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高中物理鲁科版 (2019)必修 第三册第5章 初识电磁场与电磁波第4节 初识光量子与量子世界精品ppt课件
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这是一份高中物理鲁科版 (2019)必修 第三册第5章 初识电磁场与电磁波第4节 初识光量子与量子世界精品ppt课件，共23页。PPT课件主要包含了电磁场，电磁波，无线通信，射频辐射，电磁波源，电磁波的传播途径，光的反射，光的颜色，波粒二象性，整数倍等内容，欢迎下载使用。
如图所示，在变化的磁场中放一个闭合电路，电路中电流表示数是否发生变化？
知识点一 对电磁波的认识[观图助学]
1.电磁波的产生(1)英国物理学家麦克斯韦提出：变化的______在周围空间激发出一种电场，变化的______也能够产生磁场。(2)周期性变化的_______周围会产生周期性变化的电场，周期性变化的______周围也会产生周期性变化的磁场。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________。 (3)空间交替变化的电磁场传播出去就形成________。 _____证实了电磁波的存在。(4)电磁波特点：①横波，②传播速度与光速相同。
2.电磁波应用(1)手机通话是靠一种特殊的___________系统来实现的。(2)雷达是一种检测飞行器、船只等远距离物体位置的系统。(3)卫星通信利用地球同步卫星传递______通信信号。3.电磁污染及防护(1)电磁污染又称________污染或_________污染。(2)电磁辐射的防护。从物理学的角度看，可以从________， ___________________及受辐射的人三个方面进行防护。
[思考判断] (1)在变化的电场周围，一定存在着和它联系着的磁场。( ) (2)电磁波的传播不需要介质。( ) (3)光是一种电磁波。( )
知识点二 光量子与量子世界1.光的量子化(1)光的微粒说和光的波动说。光的微粒说可以解释__________、 __________等；光的波动说可解释_____、 ______、 _____等现象。(2)爱因斯坦在解释光电效应时提出了光量子假说，认为光的发射、传播和接收都是一份份_____的形式进行的。后来光量子正式命名为_____。(3)光即具有波动性，又具有粒子性，即具有____________。2.初识量子世界：量子假说认为，物质辐射(或吸收)的能量E只能是最小能量单位的________，即E＝nε(n＝1，2，3，…)。一份能量就是一个_______， _______的能量ε与频率ν成正比即______。
[要点归纳]一、电磁波特点1.根据麦克斯韦的电磁场理论，电磁波在真空中传播时，它的电场强度与磁感应强度互相垂直，而且二者均与波的传播方向垂直，如图所示。因此电磁波是横波。2.电磁波中的电场强度E与磁感应强度B这两个物理量随时间和空间做周期性的变化。3.光的本质是电磁波。4.电磁波能产生反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象。
二、电磁波的应用1.无线电波(radi wave)：无线电波用于通信和广播。如手机、卫星通讯等。
2.红外线(infrared ray)红外线是一种光波，它的波长比无线电波短，比可见光长。所有物体都发射红外线。主要用于加热、遥测等。
红外体温计不与身体接触也可以测体温
3.可见光(visible light)阳光是由各种色光组成的。主要用于照明、照相等。4.紫外线(ultravilet ray)人眼看不到比紫光波长更短的电磁波。在紫光之外，波长范围在5 nm到370 nm之间的电磁波是紫外线。主要应用：日光灯、杀菌消毒、治疗皮肤病等。
5.X射线(X－ray)和γ射线(γ－ray) 波长比紫外线更短的电磁波就是X射线和γ射线。主要应用：探测、治疗等。
“CT”是“计算机辅助X射线断层以摄影”的简称
6.电磁波谱 如无线电波、光波、X射线、γ射线都是电磁波
[试题案例][例1] 现在车辆常安装GPS(全球卫星定位系统)接收器，可用来接收卫星发射的信号，实现对车辆的精确定位和导航。卫星向GPS接收器传送信息通过的是( )A.激光 B.电磁波 C.红外线 D.紫外线 解析 GPS接收器通过接收卫星发射的导航信号，实现对车辆的精确定位并导航。卫星向GPS接收器传送信息依靠的是电磁波。故选B。答案 B
[例2] (多选)关于电磁波，下列说法正确的是( )A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B.周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波C.电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直D.利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输解析 电磁波在真空中传播速度等于光速与频率无关，A正确；电磁波是周期性变化的电场和磁场相互激发得到的，B正确；电磁波的传播方向与电场(E)方向、磁场(B)方向均垂直，C正确；光是一种电磁波，可在光缆中传输，D错误。答案 ABC
[针对训练1] 为了体现高考的公平、公正，高考时很多地方在考场使用手机信号屏蔽器，该屏蔽器在工作过程中以一定的速度由低端频率向高端频率扫描，该扫描速度可以在手机接收报文信号时形成乱码干扰，手机不能检测从基站发出的正常数据，使手机不能与基站建立连接，达到屏蔽手机信号的目的，手机表现为搜索网络、无信号、无服务系统等现象。由以上信息可知( )A.由于手机信号屏蔽器的作用，考场内没有电磁波了B.电磁波必须在介质中才能传播C.手机信号屏蔽器工作时基站发出的电磁波不能传播到考场内D.手机信号屏蔽器是通过发射电磁波干扰手机工作来达到目的的
