(精品)高中物理新课标版人教版选修1-1精品课件：4-1《电磁波的发现》PPT课件.ppt

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1、4.1电磁波的发现 奥斯特奥斯特电流的磁效应电流的磁效应 法拉第法拉第电磁感应现象电磁感应现象伟大的预言伟大的预言麦克斯韦的电磁场理论要点麦克斯韦的电磁场理论要点伟大的预言伟大的预言 1、变化的磁场产生电场变化的磁场产生电场装置如图所示，当穿过螺线管的磁场随时间装置如图所示，当穿过螺线管的磁场随时间变化时，上面的线圈中产生感应电动势，引变化时，上面的线圈中产生感应电动势，引起感应电流使灯泡发光。起感应电流使灯泡发光。（1）线圈中产生感应电动势说明了什么？）线圈中产生感应电动势说明了什么？麦克斯韦认为麦克斯韦认为变化的磁场变化的磁场在线圈中产生在线圈中产生电场电场，正是这种电场正是这种电场(涡旋

2、电场涡旋电场)在线圈中驱使自由在线圈中驱使自由电子做电子做定向定向的移动，引起了的移动，引起了感应电流感应电流。（2）如果用不导电的塑料线绕制线圈，线圈如果用不导电的塑料线绕制线圈，线圈中还会有电流、电场吗？中还会有电流、电场吗？有电场、无电流。（3）想象线圈不存在时线圈所在处的空间还想象线圈不存在时线圈所在处的空间还有电场吗？有电场吗？有有！总结总结：麦克斯韦认为麦克斯韦认为线圈线圈只不过用来只不过用来显显示电场的存在示电场的存在，线圈不存在时，线圈不存在时，变化的磁场变化的磁场同样在周围空间产生电场，同样在周围空间产生电场，即这是一种普遍即这是一种普遍存在的现象，存在的现象，跟闭合电路是否

3、存在无关跟闭合电路是否存在无关。2变化的电场产生磁场变化的电场产生磁场 既然既然变化的磁场能够在空间产生电场，那变化的磁场能够在空间产生电场，那么，变化的电场么，变化的电场能不能够能不能够在空间产生磁场？在空间产生磁场？麦克斯韦经过反复思考麦克斯韦经过反复思考提出提出假设：假设：变化的电场也相变化的电场也相当于一种电流，也在空间产当于一种电流，也在空间产生磁场，即变化的电场在空生磁场，即变化的电场在空间产生磁场间产生磁场。二电磁场、1、电磁场、电磁场麦克斯韦根据自己的理论进一步预言，如果麦克斯韦根据自己的理论进一步预言，如果在空间某域中有周期性变化的电场，那么，在空间某域中有周期性变化的电场，

4、那么，这个变化的电场就在它周围空间产生周期性这个变化的电场就在它周围空间产生周期性变化的磁场，这个变化的磁场又在它周围空变化的磁场，这个变化的磁场又在它周围空间产生新的周期性变化的电场间产生新的周期性变化的电场。可见，。可见，变化的电场和变化的磁场是相互联系的，变化的电场和变化的磁场是相互联系的，形形成一个不可分离的统一体，这就是电磁场成一个不可分离的统一体，这就是电磁场。2、电磁波、电磁波 变变化化的的电电场场和和变变化化的的磁磁场场交交替替产产生生，由由近近及及远远地地传传播播。这这种种变变化化的的电电磁磁场场在在空空间间以以一定的速度传播的过程叫做一定的速度传播的过程叫做电磁波。电磁波。

5、三赫兹的电火花三赫兹的电火花1 1、麦克斯韦英年早逝，没有见到科学实验对、麦克斯韦英年早逝，没有见到科学实验对电磁场理论的证明。把天才的预言变成世人电磁场理论的证明。把天才的预言变成世人公认的真理，这是赫兹的功劳。公认的真理，这是赫兹的功劳。2 2、赫兹的实验：、赫兹的实验：它们都是以波的形式传播的。音乐的律动音乐的律动音乐的律动音乐的律动七色彩虹水波水波描述波的几个物理量：描述波的几个物理量：波长波长频率频率波速波速波长（波长（）波波峰峰波波谷谷邻近的两个邻近的两个波峰波峰（或波谷或波谷）的距离，叫做）的距离，叫做波长波长。频率（频率（f）一秒内有一秒内有多少次多少次波峰或波谷通过，就是波峰

