13.4 13.5　电磁波的发现及应用　能量量子化 学案（含解析）

13.4 13.5　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． 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＝90.0 MHz，这个电台发射的电磁波的波长λ为(　　) A. 2.70 m　　 B. 270 m　　 C. 3.00 m　　 D. 3.33 m (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． 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 ... ...