《2024-2025年《金牌学案》物理人教版必修第3册教师用书配套Word课件：29 第六章 第四节 电磁波及其应用 第五节 量子化现象》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2024-2025年《金牌学案》物理人教版必修第3册教师用书配套Word课件：29 第六章 第四节 电磁波及其应用 第五节 量子化现象（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第四节电磁波及其应用第五节量子化现象1知道电磁场、电磁波的概念及电磁波的产生原理，知道光是一种电磁波，光的能量是不连续的，能解释相关的自然现象2理解电磁波的产生原理，了解电磁波的应用和电磁污染及防护，具有与光的量子化有关的能量观念3体会电磁技术应用对人类生活和社会发展带来的影响，能理性讨论电磁污染及其防护问题通过对场的认识，体验人类对自然界的认识是不断发展的知识点一电磁场与电磁波1电磁场(1)麦克斯韦电磁场理论的两个基本假设变化的磁场能够在周围空间产生电场变化的电场能够在周围空间产生磁场(2)电磁场：变化的电场和变化的磁场构成不可分割的统一场，称为电磁场2电磁波(1)电磁波的产生：变化的电磁场
2、在空间的传播形成了电磁波(2)电磁波可以在真空中传播，电磁波的传播不需要介质知识点二电磁场的物质性1电磁场的特点：看不见摸不着，没有固定的形状和体积，几个电磁场可以同时占有同一空间2电磁场的物质性的验证(1)微波炉利用电磁波来加热食物，说明电磁场具有能量(2)光压现象说明电磁场具有质量(3)美国物理学家康普顿通过实验验证了电磁场和电荷系统相互作用时遵守动量守恒定律和能量守恒定律知识点三电磁波的应用1电视广播(1)电视通过电磁波传播视频信号，其原理与传播音频信号相似(2)通常电视广播使用微波(选填“长波”“中波”或“微波”)传送电视信号(3)人们利用电磁波将电视信号先传递给地球同步通信卫星，然后
3、由通信卫星将信号传回大地2雷达(1)雷达是利用电磁波进行测距、定位的仪器(2)组成：雷达主要由发射机、接收机和显示器等部分组成(3)雷达工作时使用的是微波(选填“长波”“中波”或“微波”)3移动电话(1)现代通信技术是电磁波最辉煌的应用成果之一(2)无线电话、无线对讲机、移动电话均是通过电磁波实现信号的发射与接收的知识点四光是一种电磁波119世纪60年代，麦克斯韦建立了电磁场理论21888年，赫兹用实验证实了电磁波的存在，并证明了电磁波和光一样具有反射、折射、干涉和衍射等性质3电磁波的速度等于光速知识点五能量子假说1热辐射(1)热辐射：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
4、以叫作热辐射特点：物体在热辐射中随温度的升高，辐射的较短波长的电磁波的成分越来越大(2)黑体：定义：某种物体能够全部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黑体辐射的特点：黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关2能量子(1)普朗克的假设：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的整数倍即能的辐射或者吸收只能是一份一份的这个不可再分的最小能量值叫作能量子(2)能量子公式：h，其中是电磁波的频率，h称为普朗克常量h6.6310-34 Js(3)能量的量子化：在微观世界中能量是量子化的，或者说微观粒子的能量是分立的这种现象叫能量的量子化知识点六光子假说1光电效应(1)
5、概念：当光照射在金属上时，有时会有电子从金属表面逸出，这种现象被称为光电效应，逸出的电子称为光电子(2)实验规律用不同频率的光去照射阴极时，光的频率越大，光电子动能越大；频率低于某一数值时，不论光的强度多大，都不能产生光电子2光子(1)概念：爱因斯坦1905年指出，当光和物质相互作用时，光的能量不是连续的，而是一份一份光量子，这些光量子称为光子(2)光子的能量：h知识点七光的波粒二象性1粒子性：爱因斯坦的光子假说成功地解释了光电效应，说明了光具有粒子性2波动性：光的干涉、衍射等实验事实说明了光具有波动性3光的波粒二象性：光的这种既具有波动性，又具有粒子性的性质称为光的波粒二象性知识点八原子结构
6、的玻尔理论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能级跃迁：(1)通常情况下，原子处于能量最低的状态，这是最稳定的(2)把原子从一个能级变化到另一个能级的过程叫作跃迁(3)处于高能级的原子，自发地向低能级跃迁时放出光子，原子从高能级向低能级跃迁时放出的光子的能量，等于前后两个能级的能量之差3原子光谱：由于原子的能级是分立的，所以放出的光子的能量也是分立的，因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线能量子：不可再分割的最小能量值1思考辨析(正确的画“”，错误的画“”)(1)变化的磁场可以产生电场，但变化的电场不能产生磁场()(2)微观粒子的能量只能是能量子的整数倍()(3)在微观世界
7、中能量不能连续变化()2填空光是一种电磁波，则波长为400 nm的光子的能量约为4.9710-19 J试探究：(1)观察上面两幅图，变化的磁场所产生电场的电场线和以前所学静电场的电场线有区别吗？(2)变化的磁场一定能产生电磁波吗？为什么？提示：(1)变化的磁场所产生的电场的电场线是闭合的；而静电场中的电场线是不闭合的.(2)不一定，均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场，不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场，如果变化的磁场能产生变化的电场，变化的电场又能产生变化的磁场，才能在周围空间产生电磁波. 考点1麦克斯韦电磁场理论1变化的磁场产生电场麦克斯韦认为在变化的磁场周围产生电场，是一种普遍存
