新学年高中物理第十四章电磁波课件新人教版选修.ppt

*,*,第十四章,电磁波,学案,3,章末总结,专题整合,自我检测,网络构建,网络构建,电,磁,波,电磁,波的,发现,麦克斯韦电,磁场理论,产生电场,产生磁场,电磁波,预言了电磁波，提出了光的电磁说,电磁场：变化的电场和变化的磁场不可分割,电磁波：,由近及远向外传播,赫兹实验,电磁波的传播速度等于,，证明了电,磁波的存在,电磁波的干涉、偏振、衍射等,变化的磁场,变化的电场,麦克斯韦,电磁场,光速,电磁振荡,LC,振荡电路产生,变化的振荡电流,LC,振荡电路的周期和频率：,T,，,f,电磁波的发,射和接收,特点：横波,发射,采用高频率和开放电路,：调幅和调频,接收,调谐：电谐振,(,检波,),周期性,调制,解调,电磁波与信息化社会：电视、雷达、移动 、因特网,电磁波谱,定义：按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排,列成谱,包括：无线电波、,、,、,、,和,各种电磁波的特性及应用,红外线,可见光,紫外线,X,射,线,射线,一、麦克斯韦的电磁场理论,专题整合,麦克斯韦电磁场理论的两个基本观点：,1.,变化的磁场产生电场，电场是否变化取决于磁场的变化情况；,2.,变化的电场产生磁场，磁场是否变化取决于电场的变化情况,.,电磁波是由周期性变化的电磁场产生的.,在t1时刻，电路中的电流最大,例1关于麦克斯韦的电磁场理论，下列说法正确的是(),从t2到t3，电容器不断充电,电磁波：由近及远向外传播,电磁波是由周期性变化的电磁场产生的.,t3时刻至t4时刻，电容器的电荷量不断增大,周期性变化的电场和周期性变化的磁场交替产生，相互依,振荡的电场周围空间产生的磁场也是振荡的,解析麦克斯韦的电磁场理论要点是：变化的磁场(电场)要在周围空间产生电场(磁场)，若磁场(电场)的变化是均匀的，产生的电场(磁场)是稳定的，若磁场(电场)的变化是振荡的，产生的电场(磁场)也是振荡的，由此可判定正确选项为D项.,机械波的传播速度只取决于介质，而电磁波在真空中传播速度相同，在不同介质中传播速度不同，传播速度与介质及频率均有关，D项错误.,电磁波：由近及远向外传播,例4下列有关电磁波的说法中正确的是(),例3如图1所示为LC振荡电路中电容器极板上的电荷量q随时间t变化的图象，由图可知(),存，形成不可分离的统一体，即电磁场,(检波),解析波长越长，越容易发生衍射现象，在电磁波谱中，无线电波波长最长，射线的波长最短，故A错误，B正确；,电磁场：变化的电场和变化的磁场不可分割,例,1,关于麦克斯韦的电磁场理论，下列说法正确的是,(,),A.,稳定的电场产生稳定的磁场,B.,均匀变化的电场产生均匀变化的磁场，均匀变化的,磁场产生均匀变化的电场,C.,变化的电场产生的磁场一定是变化的,D.,振荡的电场周围空间产生的磁场也是振荡的,解析,麦克斯韦的电磁场理论要点是：变化的磁场,(,电场,),要在周围空间产生电场,(,磁场,),，若磁场,(,电场,),的变化是均匀的，产生的电场,(,磁场,),是稳定的，若磁场,(,电场,),的变化是振荡的，产生的电场,(,磁场,),也是振荡的，由此可判定正确选项为,D,项,.,答案,D,二、电磁波的特点及与机械波的区别,相同点：,1.,都有波的一切特性，如：都能产生反射、折射、干涉、衍射等现象,.,2.,波速、波长、频率之间具有同样的关系：,v,f,.,不同点：,1.,产生机理不同，机械波是由机械振动产生的；电磁波是由周期性变化的电磁场产生的,.,2.,介质对传播速度的影响不同,(1),机械波的传播速度由介质决定，即同种介质中不同频率的机械波传播速度相同，与频率无关,.,(2),电磁波在真空中传播速度相同，均为,3,10,8,m/s.,在同种介质中不同频率的电磁波传播速度不同，频率越大传播速度越小,.,(3),机械波不能在真空中传播，电磁波能在真空中传播,.,(4),电磁波是横波，机械波既有横波，也有纵波,.,例,2,对于机械波和电磁波的比较，下列说法中正确的是,(,),A.,它们都能发生反射、折射、干涉、衍射等现象,B.,它们在本质上是相同的，只是频率不同而已,C.,它们可能是横波，也可能是纵波,D.,机械波的传播速度只取决于介质，跟频率无关；而电,磁波的传播速度与介质无关，只与频率有关,解析,机械波和电磁波都具有波共有的特性，但它们有本质的区别，它们的产生、传播条件等都不同，电磁波是横波，机械波有横波和纵波，故,A,项正确，,B,、,C,项错误；,机械波的传播速度只取决于介质，而电磁波在真空中传播速度相同，在不同介质中传播速度不同，传播速度与介质及频率均有关，,D,项错误,.,答案,A,例4下列有关电磁波的说法中正确的是(),上，电磁场的理论在先，实践证明在后,无线电波、红外线、紫外线、射线,机械波的传播速度只取决于介质，而电磁波在真空中传播速度相同，在不同介质中传播速度不同，传播速度与介质及频率均有关，D项错误.,例4下列有关电磁波的说法中正确的是(),电磁波的干涉、偏振、衍射等,波速、波长、频率之间具有同样的关系：vf.,t2时刻电压为零，电路中振荡电流最大，磁场能最大.,电磁波谱中最难发生衍射的是射线,在t