人教版 (2019)必修 第三册4 电磁波的发现及应用说课ppt课件

这是一份人教版 (2019)必修 第三册4 电磁波的发现及应用说课ppt课件，共31页。PPT课件主要包含了课前自主学习，感应电流，交替产生，电磁波，红外线，可见光，X射线，γ射线，电磁能，课堂合作探究等内容，欢迎下载使用。

1.电磁波的发现:(1)麦克斯韦的电磁场理论:
①变化的磁场产生电场。实验基础:如图所示,在变化的磁场中放一个闭合电路,电路里就会产生_________。麦克斯韦对该问题的见解:回路里有_________产生,一定是变化的磁场产生了_____,自由电荷在电场的作用下发生了定向移动。该现象的实质:变化的磁场产生了_____。②变化的电场产生磁场。麦克斯韦大胆地假设,既然变化的磁场能产生电场,那么变化的电场也会在空间产生_____。
(2)电磁波的产生:如果在空间某区域中有周期性变化的电场,那么,这个变化的电场就在它周围空间产生周期性变化的_____,这个变化的磁场又在它周围空间产生新的周期性变化的_____……可见,变化的电场和变化的磁场_________,由近及远地向周围传播,形成_______。
(3)电磁波的特点:①电磁波中的电场强度与磁感应强度互相_____,而且二者均与波的传播方向_____,所以电磁波是_____。②电磁波的速度等于_____,光的本质是_______。(4)1888年,_____通过实验证实了电磁波的存在,证实了麦克斯韦的电磁场理论,为无线电技术的发展开拓了道路。
2.电磁波谱:(1)电磁波谱:按电磁波的_____或_____大小的顺序把它们排列成谱。(2)按波长从长到短依次为:无线电波、_______、_______、紫外线、______、_______。(3)电磁波传递能量:从场的观点来看电场具有电能,磁场具有磁能,电磁场具有_______。电磁波的发射过程就是辐射_____的过程。电磁波在空间传播,_______就随着一起传播。
主题一 　电磁波的发现任务1 伟大的预言【问题探究】(1)在电场周围一定产生磁场吗?提示:不一定。变化的电场周围一定产生磁场,不变化的电场周围不产生磁场。(2)变化的磁场一定产生变化的电场吗?提示:不一定。均匀变化的磁场产生恒定的电场,非均匀变化的磁场产生变化的电场。
(3)麦克斯韦提出“变化的磁场产生电场”“变化的电场产生磁场”的依据是什么?提示:麦克斯韦是在法拉第电磁感应现象的基础上提出“变化的磁场产生电场”的假设。“变化的电场产生磁场”是他相信自然规律和谐统一而假设的,他相信磁场和电场有对称之美。他认为:既然变化的磁场能够在空间产生电场,那么变化的电场也能够在空间产生磁场。(4)麦克斯韦关于电磁场理论的主要论点是什么?提示:麦克斯韦关于电磁场理论的两大论点:①变化的磁场产生电场;②变化的电场产生磁场。
任务2 电磁波的特点【问题探究】(1)电磁波是如何产生的?提示:根据两个基本点,麦克斯韦进一步推断:如果在空间某处有变化的电场,那么这个变化的电场就在空间产生变化的磁场;这个变化的磁场又会引起新的变化的电场,如此下去,变化的电场和磁场交替产生,从而形成由近至远传播的电磁波。
(2)电场和磁场同时存在的空间就是电磁场吗?提示:不是。周期性变化的电场产生周期性变化的磁场,而周期性变化的磁场又产生周期性变化的电场,二者形成不可分割的统一体。
【结论生成】1.麦克斯韦电磁场理论:(1)变化的磁场周围产生电场,这是一种普遍存在的现象,跟闭合电路是否存在无关。(2)在变化的磁场中所产生的电场的电场线是闭合的,而静电场中的电场线是不闭合的。(3)有单独存在的静电场,也有单独存在的静磁场,但没有静止的电磁场。
2.电磁波与机械波的区别:(1)电磁波是横波,机械波有横波和纵波两类。(2)电磁波的速度(在真空中等于光速)远大于机械波的波速(例如,空气中的声速在常温下只有340 m/s)。(3)电磁波的传播不需要介质(在真空中也能传播),机械波的传播必须有介质。(4)电磁波向外传播的是电磁能,机械波传播的是机械能。
【典例示范】关于电磁场理论,下列说法中正确的是(　　)A.在电场周围一定产生磁场,磁场周围一定产生电场B.在变化的电场周围一定产生变化的磁场,变化的磁场周围一定产生变化的电场C.均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场D.周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场【解析】选D。根据麦克斯韦的电磁场理论,只有变化的电场才产生磁场,均匀变化的电场产生恒定的磁场,非均匀变化的电场产生变化的磁场。周期性变化的电场产生同频率变化的磁场。
【素养训练】(多选)梳子在梳头后带上电荷,摇动这把梳子会在空中产生电磁波。该电磁波(　　)A.是由于电荷运动产生的B.不能在真空中传播C.只能沿着梳子摇动的方向传播D.在空气中的传播速度约为3×108 m/s