8、在的现象，跟闭合电路(导体环)是否存在无关导体环的作用只是用来显示电流的存在2变化的电场产生磁场根据麦克斯韦理论，在给电容器充电的时候，不仅导体中的电流要产生磁场，而且在电容器两极板间变化着的电场周围也要产生磁场3变化的磁场产生电场的几种形式(1)均匀变化的磁场产生恒定的电场(2)非均匀变化的磁场产生变化的电场(3)周期性变化的磁场产生同频率周期性变化的电场4变化的电场产生磁场的几种形式(1)均匀变化的电场产生恒定的磁场(2)非均匀变化的电场产生变化的磁场(3)周期性变化的电场产生同频率周期性变化的磁场【典例1】关于电磁场理论的叙述，不正确的是()A变化的磁场周围一定存在着电场，与是否有闭合电
9、路无关B周期性变化的磁场产生同频率周期性变化的电场C变化的电场和变化的磁场相互关联，形成一个统一的整体，即电磁场D电场周围一定存在磁场思路点拨：(1)相互激发的变化的电场与磁场的频率相等(2)交替变化的电磁场是一个整体D故D符合题意.在理解麦克斯韦的电磁场理论时，要注意静电场不产生磁场，静磁场也不产生电场，还要注意根据电场(或磁场)的变化情况来确定所产生的是什么样的磁场(或电场)跟进训练1磁场的磁感应强度B随时间t变化的四种情况如图所示，其中能产生电场的磁场和能产生持续电磁波的磁场分别为()A、 B、C、 D、C根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的磁场产生电场，故都可以产生电场；周期性变化的磁场产
10、生周期性变化的电场，周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，从而产生电磁波，故只有可以产生电磁波. 考点2光的量子化与量子世界1物体在发射或接收能量的时候，只能从某一状态“飞跃”地过渡到另一状态，而不可能停留在不符合这些能量的任何一个中间状态2在宏观尺度内研究物体的运动时我们可以认为：物体的运动是连续的，能量变化是连续的，不必考虑量子化；在研究微观粒子时必须考虑能量量子化3能量子的能量h，其中h是普朗克常量，是电磁波的频率【典例2】(多选)对于带电微粒辐射和吸收能量时的特点，以下说法正确的是()A以某一个最小能量值为单位一份一份地辐射或吸收B辐射和吸收的能量是某一最小值的整数倍C吸收的能量可以是
11、连续的D辐射和吸收的能量是量子化的思路点拨：(1)微观粒子吸收和辐射能量只能是一份一份的(2)能量是量子化的，不连续的ABD带电微粒辐射或吸收能量时是以最小能量值能量子的整数倍或一份一份地辐射或吸收的，是不连续的，故选项A、B、D正确，C错误.(1)带电微粒的能量只能是某一最小能量值的整数倍(2)当辐射或吸收能量时，也是以最小能量值为单位一份一份地辐射或吸收的(3)在微观世界中能量是量子化的跟进训练2普朗克在1900年将“能量子”引入物理学，开创了物理学的新纪元在下列宏观概念中，具有“量子化”特征的是()A人的个数 B物体所受的重力C物体的长度 D物体的动能 A人的个数具有“量子化”特征，故A
12、正确；物体所受的重力和物体的长度以及物体的动能等物理量可以任意连续变化，不具有“量子化”特征.故B、C、D错误.1(多选)下列关于电磁波的叙述中，正确的是()A电磁波由电磁场发生区域向远处传播B电磁波在任何介质中的传播速度均为cC电磁波在真空中传播时，传播速度为cD光是一种电磁波ACD电磁波由电磁场发生区域向远处传播，电磁波在真空中的传播速度为c，故选项A、C、D正确.2在日常生活中，广泛使用了红外体温计测量体温，下列说法正确的是()A当体温超过37.3 时人体才辐射红外线B当体温超过周围空气温度时人体才辐射红外线C红外体温计是依据体温计发射红外线来测体温的D红外体温计是依据人体温度越高，辐射
13、的红外线强度越大来测体温的D人体在任何温度下都会辐射红外线，故A、B选项错误；人体温度越高，辐射红外线的强度越大，红外体温计正是根据这一特点来测体温的，而不是利用红外体温计发射红外线来测体温的，故C选项错误，D选项正确.3(新情境题，以“人眼感光”为背景，考查光子的能量)人眼对绿光较为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530 nm 的绿光时，只要每秒钟有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉普朗克常量为6.6310-34 Js，光速为3.0108 m/s，已知c，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是多少？解析因只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉.所以察觉到绿光所接收的最小功率PEt，
14、式中E6，又hhc，可解得P66.6310-34310853010-9 W2.310-18 W.答案2.310-18 W回归本节知识，自我完成以下问题：1什么是电磁场？什么是电磁波？提示：变化的电场和变化的磁场相互联系在一起，就会在空间形成一个统一的、不可分割的电磁场.这种在空间交替变化的电磁场传播出去就形成了电磁波.2哪位科学家提出了电磁场理论？哪位科学家证实了电磁波的存在？提示：麦克斯韦、赫兹.3哪位科学家提出了量子假说？光量子的公式是什么？提示：德国物理学家普朗克，h，h6.6310-34 Js.课时分层作业(二十)电磁波及其应用量子化现象1关于物理学史，下列说法不正确的是()A奥斯特发现了电磁感应现象，首次揭示了磁与电的联系B麦克斯韦总结了前人的研究成果，建立了经典的电磁场理论C元电荷的数值最早是由美国物理学家密立根通过油滴实验测得的D普朗克认为微观粒子的能量是不连续的A奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了磁与电的联系，故A错误，符合题意；麦克斯韦总结了前人的研究成果，建立了经典的电磁场理论，即