4时刻，电容器的电场能最小,都有波的一切特性，如：都能产生反射、折射、干涉、衍射等现象.,电磁场：变化的电场和变化的磁场不可分割,无线电波、红外线、紫外线、射线,解析t1时刻电容器两端电压最高，电路中振荡电流为零.,波长越长越容易产生干涉、衍射现象，波长越短观察干涉、衍射现象越困难.,三、电磁波与电磁振荡,LC,振荡电路中有两类物理量，一类是与电场有关的物理量，一类是与磁场有关的物理量,.,1.,电容器两极板间的电压,U,、场强,E,、电场能,E,电,、线圈的自感电动势,E,线,的变化规律与电荷量,q,的变化规律相同,.,2.,线圈中的磁感应强度,B,、磁通量,和磁场能,E,磁,的变化规律与电流,i,的变化规律相同,.,例,3,如图,1,所示为,LC,振荡电路中电容器极板上的电荷量,q,随时间,t,变化的图象，由图可知,(,),A.,在,t,1,时刻，电路中的磁场能最小,B.,从,t,1,到,t,2,，电路中的电流不断减小,C.,从,t,2,到,t,3,，电容器不断充电,D.,在,t,4,时刻，电容器的电场能最小,图,1,解析,由题图可以看出,t,1,时刻，电容器极板上的电荷量最大，则电路中的电流为零，磁场能为零，磁场能最小，选项,A,正确；,从,t,1,到,t,2,，电容器极板上的电荷量减小，电路中电流增大，选项,B,错误；,从,t,2,到,t,3,，电容器极板上的电荷量增大，电容器不断充电，选项,C,正确；,在,t,4,时刻，电容器极板上的电荷量为零，电容器的电场能为零，选项,D,正确,.,答案,ACD,四、电磁波谱,各种不同的电磁波既有共性，又有个性,.,共性：它们在本质上都是电磁波，它们的行为服从相同的规律，都满足公式,v,f,，它们在真空中的传播速度都是,c,3,10,8,m/s,，它们的传播都不需要介质，各波段之间的区别并没有绝对的意义,.,个性：不同电磁波的频率或波长不同，表现出不同的特性,.,波长越长越容易产生干涉、衍射现象，波长越短观察干涉、衍射现象越困难,.,正是这些不同的特性决定了它们不同的用途,.,例,4,下列有关电磁波的说法中正确的是,(,),A.,电磁波谱中最难发生衍射的是无线电波,B.,电磁波谱中最难发生衍射的是,射线,C.,频率大于可见光的电磁波表现为沿直线传播,D.,雷达用的是微波，因为微波传播的直线性好,解析,波长越长，越容易发生衍射现象，在电磁波谱中，无线电波波长最长，,射线的波长最短，故,A,错误，,B,正确；,波长越短，频率越大的电磁波，其衍射现象越不明显，传播的直线性越好，遇到障碍物反射性越好，故,C,、,D,正确,.,BCD,自我检测,1,2,3,4,自我检测,1.(麦克斯韦的电磁场理论)下列关于电磁场的说法,正确的是(),A.只要空间某处有变化的电场或磁场，就会在其周围产生电,磁场，从而形成电磁波,B.匀速运动的电子束周围一定存在电磁场，即能产生电磁波,C.周期性变化的电场和周期性变化的磁场交替产生，相互依,存，形成不可分离的统一体，即电磁场,D.上，电磁场的理论在先，实践证明在后,CD,1,2,3,4,2.(,电磁振荡,),某,LC,回路中电容器两端的电压,u,随时间,t,变化的关系如图,2,所示，则,(,),A.,在,t,1,时刻，电路中的电流最大,B.,在,t,2,时刻，电路中的磁场能最大,C.,t,2,时刻至,t,3,时刻，电路的电场能不断增大,D.,t,3,时刻至,t,4,时刻，电容器的电荷量不断增大,图,2,1,2,3,4,解析,t,1,时刻电容器两端电压最高，电路中振荡电流为零,.,t,2,时刻电压为零，电路中振荡电流最大，磁场能最大,.,t,2,时刻至,t,3,时刻的过程中，电容器两端电压增大，电荷量增多，电场能增大,.,t,3,时刻至,t,4,时刻的过程中，电压减小，电荷量不断减小，故选,B,、,C.,答案,BC,1,2,3,4,3.(,电磁波与机械波的区别,),机械波和电磁波都能传递能量，其中电磁波的能量随波的频率的增大而,_,；波的传播及其速度与电介质有一定的关系，在真空中机械波是,_,传播的，电磁波是,_,传播的,(,填,“,能,”,、,“,不能,”,或,“,不确定,”,),；在从空气进入水的过程中，机械波的传播速度将,_,，电磁波的传播速度将,_(,填,“,增大,”,、,“,减小,”,或,“,不变,”,).,1,2,3,4,解析,电磁波的能量随波的频率的增大而增大；电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，而机械波不能在真空中传播；从空气进入水的过程中，机械波的传播速度增大，而电磁波的传播速度减小,.,答案,增大不能能增大减小,1,2,3,4,4.(,关于电磁波谱问题,),电磁波包含了,射线、红外线、紫外线、无线电波等，按波长由长到短的排列顺序是,(,),A.,无线电波、红外线、紫外线、,射线,B.,红外线、无线电波、,射线、紫外线,射线、红外线、紫外线、无线电波,D.,紫外线、无线电波、,射线、红外线,1,2,3,4,解析,电磁波的波长范围很广，按波长由长到短的顺序排列，其顺序是无线电波、红外线、可见光、紫外线、,X,射线和,射线,.,所以，,A,的排列顺序是正确的,.,答案,A,