6、或波谷通过，就是波的频率波的频率。运动员舞动彩带运动员舞动彩带抖动绳子的波形波速（波速（）S=V t=V T匀速直线运动匀速直线运动波的传播波的传播=CT电磁波的传播电磁波的传播T=1/fC=f电磁波谱：电磁波谱：电磁波的频率范围很广。按电磁波的电磁波的频率范围很广。按电磁波的波长或频率波长或频率大小的顺序大小的顺序把他们排列成谱，叫做把他们排列成谱，叫做电磁波谱。电磁波谱。可见光可见光（赤赤橙橙黄黄绿绿蓝蓝靛靛紫紫）红外线红外线无线电波无线电波紫外线紫外线X射线射线和和射线射线（700nm400nm）（400nm5nm）小小大大（1mm700nm）（1mm）（5nm）可见光：可见光：可见光的

7、可见光的波长波长在在700-400nm之间。之间。太阳光是由组成的太阳光是由组成的赤赤橙橙黄黄绿绿蓝蓝靛靛紫紫七种光七种光组成的。不同颜色的光时不同波长（频率）组成的。不同颜色的光时不同波长（频率）范围的电磁波范围的电磁波红外线红外线 是一种光波，是一种光波，比比无线电波无线电波短，比短，比可见光可见光长。长。所有物体所有物体都辐射红外线都辐射红外线。主要作用是。主要作用是热作用热作用。人眼看不见红外线。人眼看不见红外线。利用红外线测量体温利用红外线测量体温 红外线主要作红外线主要作用是热作用，可以用是热作用，可以利用红外线来加热利用红外线来加热物体和进行红外线物体和进行红外线遥感遥感 红外线

8、技红外线技术的应用术的应用注意注意:烤箱中的红光烤箱中的红光,不是不是红外线红外线,红外线是看不红外线是看不见的见的.利用红外线检测人体的健利用红外线检测人体的健康状态，本图片是人体的背康状态，本图片是人体的背部热图，透过图片可以根据部热图，透过图片可以根据不同颜色判断病变区域不同颜色判断病变区域 红外线卫星云图红外线卫星云图显示一九九九年九月显示一九九九年九月十六日台风约克于清十六日台风约克于清晨靠近香港时晨靠近香港时,中心中心的风眼清晰可见的风眼清晰可见无线电波无线电波1的的电磁波电磁波。用通信和广播。微波炉用的。用通信和广播。微波炉用的也是也是无线电波。无线电波。电视塔能发射无线电波利用

9、微波加热利用微波加热紫外线紫外线波长范围在5-400nm的电磁波是紫外线。紫外线紫外线具有具有较高的能量较高的能量。紫外线消毒紫外线消毒紫外线验钞紫外线验钞X射线射线和和射线射线波长比波长比紫外线紫外线更短的更短的电磁波电磁波就是就是X射线射线和和射线射线X射线射线和和射线射线的波长很短，具有很强的的波长很短，具有很强的穿透性穿透性。电磁波的能量电磁波的能量电场是电荷电场是电荷周围客观存周围客观存在的物质在的物质磁场时客观磁场时客观存在的物质存在的物质电磁波是客观存在的物质电磁波是客观存在的物质电磁波具有能量。电磁波具有能量。四、太阳辐射四、太阳辐射太阳辐射中含有可见光、太阳辐射中含有可见光、

10、红外线红外线、紫外线紫外线，同时还有，同时还有X X射线射线、射线射线、无线电波无线电波。太阳辐射的能量集中在。太阳辐射的能量集中在可见光、红外线和紫外线三个区域内，如下图。波长可见光、红外线和紫外线三个区域内，如下图。波长在黄绿光附近，辐射的能量最强。在黄绿光附近，辐射的能量最强。小结小结一、一、麦克斯韦电磁场理论麦克斯韦电磁场理论1 1变化的磁场产生电场变化的磁场产生电场2 2变化的电场产生磁场变化的电场产生磁场3 3电磁场电磁场传播传播电磁波电磁波4 4、电磁波不需介质，以光速传播。、电磁波不需介质，以光速传播。二、赫兹证实：二、赫兹证实：1 1、电磁场、电磁波的存在。、电磁场、电磁波的

