《高中物理同步备课学案(2019人教版必修第三册)》第十三章 第四节 电磁波的发现及应用
第 4 节 电磁波的发现及应用
知识点归纳
知识点一、电磁场
1.变化的磁场产生电场。
2.变化的电场产生磁场。
3.变化的电场和磁场总是相互联系的,形成一个不可分割的统一的电磁场。
知识点二、电磁波
1.麦克斯韦的预言
(1)电磁波的预言:变化的电场和变化的磁场交替产生,由近及远地向周围传播形成电
磁波。
(2)电磁波可以在真空中传播。
(3)光的电磁理论:光是以波动形式传播的一种电磁振动,电磁波的速度等于光速。
2.赫兹的贡献:赫兹证实了电磁波的存在,证实了麦克斯韦的电磁场理论。
3.对麦克斯韦电磁场理论的理解
恒定的电场不产生磁场 恒定的磁场不产生电场
均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场 均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场
不均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁
场
不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电
场
振荡电场产生同频率的振荡磁场 振荡磁场产生同频率的振荡电场
4.电磁场的产生:如果在空间某处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磁场,这个变化的磁场又在它周围空间产生变化的电场——变
化的电场和变化的磁场是相互联系着的,形成不可分割的统一体,这就是电磁场。
知识点三、电磁波谱
1.电磁波的波速 c与波长 λ、频率 f的关系:c=λf。
2.电磁波在真空中的速度:c=3×108 m/s。
3.电磁波谱的概念:按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列起来,形成电磁波
谱。
4.电磁波谱组成
5.电磁波的特点
1
(1)电磁场中储存电磁能,电磁波的发射过程就是辐射能量的过程。
(2)只有周期性变化的电场和磁场相互激发才能形成电磁波。
(3)电磁波可以在真空中传播,因为电磁波本身就是一种物质——场物质,所以传播时
不再需要其他介质。任何频率的电磁波在真空中的传播速度都等于光在真空中的速度,即
c=3.0×108 m/s,电磁波传播虽然不需要介质,但在其他介质中的速度都比在真空中的小。
(4)电磁波能产生反射、折射、干涉、衍射和偏振等现象。
① 麦克斯韦不仅预言了电磁波的存在,而且揭示了电、磁、光现象在本质上的统一。
② 赫兹用实验证明了电磁波的存在,并研究了电磁波的反射、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,测出了电磁波在真空中的传播速度与光速
c相同。
6.各种电磁波的应用
(1)无线电波中的长波、中波、短波用于广播及其他信号的传播。
(2)微波用于卫星通信、电视等信号传输。
(3)红外线用来加热理疗。
(4)可见光让我们看见这个世界,也可用于通信。
(5)紫外线可以消毒。
(6)X 射线用于诊断病情。
(7)γ 射线可以摧毁病变的细胞。
知识点四、电磁波的能量
1.电磁波具有能量,电磁波是物质存在的一种形式。
2.微波炉加热食物应用了一种电磁波——微波,食物中的水分子在微波的作用下热运
动加剧,内能增加,温度升高。
3.光是一种电磁波——传播着的电磁场,光具有能量。
知识点五、电磁波通信
1.电信网、广播电视网和互联网相互渗透、相互兼容,逐步整合成为统一的信息通信
网络。
2.以互联网为基础的信息服务都是通过电磁波来传递的。
知识点六、对波长、波速、频率的理解
1.描述波的物理量:波长(λ)、频率(f)、波速(v)。
2.波长、频率与波速之间的关系:波速=波长×频率,即 v=λf。
(1)频率由波源决定,与介质无关,波长、波速的大小与介质有关。所以同一电磁波在
不同介质中传播时,频率不变,波速、波长发生改变,在介质中的速度都比在真空中速度
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