13.4 13.5　电磁波的发现及应用　能量量子化 学案（含解析）.docxVIP

2025年

13.413.5电磁波的发现及应用能量量子化

1.了解麦克斯韦电磁场理论，知道电磁场的概念．

2.知道电磁波的特点，会用电磁波波长、频率、波速之间的关系进行简单的计算．

3.知道电磁波谱中各种电磁波的排列顺序，了解各种电磁波的应用，了解电磁波的能量．

4.知道光是一种电磁波，知道光的能量是不连续的，初步了解微观世界的量子化特征．

eq\a\vs4\al(活动一：了解电磁波的发现过程)

1.麦克斯韦电磁场理论

如图所示，当磁铁穿过闭合的金属导体时，我们知道导体中会产生感应电流．从微观角度看，这是因为电子产生了定向运动，说明电子必定受到某种力的作用做定向移动，这种力必定是电场力．麦克斯韦认为这个现象的实质是变化的磁场产生了电场．不管有无闭合电路，变化的磁场激发的电场总是存在的．

既然变化的磁场能够产生电场，那么，变化的电场能产生磁场吗？麦克斯韦确信自然规律的统一性与和谐性，相信电场与磁场的对称之美．他大胆地假设：变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场．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．

按照这个理论，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．

对麦克斯韦电磁场理论可作如下的理解：

恒定的磁场不产生电场

恒定的电场不产生磁场

均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场

均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场

不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场

不均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场

周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场

周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场

(1)下列关于电磁场理论的叙述，正确的是()

A.变化的磁场周围一定存在着电场，与是否有闭合电路无关

B.周期性变化的磁场产生恒定的电场

C.变化的电场和稳定的磁场相互关联，形成一个统一的场，即电磁场

D.电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场

(2)下列关于麦克斯韦的电磁场理论，说法正确的是()

A.变化的磁场产生的电场一定是变化的

B.不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不均匀变化的电场

C.稳定的磁场产生不稳定的电场

D.周期性变化的磁场在周围空间产生的电场是周期性变化的

2.电磁波

周期性变化的电场和磁场交替产生，形成电磁场，电磁场由近及远传播，形成电磁波，如图所示．

(1)电磁波的传播不需要介质

水波和声波的传播都离不开介质，但是电磁波可以在真空中传播，不需要介质，为什么？

(2)电磁波的传播速度

电磁波在真空中传播速度等于光速c＝3×108m/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．

阅读教材P121，了解波长、频率与波速之间的关系：波速＝波长×频率，即v＝λf.对于电磁波，用λ表示电磁波的波长、f表示频率、c表示波速，则有c＝λf.

有一个广播电台的频率f＝90.0MHz，这个电台发射的电磁波的波长λ为()

A.2.70mB.270mC.3.00mD.3.33m

(3)电磁波的实验验证

德国科学家的电火花实验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．

eq\a\vs4\al(活动二：了解电磁波的应用)

阅读教材“电磁波谱”“电磁波的能量”和“电磁波通信”三部分，完成下列问题：

1.电磁波谱

按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫作电磁波谱．电磁波谱按波长由大到小的顺序排列为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线．

无线电波

红外线

可见光

紫外线

X射线

γ射线

主要应用

通信、广播

红外探测器、红外体温计

引起视觉

灭菌、消毒、防伪

医学透视、安检

治疗疾病、金属探伤

频率

→（选填“大”或“小”）

下面列出一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理现象．请将相应的字母填写在运用这种现象的医疗器械后面的空格上．

(1)X光机，．

(2)紫外线灯，．

(3)理疗医用“神灯”照射伤口，可使伤口愈合得较好．这里的“神灯”是利用．

A.红外线具有显著的热效应B.紫外线具有很强的荧光作用

C.紫外线具有杀菌消毒作用D.X射线具有很强的穿透力

2.关于电磁波，下列说法中正确的是()

A.变化的电场一定在周围空间产生变化的磁场

B.电磁场是一种客观存在的物质

C.电磁波的发射过程是吸收能量的过程

D.各种频率的电磁波在真空中以不同的速度来传播

eq\a\vs4\al(活动三：知道光的能量是量子化的)

1.热辐射

一切物体都在辐射电磁波，且辐