11、存在。2 2、电磁波能反射、折射、干涉、衍射和偏振等现、电磁波能反射、折射、干涉、衍射和偏振等现 象，证明了电磁波与光具有相同的性质。象，证明了电磁波与光具有相同的性质。小结小结一、波长、频率和波速一、波长、频率和波速 1 1描述波动的物理量：描述波动的物理量：波长、频率和波速波长、频率和波速 2 2波峰、波谷：波峰、波谷：凸起的最高处叫做波峰；凹下凸起的最高处叫做波峰；凹下 的最低处叫波谷。的最低处叫波谷。3 3波长：波长：邻近的两个波峰邻近的两个波峰(或波谷或波谷)间的距离叫间的距离叫 做波长做波长4 4、频率：、频率：1S1S内通过的内通过的波峰或波谷的次数叫频率波峰或波谷的次数叫频率。

12、5 5、波速公式：波速公式：波速波速=波长波长频率频率 C=C=ff6 6、电磁波在真空中的速度：电磁波在真空中的速度：C=3.0010C=3.00108 8m/sm/s.小结小结二、电磁波谱二、电磁波谱 1 1、电磁波谱、电磁波谱：按电磁波的波长或频率大小的按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，顺序把它们排列成谱，叫做电磁波谱叫做电磁波谱2 2、波长从大到小的顺序波长从大到小的顺序：无线电波、光波（红无线电波、光波（红外线、可见光、紫外线）、外线、可见光、紫外线）、X X射线、射线、射线射线三、三、电磁波的能量电磁波的能量电磁波有能量。电磁波有能量。电磁波是一种物质电磁波是一种物质。

13、四、太阳辐射四、太阳辐射太阳辐射的能量集中在可见光、红外线和紫外线三太阳辐射的能量集中在可见光、红外线和紫外线三个区域。黄绿光附近，辐射的能量最强。个区域。黄绿光附近，辐射的能量最强。3 3、频率频率(波长波长)不同的电磁波表现出作用不同不同的电磁波表现出作用不同 红红外外线线主主要要作作用用是是热热作作用用，可可以以利利用用红红外外线线来来加热物体和进行红外线遥感；加热物体和进行红外线遥感；紫紫外外线线主主要要作作用用是是化化学学作作用用，可可用用来来杀杀菌菌和和消消毒；毒；伦伦琴琴射射线线有有较较强强的的穿穿透透本本领领，利利用用其其穿穿透透本本领领与与物物质质的的密密度度有有关关，进进行

14、行对对人人体体的的透透视视和和检检查查部部件的缺陷；件的缺陷；射射线线的的穿穿透透本本领领更更大大，在在工工业业和和医医学学等等领领域域有有广广泛泛的的应应用用，如如探探伤伤，测测厚厚或或用用刀刀进进行行手手术术关于电磁波谱的几点强调关于电磁波谱的几点强调 返回返回工业探工业探伤医用伤医用治疗治疗贯穿能贯穿能力最强力最强检查探检查探测医用测医用透视透视感光技术感光技术医用消毒医用消毒摄影摄影照明照明加热加热遥感遥感遥控遥控无线无线电技电技术术应用应用贯穿能贯穿能力强力强化学作用化学作用荧光效应荧光效应杀菌消毒杀菌消毒引起引起视觉视觉波动波动性强性强特性特性 射线射线X射线射线紫外线紫外线可见光可见光红外线红外线无线无线电波电波波谱波谱热效应热效应电磁波的种类和应用归纳电磁波的种类和应用归纳电流的磁效应电流的磁效应电流周围存在磁场。磁场方向磁场方向的判断用的判断用安培定则。安培定则。电磁感应现象：电磁感应现象：电磁感应现象：电磁感应现象：闭合电路的闭合电路的一部分在磁场中做一部分在磁场中做切割磁感切割磁感线运动线运动时，导体中就有时，导体中就有电流电流产生。产生。