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1、浙 江 專 用 物 理第 3講 電 磁 波 1.麥克斯韋電磁場理論變化的磁場能夠在周圍空間產(chǎn)生電場,變化的電場能夠在周圍空間產(chǎn)生磁場。知 識 梳 理2.電磁場變化的電場和變化的磁場相互聯(lián)系在一起,形成一個不可分割的統(tǒng)一體,即為電磁場。 3.電磁波(1)電磁場在空間由近及遠(yuǎn)地傳播,形成電磁波。(2)電磁波的傳播不需要介質(zhì),在真空中傳播速度等于光速。4.有效發(fā)射電磁波的條件:高頻、開放電路。發(fā)射電磁波時需要對傳輸信號進(jìn)行調(diào)制。5.調(diào)制方式(1)調(diào)幅:使高頻電磁波的振幅隨信號的強(qiáng)弱而改變。(2)調(diào)頻:使高頻電磁波的頻率隨信號的強(qiáng)弱而改變。 6.電磁波的接收(1)電諧振:當(dāng)接收電路的固有頻率跟接收到的

2、電磁波的頻率相同時,接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng),這種現(xiàn)象叫做電諧振。(2)調(diào)諧:調(diào)諧電路的固有頻率可以在一定范圍內(nèi)連續(xù)改變,將調(diào)諧電路的頻率調(diào)節(jié)到與需要接收的某個頻率的電磁波相同,即使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程叫做調(diào)諧。(3)解調(diào):從接收到的高頻電流中分離出所攜帶的信號的過程叫做解調(diào)。解調(diào)是調(diào)制的逆過程,也叫檢波。7.電磁波譜 無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、射線等合起來構(gòu)成了范圍廣闊的電磁波譜,如圖所示。 1.下列關(guān)于電磁場和電磁波的敘述中正確的是()A.變化的磁場一定能產(chǎn)生變化的電場B.電磁波由真空進(jìn)入玻璃后頻率變小C.廣播電臺、電視臺發(fā)射無線電波時需要進(jìn)行調(diào)制D.電磁波是一種物

3、質(zhì) 1.答案CD均勻變化的磁場將產(chǎn)生恒定的電場,A錯誤;電磁波由真空進(jìn)入玻璃后波速變小,頻率不變,B錯誤;電磁波發(fā)射時需要進(jìn)行調(diào)制,C正確;電磁波是一種物質(zhì),D正確。 2.下列關(guān)于電場、磁場及電磁波的說法中正確的是()A.均勻變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生均勻變化的電場B.只要空間某處的電場或磁場發(fā)生變化,就會在其周圍產(chǎn)生電磁波C.振蕩電路發(fā)射電磁波的過程,也是向外輻射能量的過程D.電磁波的傳播并不依賴介質(zhì)的存在 2.答案CD由麥克斯韋電磁場理論可知:均勻變化的磁場產(chǎn)生恒定的電場,A錯誤;電場或磁場發(fā)生均勻變化時不會在其周圍產(chǎn)生電磁波,B錯誤;電磁波是向外輻射能量的物質(zhì)波,它的傳播并不依賴介質(zhì),所以

4、C、D正確。 3.下列關(guān)于電磁波的說法中正確的是()A.麥克斯韋電磁場理論預(yù)言了電磁波的存在B.電磁波從真空傳入水中時,波長將變長C.雷達(dá)可以利用自身發(fā)射的電磁波的反射波來對目標(biāo)進(jìn)行定位D.醫(yī)院中用于檢查病情的“B超”利用了電磁波的反射原理 3.答案AC電磁波從空氣進(jìn)入水中,傳播速度減小,而電磁波的頻率不變,由v=f可知,波長變短,B錯;“B超”應(yīng)用的是超聲波,不是電磁波,D錯。 4.雷達(dá)向遠(yuǎn)處發(fā)射無線電波,每次發(fā)射的時間是1s,兩次發(fā)射的時間間隔為100s,在指示器的熒光屏上呈現(xiàn)出的尖形波如圖所示,已知圖中ab=bc,則障礙物與雷達(dá)之間距離是多少? 4.答案7.5103m解析圖中a和c處尖形

5、波是雷達(dá)向目標(biāo)發(fā)射無線電波時出現(xiàn)的,b處的尖形波是雷達(dá)收到障礙物反射回來的無線電波時出現(xiàn)的,由ab=bc,可知無線電波從發(fā)射到返回所用時間為50s。設(shè)障礙物與雷達(dá)之間的距離為s由2s=ct得s=ct=3.010 85010-6m =7.5103m12 12 重難一對麥克斯韋的電磁場理論與電磁波的理解.1.對麥克斯韋電磁場理論的理解 重 難 突 破 2.電磁波的特點(1)電磁波是橫波,電磁波中的電場分量跟磁場分量相互垂直,與傳播方向垂直。(2)電磁波以一定的速度在空間傳播,在傳播過程中滿足v=f。(3)發(fā)射電磁波的LC振蕩電路的周期(或頻率)決定了電磁波的周期(或頻率),其周期T=2(f=)。(

