
C．光不是電磁波，無線電波是電磁波
D．光可以反射，無線電波不會(huì)反射
（多選）關(guān)于太陽(yáng)光譜，下列說法正確的是（　　）
A．太陽(yáng)光譜是吸收光譜
B．太陽(yáng)光譜中的暗線，是太陽(yáng)光經(jīng)過太陽(yáng)大氣層時(shí)某些特定頻率的光被吸收后而產(chǎn)生的
C．根據(jù)太陽(yáng)光譜中的暗線，可以分析太陽(yáng)的物質(zhì)組成
D．根據(jù)太陽(yáng)光譜中的暗線，可以分析地球大氣層中含有哪些元素
殲﹣20隱形戰(zhàn)斗機(jī)的橫空出世，極大增強(qiáng)了我國(guó)的國(guó)防力量。其隱形的基本原理是機(jī)身通過結(jié)構(gòu)或者涂料的技術(shù)，使得偵測(cè)雷達(dá)發(fā)出的電磁波出現(xiàn)漫反射，或被特殊涂料吸收，從而避過雷達(dá)的偵測(cè)。已知目前雷達(dá)發(fā)射的電磁波頻率在200MHz至1000MHz的范圍內(nèi)。下列說法正確的是（　　）
A．隱形戰(zhàn)斗機(jī)具有“隱身”的功能，是巧妙地利用了雷達(dá)波的衍射能力
B．雷達(dá)發(fā)射的電磁波是由恒定不變的電場(chǎng)或磁場(chǎng)產(chǎn)生的
C．雷達(dá)發(fā)射的電磁波在真空中的波長(zhǎng)范圍在0.3m至1.5m之間
D．雷達(dá)發(fā)射的電磁波可能是縱波也可能是橫波
廈門廣播電臺(tái)發(fā)射“中波”段某套節(jié)目的訊號(hào)、家用微波爐中的微波、VCD機(jī)中的激光（可見光）、人體透視用的X光，都是電磁波，它們的頻率分別為f1，f2，f3，f4，則（　　）
A．f1＞f2＞f3＞f4 B．f1＜f2＜f3＜f4
C．f1＜f3＜f2＜f4 D．f1＜f2＜f4＜f3
（多選）在下列說法中符合實(shí)際的是（　　）
A．醫(yī)院里常用X射線對(duì)病房和手術(shù)室消毒
B．醫(yī)院里常用紫外線對(duì)病房和手術(shù)室消毒
C．在人造衛(wèi)星上對(duì)地球進(jìn)行拍攝是利用紫外線有較好的分辨能力
D．在人造衛(wèi)星上對(duì)地球進(jìn)行拍攝是利用紅外線有較好的穿透云霧煙塵的能力
某居住地A位于某山脈的一邊，山脈的另一邊P處建有一無線電波發(fā)射站，如圖所示．該發(fā)射站可發(fā)送頻率為400kHz的中波和頻率為400MHz的微波，已知無線電波在空氣中的傳播速度都為3×108m/s，求：
（1）該中波和微波的波長(zhǎng)各是多少；
（2）發(fā)射站發(fā)出的電磁波是經(jīng)過干涉還是衍射后到達(dá)居住地A處；
（3）若兩種波的接收效果不同，請(qǐng)說明哪一種波的接收效果更好？為什么？

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