《2022-2023学年高二物理备课优选导学案（人教版2019必修第三册）》13.4 电磁波的发现及应用（原卷版）

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第 4 节 电磁波的发现及应用
【自主预习】
一、电磁场
1.麦克斯韦电磁场理论的两个基本观点：
（1）① 磁场产生电场。在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里就会产生② 。麦克
斯韦认为该现象的本质是变化的磁场产生了电场（跟闭合电路是否存在③ ），使自由电荷定向移
动从而形成电流。
（2）变化的电场产生④ 。麦克斯韦大胆地假设：既然变化的磁场能够产生电场，那么变化的
电场也会在空间产生⑤ 。
2.电磁波：变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围转播，形成了⑥ 。
3.赫兹的电火花实验：1886 年，⑦ 通过实验捕捉到了电磁波，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。
二、电磁波谱
1.光的电磁说：麦克斯韦提出光的电磁说，认为光是一种电磁波，光和无线电波在真空中传播速度都
是⑧ ，传播都不需要⑨ 。
2.按电磁波的⑩ 大小的顺序把它们排列起来，就是电磁波谱。
3.电磁波谱按频率由小到大排列为：⑪ 、红外线、⑫ 、紫外线、⑬ 、γ射线等。
三、电磁波的能量
法拉第发现电磁感应后，麦克斯韦猜想到电磁波的存在，最后由赫兹证明电磁波的存在，这说明电磁
波是一种⑭ ，并非一种描述方法。
四、电磁波通信
1.看电影、聊天、汽车导航、查阅资料等这些互联网活动都是基于⑮ 。
2.卫星电话、卫星导航、全球定位等都是通过通信卫星与通信地面站之间的⑯ 实现的。
【方法突破】
一、电磁波的理解
1
.
麦克斯韦电磁场理论:
(1)变化的磁场周围会产生电场:
麦克斯韦提出,在变化的磁场周围会激发出一种电场,不管有无闭合电路,变化的磁场激发的电场总是存在
的,如图所示:
(2)变化的电场周围会产生磁场:麦克斯韦从场的观点得出,即使没有电流存在,只要空间某处的电场发生变
化,就会在其周围产生磁场。
2
.
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
周期性变化的电场在周围空间产生同频率周
期性变化的磁场
周期性变化的磁场在周围空间产生同频率周期性变化的电
场
3.电磁波的性质
1
.
电磁波的形成示意图:
2
.
电磁波的特点:
(1)在传播方向上,任意一点的
E
和
B
都随时间周期性变化,
E
和
B
彼此垂直,且与电磁波的传播方向垂直。如
图
(2)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。
(3)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)只有周期性变化的电场和磁场相互激发才能形成电磁波。
(5)光也是一种电磁波。
【例1】2022 年3月23 日，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站进行了第三次太
空授课。“天宫课堂”主要依靠中继卫星系统通过电磁波进行天地互动。下列关于电磁波的说法正确的是
（　　）
A．电磁波传播需要介质
B．电磁波传播过程中也传递了能量
C．麦克斯韦预言并证实了电磁波的存在
D．不同波长的电磁波在真空中的传播速度大小不同
【针对训练 1】图为空间中电场的电场强度E或磁场的磁感应强度B随时间 t变化的情况，其中能在空间中
产生电磁波的是（　　）
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