6、4)電磁波可以在真空中傳播,即電磁波的傳播不需要介質(zhì)。電磁波在真空中的傳播速度等于光在真空中的傳播速度,即v=c=310 8m /s。不同頻率的電磁波在真空中的傳播速度相同,但不同頻率的電磁波在同LC 12 LC 一種介質(zhì)中的傳播速度不同。(5)電磁波傳播的過程也就是電磁能量傳播的過程。(6)電磁波同機(jī)械波一樣也具有干涉、衍射、反射、折射等性質(zhì)。(7)電磁波可以脫離“波源”而獨立存在。(8)電磁波是一種特殊的物質(zhì)。 典例1關(guān)于電磁場和電磁波,下列說法中正確的是()A.均勻變化的電場在它的周圍產(chǎn)生均勻變化的磁場B.電磁波中每一處的電場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度總是互相垂直,且與波的傳播方向垂直C.電磁波和

7、機(jī)械波一樣依賴于介質(zhì)傳播D.只要空間中某個區(qū)域有振蕩的電場或磁場,就能產(chǎn)生電磁波解析均勻變化的電場在它的周圍產(chǎn)生恒定的磁場,電磁波是由于電場和磁場相互激發(fā)而在空間傳播的,故不依賴于介質(zhì),A、C錯誤。 答案BD 1-1某磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化情況如圖所示,則能產(chǎn)生持續(xù)電磁波的是() 答案CD解析恒定的磁場周圍沒有電場,均勻變化的磁場周圍產(chǎn)生恒定的電場,周期性非均勻變化的磁場周圍能形成持續(xù)電磁波,綜上所述,C、D所示情況能形成持續(xù)電磁波。 重難二電磁波譜1.電磁波譜:各種電磁波中,除可見光以外,相鄰兩個波段間都有重疊。無線電波紅外線可見光紫外線X射線射線波長:由大到小波動性:逐漸減弱頻率

8、:由小到大粒子性:逐漸增強(qiáng) 2.各種電磁波的比較電磁波產(chǎn)生機(jī)理特性應(yīng)用無線電波LC電路中的周期性振蕩波動性強(qiáng)無線電技術(shù)紅外線原子的最外層電子受激發(fā)后產(chǎn)生的熱作用顯著,衍射性強(qiáng)加熱,高空攝影,紅外遙感可見光引起視覺產(chǎn)生色彩效應(yīng)照明,攝影,光合作用紫外線化學(xué)、生理作用顯著, 能產(chǎn)生熒光效應(yīng)日光燈,醫(yī)療上殺菌消毒,治療皮膚病、軟骨病等 X射線原子的內(nèi)層電子受激發(fā)后產(chǎn)生的穿透本領(lǐng)很大醫(yī)療透視,工業(yè)探傷射線原子核受激發(fā)后產(chǎn)生的穿透本領(lǐng)最強(qiáng)探傷,對生物組織的物理、化學(xué)作用,醫(yī)療上殺菌消毒 典例2下列說法中正確的是()A.紅外線、紫外線、X射線和射線在真空中傳播的速度均為3108m /sB.紅外線應(yīng)用在遙感

9、技術(shù)中,是利用它穿透本領(lǐng)強(qiáng)的特性C.紫外線在水中的傳播速度小于紅外線在水中的傳播速度D.日光燈是紫外線的熒光效應(yīng)的應(yīng)用 解析不同波長的電磁波在真空中的傳播速度均為3108m /s;紅外線在遙感技術(shù)中用到了它的衍射現(xiàn)象;紫外線在水中的傳播速度小于紅外線在水中的傳播速度;利用紫外線的熒光效應(yīng)可以制成日光燈。由此可知A、C、D正確。答案ACD 2-12008年9月27日,我國神舟七號航天員翟志剛首次實現(xiàn)了中國航天員在太空的艙外活動(如圖所示),神舟七號載人航天飛行取得了圓滿成功,這是我國航天發(fā)展史上的又一里程碑。艙外的航天員與艙內(nèi)的航天員近在咫尺,但要進(jìn)行對話,一般需要利用()A.紫外線B.無線電波 C.射線D.X射線 答案B解析無線電波的波長最大,最容易發(fā)生衍射,因此,其信號更容易在對話中被捕捉,從而有利于保證通話的質(zhì)量。 2-2電視、空調(diào)機(jī)等許多家用電器都配有遙控器,用它產(chǎn)生的光能方便地控制用電器的使用;驗鈔機(jī)發(fā)出的光能使鈔票上熒光物質(zhì)發(fā)光。對于它們發(fā)出的光線,下列說法中正確的是()A.遙控器、驗鈔機(jī)發(fā)出的光都是紅外線B.遙控器、驗鈔機(jī)發(fā)出的光都是紫外線C.驗鈔機(jī)發(fā)出的光是紅外線,遙控器發(fā)出的光是紫外線D.驗鈔機(jī)發(fā)出的光是紫外線,遙控器發(fā)出的光是紅外線 答案D解析遙控器發(fā)出的光是紅外線,驗鈔機(jī)發(fā)出的光是紫外線。