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(共28張PPT)
第十三章 電磁感應與電磁波初步
第四節 電磁波的發現及應用
目 錄/
1.
學習目標
2.
情景導入
3.
新課講解
4.
小試牛刀
5.
課堂小結
PART 01
學習目標
學習目標
1.了解麥克斯韋電磁場理論，知道電磁場的概念
2.知道電磁波的特點，掌握電磁波波長、頻率、波速之間的關系
3.知道電磁波譜中各種電磁波的排列順序，了解各種電磁波的應用，了解電磁波的能量
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
PART 02
情境導入
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
1895年，馬可尼利用電磁波成功實現了無線電通信，揭開了人類通信史上的新篇章？
今天Wi-Fi、5G等新的通信方式的出現又帶來了電磁波應用的技術性革命
電磁波的應用如此廣泛，那么最初電磁波是如何被發現的呢？
PART 03
新課講解
電磁場
庫侖
安培
奧斯特
法拉第
法拉第發現電磁感應的那年，一位科學巨星在英國愛丁堡誕生了，他就是——麥克斯韋。
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
詹姆斯·克拉克·麥克斯韋（James Clerk Maxwell），英國著名物理學家、數學家。除了奠定電磁理論、開創經典電動力學之外，他還是統計物理學的奠基人之一。
因為公式太復雜，人們更多地選擇記住了牛頓和愛因斯坦
與牛爵爺、愛神平起平坐的麥克斯韋
光是按電磁波規律傳播的一種電磁振蕩——光是一種電磁波
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
麥克斯韋電磁場理論
↑
E
B
變化的磁場產生電場
變化的電場產生磁場
電磁場：變化的電場和磁場所形成的不可分割的統一體
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
電磁波
變化的電場和磁場交替產生
由近及遠地向周圍傳播
變化
的電場
變化
的磁場
變化
的電場
周期性變化的
電場和磁場
空間可能存在電磁波
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
捕捉電磁波
1886年，赫茲通過實驗捕提到了電磁波，證實了麥克斯韋的電磁場理論，為無線電技術的發展開拓了道路。
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
聲波
水波
空氣、水，是聲波和水波傳播的介質。那么電磁波需要介質才能傳播嘛？
電磁波可以在真空中傳播
不需要介質
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
捕捉電磁波
1）電磁波是橫波
2）電磁波的傳播不需要介質，
真空中傳播速度最大，
c = 3.0×108 m/s
3）電磁波可以脫離“波源”獨立存在
4）頻率越高，波速越小
5）電磁波具有波的
共性，滿足
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
(1)概念：按電磁波的波長或頻率大小的順序把它們排列起來，就是電磁波譜。
(2)各種電磁波按波長由大到小排列順序為：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線。
電磁波譜
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
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種類 波長范圍 特性 應用
無線電波 大于1 mm 波動能力強 通信、廣播、射電望遠鏡
紅外線 760～106 nm 熱作用強 烘干、紅外遙感、測溫、夜視儀
可見光 400～760 nm 感光性強 照明、照相
紫外線 10～400 nm 化學作用、熒光作用 消毒、熒光效應、促使人體合成維生素D
X射線 0.001～10 nm 較強的穿透能力 透視人體、檢查金屬零件的質量
γ射線 小于10－3 nm 穿透能力最強 醫學上的γ刀技術、探測金屬內部的缺陷
不同波段的電磁波
學習目標
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小試牛刀
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(1)電磁波是物質存在的一種特殊形式，是客觀存在的。
(2)電磁波具有能量
從場的觀點來看，電場具有電場能，磁場具有磁場能，電磁場具有電磁能，電磁波發射的過程就是輻射能量的過程，電磁波在空間傳播，電磁能就隨之一起傳播。
電磁波的能量
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
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光纜傳輸、電視、雷達、移動電話、因特網
電磁波的應用
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
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PART 04
小試牛刀
學習目標
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1.關于電磁波，下列說法中正確的是( )
A.變化的電場一定在周圍空間產生變化的磁場
B.麥克斯韋首先預言了電磁波的存在，赫茲最先用實驗證實了電磁波的存在
C.電磁波和機械波都依賴于介質才能傳播
D.各種頻率的電磁波在真空中以不同的速度來傳播
B
學習目標
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小試牛刀
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答案：B
解析：A.變化的電場一定在周圍空間產生磁場，周期性變化的電場才會在周圍空間產生變化的磁場，選項A錯誤；
B.麥克斯韋首先預言了電磁波的存在，赫茲最先用實驗證實了電磁波的存在，選項B正確；
C.電磁波可以在真空中傳播，選項C錯誤；
D.各種頻率的電磁波在真空中傳播的速度相同等于光速，選項D錯誤。
學習目標
情境導入
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小試牛刀
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2.（多選）使用藍牙耳機接聽手機來電，其信號傳輸的示意圖如圖所示，已知可見光的頻率范圍是： ，則藍牙通信的電磁波( )
A.是藍光
B.波長比手機通信的電磁波短
C.在真空中的傳播速度大小為
D.在真空中的傳播速度比可見光傳播的速度小
BC
學習目標
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答案：BC
解析：A.由題意可得，藍牙通信的電磁波頻率小于可見光頻率，故不可能是藍光，故A錯誤；
B.由圖可知，藍牙通信的電磁波比手機通信的電磁波頻率大，由
可知，頻率越大，波長越短，故藍牙通信的電磁波波長比手機通信的電磁波短，故B正確；
CD.在真空中電磁波（包括可見光）的傳播速度大小均為
，故C正確，D錯誤。
學習目標
情境導入
新課講解
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3.（多選）為防范和打擊利用無線電技術手段進行考試作弊行為，確保2023年普通高考公平順利進行，各市無線電管理處周密部署，多措并舉，全力以赴確保高考期間無線電安全.關于電磁波的特性，下列說法正確的是( )
A.紅外線波長短，分辨率高，偵察上可用紅外線拍攝指紋照片
B.X射線可用于進行人體透視
C.雷達發出或接收的電磁波受天氣影響，在濃霧天能見度低的黑夜不能使用
D.空間站上對地球進行拍攝是利用紅外線有較好的穿透云霧煙塵的能力
BD
學習目標
情境導入
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小試牛刀
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答案：BD
解析：偵察上用紫外線拍攝指紋照片，因為紫外線波長短，分辨率高，選項A錯誤；X射線有較強的穿透能力，用來進行人體透視，選項B正確；電磁波的使用不受天氣影響，故雷達在能見度低的黑夜一樣使用，選項C錯誤；紅外線的熱作用很強，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，所以在空間站上對地球進行拍攝是利用紅外線有較好的穿透云霧煙塵的能力，選項D正確。
PART 05
課堂小結
學習目標
情境導入
新課講解
小試牛刀
課堂小結
電磁波的發現
及應用
一、電磁場
二、電磁波
三、電磁波譜
變化的電場產生磁場
變化的磁場產生電場
麥克斯韋提出電磁波理論
波速＝波長×頻率
變化的電場和磁場相互激發，向外傳播形成電磁波
赫茲通過實驗捕捉到電磁波
四、電磁波的能量 電磁波通信
電磁波的能量
電磁波通信
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