【解析】选A、D。梳子带电后,摇动梳子,电荷发生移动形成电流,电流产生磁场从而形成电磁波,选项A正确;电磁波的传播不需要介质,可以在真空中传播,选项B错误;电磁波产生后,可以沿任意方向传播,选项C错误;电磁波的传播速度等于光速,在空气中的传播速度约为3×108 m/s,选项D正确。
【补偿训练】下列四个选项中的四种磁场变化情况,能产生如图所示电场的是(　　) 【解析】选B。由麦克斯韦电磁场理论知:均匀变化的磁场才能产生稳定的电场,选项B正确。
主题二 电磁波谱任务1 电磁波谱、无线电波【生活情境】
【问题探究】(1)按电磁波的波长从长到短分布的电磁波谱是怎样的?提示:按电磁波的波长从长到短分布的电磁波谱是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线。(2)简述电磁波谱中各类不同电磁波的特性与应用。提示:无线电波波动性强,主要用于无线通讯;红外线热效应显著,衍射性强,主要用于加热、高空摄影、红外遥感等;可见光引起视觉产生色彩效应,用于照明等;紫外线化学、生理作用显著,能产生荧光效应,用于日光灯、杀菌消毒等;X射线、γ射线穿透本领强,用于医疗探伤等。
任务2 红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线、电磁波传递能量【问题探究】(1)天空为什么是亮的,看起来是蓝色的,傍晚的阳光却比较红?提示:由于大气把阳光向四面八方散射,所以看到天空是亮的。在没有大气的太空,即使太阳高悬在空中,它周围的天空也是黑暗的。由于波长较短的光比波长较长的光更容易被大气散射,所以天空看起来是蓝色的。大气对波长较短的光吸收能力比较强,傍晚的阳光在穿过厚厚的大气层时,蓝光、紫光大部分被吸收掉了,剩下红光、橙光通过大气射入我们的眼睛,所以傍晚的阳光比较红。
(2)医学上常用于透视人体的是哪种射线?为什么?提示:X射线,X射线的穿透本领强。(3)哪些现象能说明电磁波具有能量?试举例。提示:例如,放在红外线区域的温度计升温很快;γ射线具有很强的贯穿能力等。
【结论生成】各种电磁波的共性:(1)它们在本质上都是电磁波,它们遵循相同的规律,各波段之间的区别并没有绝对的意义。(2)都遵守公式v=λf,它们在真空中的传播速度都是c=3×108 m/s。(3)它们的传播都不需要介质。(4)它们都具有反射、折射、衍射和干涉的特性。
【典例示范】(多选)关于电磁波谱,下列说法正确的是(　　)A.电磁波中最容易表现出衍射现象的是无线电波B.紫外线的频率比可见光低,长时间照射可以促进钙的吸收,改善身体健康C.X射线和γ射线的波长比较短,穿透力比较强D.红外线的显著作用是热作用,温度较低的物体不能辐射红外线
【解析】选A、C。在电磁波谱中无线电波的波长最大,故最容易发生衍射的是无线电波,故A正确;紫外线的频率比可见光的高,长时间照射可以促进钙的吸收,改善身体健康,选项B错误;X射线和γ射线的波长比较短,穿透力比较强,选项C正确;红外线的显著作用是热作用,任何物体都能辐射红外线,选项D错误。故选A、C。
【素养训练】关于电磁波的应用,下列说法不正确的是(　　)A.医院里常用X射线对病房和手术室进行消毒B.工业上利用γ射线检查金属部件内部有无裂缝C.刑侦上用紫外线拍摄指纹照片D.卫星利用红外遥感技术拍摄云图照片
【解析】选A。医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒,选项A说法错误;γ射线具有较强的穿透性,故工业上利用γ射线检查金属部件内部有无裂缝,选项B说法正确;刑侦上用紫外线拍摄指纹照片,因为紫外线波长短,分辨率高,选项C说法正确;卫星利用红外遥感技术拍摄云图照片,因为红外线的波长较长,衍射能力较强,选项D说法正确。
1.电磁场理论的建立,开拓了广泛的现代技术应用空间,促进了现代社会的发展。建立电磁场理论的科学家是(　　)A.牛顿　　　　　B.爱迪生C.爱因斯坦D.麦克斯韦【解析】选D。麦克斯韦预言了电磁波的存在,并建立了电磁场理论,选项D正确,A、B、C错误。
2.下列关于电磁波的说法正确的是(　　)A.均匀变化的磁场能够在空间产生电场B.电磁波在真空和介质中传播速度相同C.只要有电场和磁场,就能产生电磁波D.电磁波在同种介质中只能沿直线传播【解析】选A。电磁波在真空中传播速度最大,为c=3×108 m/s,在介质中传播速度v= ,n为介质折射率,选项B错误;均匀变化的电场或磁场,不能产生电磁波,选项C错误;电磁波在均匀介质中沿直线传播,选项D错误。
3.现在车辆常安装GPS(全球卫星定位系统)接收器,可用来接收卫星发射的信号,实现对车辆的精确定位和导航。卫星向GPS接收器传送信息是通过(　　)A.激光B.电磁波C.红外线D.紫外线【解析】选B。GPS接收器通过接收卫星发射的导航信号,实现对车辆的精确定位和导航。卫星向GPS接收器传送信息依靠的是电磁波,选项B正确。