电磁波

第十四章电磁感应D电磁波·1·第十四章D电磁波【教学目标】⑴知道电磁波的产生、发射和传播的现象。⑵了解电磁波谱的波段结构，各段电磁波的性质。⑶初步学会利用身边器材，做一些相关的实验。⑷知道电磁波在真空中的传播速度【课时】1课时【重点难点】重点：电磁波谱。难点：电磁波的产生。【实验设备】电磁波发生和接受演示仪、收音机、铁盒。【教学过程】一、情景引入：1、分析闭合电路中电流的形成：分析电路中AB中电流的方向是A→B，问为什么会有A到B的电流，重点确定电流形成的实质是导体中有电场的结果，而电场产生的电场力使电荷发生了定向移动。结论：电路中电流形成的实质是电荷在电场力作用下发生的定向移动，而电场力的发生．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．一定伴随电场，电场的方向与导体中电流的方向相同。．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2、感应电流的产生：要使M中产生感应电流的条件是什么？若要使M中产生逆时针方向的感应电流则磁场又该如何变化？强调：在．M．环中产生感应电流的实质是环内产生了电场，电场驱使．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．电子定向移动而产生了电流，电场的方向与电流方向相同。．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．那么将金属环拿走，当磁场变化时的电场是否存在呢？————引入麦克斯韦的电磁场理论。3、一个变化的磁场中放一个闭合线圈会产生感应电流，这是一种电磁感应现象。麦克斯韦研究了这种现象，认为若电路闭合就会有感应电流；若电路不闭合，则会产生感应电场；这个电场驱使导体中电子的运动，从而产生了感应电动势。麦克斯韦把这种情况的分析推广到不存在闭合电路的情形，他认为在变化的磁场周围产生电场，是一种普遍现象，跟闭合电路是否存在无关。二、新课知识：1、变化的磁场产生电场：2、变化的电场产生磁场：麦克斯韦研究了电现象和磁现象，他预言既然变化的磁场能产生电场，那么变化的电场也能产生磁场。ABBM第十四章电磁感应D电磁波·2·3、分析：①恒定的电场周围无磁场，恒定的磁场周围无电场。②均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，均匀变化的磁场周围产生恒定的电场。③周期性变化的电场周围存在同周期的磁场，周期性变化的磁场在周围产生同周期的电场。4、电磁场的形成：变化的电场和变化的磁场是相互联系着的一个不可分割的统一体，这就是电磁场。5、电磁波：麦克斯韦预言：这种电磁场由发生区域向无限远处的空间传播就形成了电磁波。麦克斯韦的预言最后由物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，并进一步分析电磁波在真空中的传播速度为C=3.00×108m/s电磁波的波长由v=λf得到f=c/λ。它的实验还证明：电磁波跟所有波动一样，能产生反射、折射、衍射、干涉等现象，从而充分证实了麦克斯韦的电磁场理论。现在，麦克斯韦的理论已经成为现代物理学和许多实用技术的基础。6、电磁波的性质：A、电磁波的传播特性：（1）电磁波的传播不需要介质，可在真空中传播；（2）真空中的波速v=c（光速），在介质中的速度都比真空中的波速小；（3）电磁波是横波，电场方向、磁场方向都跟传播方向垂直；（4）与物质相互作用时能发生反射、吸收、折射等现象。电离层反射：地波和天波。①电离层——在地球表面的大气层中，在大约50km～几百km的范围内，一部分中性气体分子由于受到太阳光的照射而发生电离。②电离层对不同波长的电磁波表现不同的特性：小于10m的微波，电离层能让它穿过；对超过3000m的长波，电离层将它吸收掉。③电离层的不稳定性。（5）电磁波的波速、波长与频率的关系注意：电磁波在不同介质中传播时，频率不变，波速、波长发生改变。在真空（空气）中传播时，不同频率的电磁波的速度都相同。例题：一台收音机的接收频率范围从f1=2.2MHz到f=22MHz；设这台收音机能接收的相应波长范围从λ1到λ2，那么波长之比为λ1∶λ2=___∶___,第十四章电磁感应D电磁波·3·B、电磁波的屏蔽：金属网罩或金属薄膜等。C、电磁波的反射：遥控器，雷达D、电磁波的发射和接收E、电磁波的干扰二、电磁波谱及其性质电磁波谱波谱无线电波微波红外线可见光紫外线X射线γ射线波长(m)0.75×10-3~1×1041×10-3~10.8×10-6~1×10-30.4×10-6~0.8×10-64×10-8~4×10-710-15~10-72×10-10特性波动性强定向性好、热效应热效应强视觉效应荧光效应生化作用穿透力强穿透力最强应用无线电技术雷达、测距、微波炉加热、遥感摄影日光灯、杀菌医学透视工业探伤、医学手术γ刀γ射线——放射性物质发出的电磁波，医疗作用。x射线——穿透能力强：医疗检查，机场安检。紫外线——化学作用：照像底片感光，激发荧光，杀菌和防伪技术。可见光——引起视觉，摄像。频率由低到高：七色光谱：red,orange,yellow,green,blue,indigo,violet（中文译成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫）红外线——热效应，红外摄影，红外遥感。微波——定向性好，微波测距，微波热效应（微波炉）。无线电波——通讯，广播电视，手机（地铁里为什么能打手机？何种场合不能用手机：坐飞机，汽车加油站，医院。爆破工地，雷雨天）【板书设计】电磁场和电磁波1、变化的磁场产生电场：2、变化的电场产生磁场：①恒定的电场周围无磁场，恒定的磁场周围无电场。②均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，均匀变化的磁场周围产生恒定的电场。③周期性变化的电场周围存在同周期的磁场，周期性变化的磁场在周围产生同周期的电场。3、电磁波的传播特性：（1）电磁波的传播不需要介质，可在真空中传播；（2）真空中的波速v=c（光速），在介质中的速度都比真空中的波速小；（3）电磁波是横波，电场方向、磁场方向都跟传播方向垂直；（4）与物质相互作用时能发生反射、吸收、折射等现象。4、电磁波谱