第4节　电磁波的发现及应用　第5节　能量量子化 教学设计.docVIP

第4节电磁波的发现及应用

第5节能量量子化

[学习目标]

1．知道麦克斯韦电磁场理论及其在物理学发展史上的意义。

2．了解电磁波的基本特点、发现过程及传播规律，知道电磁波与机械波的区别。

3．了解什么是热辐射及热辐射的特性，了解黑体与黑体辐射。

知识点1电磁场

1．麦克斯韦认为

(1)变化的磁场产生电场。

(2)变化的电场产生磁场。

2．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。

[判一判]

1．(1)变化的电场一定产生变化的磁场。()

(2)磁场一定可以产生电场，电场也一定可以产生磁场。()

提示：(1)×(2)×

知识点2电磁波

1．麦克斯韦预言空间存在电磁波并推算电磁波的速度等于光速。

2．赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论。

知识点3电磁波谱

1．波速、波长、频率三者之间的关系是波速＝波长×频率。

2．电磁波的波速c与λ、f的关系是c＝λf。

3．电磁波谱：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，都是电磁波。

知识点4电磁波的能量

电磁波具有能量，电磁波是一种物质。

知识点5电磁波通信

1．互联网信息通过电磁波来传递。

2．电磁波携带的信息既可以有线传播，也可以无线传播。

知识点6热辐射

1．定义：一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫作热辐射。辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同。

2．黑体：如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就叫作黑体。

[判一判]

2．(1)电磁波在真空和介质中传播速度相同。()

(2)只有高温物体才能辐射电磁波。()

提示：(1)×(2)×

知识点7能量子

1．定义：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子。

2．能量子ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h是一个常量，称为普朗克常量。

3．爱因斯坦认为光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为ν的光的能量子为hν，这些能量子被叫作光子。

知识点8能级

1．定义：原子的能量是量子化的。这些量子化的能量值叫作能级。

2．原子处于能量最低的状态，这是最稳定的。

3．原子从高能态向低能态跃迁时放出的光子的能量，等于前后两个能级之差。

[判一判]

3．(1)微观粒子的能量只能是能量子的整数倍。()

(2)能量子的能量不是任意的，其大小与电磁波的频率成正比。()

(3)“光子”就是“光电子”的简称。()

提示：(1)√(2)√(3)×

1．(麦克斯韦电磁场理论)关于麦克斯韦电磁场理论，以下说法正确的是()

A．在赫兹发现电磁波的实验基础上，麦克斯韦提出了完整的电磁场理论

B．麦克斯韦第一个预言了电磁波的存在，赫兹第一个用实验证实了电磁波的存在

C．变化的电场可以在周围的空间产生电磁波

D．变化的磁场在周围的空间一定产生变化的电场

解析：选B。麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，而后赫兹第一个用实验证明了电磁波的存在，故A错误，B正确；根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的电场在周围产生稳定的磁场，不产生电磁波，均匀变化的磁场在周围空间产生稳定的电场，故C、D错误。

2．(电磁波)关于电磁波，下列说法正确的是()

A．电磁波和机械波都需要通过介质传播，它们由一种介质进入另一种介质时频率都不变

B．根据麦克斯韦电磁场理论，电磁波中的电场和磁场互相垂直，电磁波是横波

C．发射无线电波时需要对电磁波进行调制和解调

D．雷达发射的是直线性能好、反射性能强的超声波

解析：选B。电磁波不需要通过介质，而机械波需要通过介质传播，它们由一种介质进入另一种介质时频率都不变，故A错误；麦克斯韦电磁场理论，电磁波中的电场和磁场互相垂直，电磁波是横波，故B正确；发射无线电波时需要对电磁波进行调制，而接收时，则需要解调，故C错误；雷达发射的是直线性能好、反射性能强的电磁波，故D错误。

3．(电磁波谱)下列各组电磁波，按频率由高到低的正确排列顺序是()

A．无线电波、红外线、可见光、X射线

B．X射线、红外线、可见光、无线电波

C．X射线、可见光、红外线、无线电波

D．无线电波、可见光、红外线、X射线

解析：选C。频率顺序由高到低排列，电磁波谱可大致分为：γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波，故C正确，A、B、D错误。

4．(热辐射)(多选)下列叙述正确的是()

A．一切物体都在辐射电磁波

B．一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关

C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关

D．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波

解析：选ACD。根据热辐射定义知A正确；根据热辐射和黑体辐射的特点知一般物体辐射电磁波的情况除与温度有关外，还