解析 电磁波在空间的存在，不会因手机信号屏蔽器而消失，故A错误；电磁波可以在真空中传播，B错误；由题意知手机信号屏蔽器工作过程中以一定的速度由低端频率向高端频率扫描，干扰由基站发出的电磁波信号，使手机不能正常工作，故C错误，D正确。答案 D
[要点归纳]1.能量子公式
2.能量的量子化在微观世界中能量不能连续变化，只能取分立值，这种现象叫做能量的量子化。3.量子化假设的实验证实普朗克公式与实验结果比较，发现它与实验结果“令人满意地相符”。比较图线如下图所示，曲线是根据普朗克的公式作出的，小圆代表实验值。
[试题案例][例3] 神光“Ⅱ”装置是我国规模最大的高功率固体激光系统，利用它可获得能量为2 400 J、波长λ＝0.35 μm的紫外激光。已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，则该紫外激光所含光子数为多少？
答案 4.23×1021(个)
[针对训练2] 根据爱因斯坦的“光子说”可知( )A.“光子说”本质就是牛顿的“微粒说”B.只有光子数很多时，光才具有粒子性C.一束单色光的能量可以连续变化D.光的波长越长，光子的能量越小
如图所示，在变化的磁场中放一个闭合电路，电路中电流表示数是否发生变化？
知识点一 对电磁波的认识[观图助学]
1.电磁波的产生(1)英国物理学家麦克斯韦提出：变化的______在周围空间激发出一种电场，变化的______也能够产生磁场。(2)周期性变化的_______周围会产生周期性变化的电场，周期性变化的______周围也会产生周期性变化的磁场。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________。 (3)空间交替变化的电磁场传播出去就形成________。 _____证实了电磁波的存在。(4)电磁波特点：①横波，②传播速度与光速相同。
2.电磁波应用(1)手机通话是靠一种特殊的___________系统来实现的。(2)雷达是一种检测飞行器、船只等远距离物体位置的系统。(3)卫星通信利用地球同步卫星传递______通信信号。3.电磁污染及防护(1)电磁污染又称________污染或_________污染。(2)电磁辐射的防护。从物理学的角度看，可以从________， ___________________及受辐射的人三个方面进行防护。
[思考判断] (1)在变化的电场周围，一定存在着和它联系着的磁场。( ) (2)电磁波的传播不需要介质。( ) (3)光是一种电磁波。( )
知识点二 光量子与量子世界1.光的量子化(1)光的微粒说和光的波动说。光的微粒说可以解释__________、 __________等；光的波动说可解释_____、 ______、 _____等现象。(2)爱因斯坦在解释光电效应时提出了光量子假说，认为光的发射、传播和接收都是一份份_____的形式进行的。后来光量子正式命名为_____。(3)光即具有波动性，又具有粒子性，即具有____________。2.初识量子世界：量子假说认为，物质辐射(或吸收)的能量E只能是最小能量单位的________，即E＝nε(n＝1，2，3，…)。一份能量就是一个_______， _______的能量ε与频率ν成正比即______。
[要点归纳]一、电磁波特点1.根据麦克斯韦的电磁场理论，电磁波在真空中传播时，它的电场强度与磁感应强度互相垂直，而且二者均与波的传播方向垂直，如图所示。因此电磁波是横波。2.电磁波中的电场强度E与磁感应强度B这两个物理量随时间和空间做周期性的变化。3.光的本质是电磁波。4.电磁波能产生反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象。
二、电磁波的应用1.无线电波(radi wave)：无线电波用于通信和广播。如手机、卫星通讯等。
2.红外线(infrared ray)红外线是一种光波，它的波长比无线电波短，比可见光长。所有物体都发射红外线。主要用于加热、遥测等。
红外体温计不与身体接触也可以测体温
3.可见光(visible light)阳光是由各种色光组成的。主要用于照明、照相等。4.紫外线(ultravilet ray)人眼看不到比紫光波长更短的电磁波。在紫光之外，波长范围在5 nm到370 nm之间的电磁波是紫外线。主要应用：日光灯、杀菌消毒、治疗皮肤病等。
5.X射线(X－ray)和γ射线(γ－ray) 波长比紫外线更短的电磁波就是X射线和γ射线。主要应用：探测、治疗等。
“CT”是“计算机辅助X射线断层以摄影”的简称
6.电磁波谱 如无线电波、光波、X射线、γ射线都是电磁波
[试题案例][例1] 现在车辆常安装GPS(全球卫星定位系统)接收器，可用来接收卫星发射的信号，实现对车辆的精确定位和导航。卫星向GPS接收器传送信息通过的是( )A.激光 B.电磁波 C.红外线 D.紫外线 解析 GPS接收器通过接收卫星发射的导航信号，实现对车辆的精确定位并导航。卫星向GPS接收器传送信息依靠的是电磁波。故选B。答案 B
[例2] (多选)关于电磁波，下列说法正确的是( )A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B.周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波C.电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直D.利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输解析 电磁波在真空中传播速度等于光速与频率无关，A正确；电磁波是周期性变化的电场和磁场相互激发得到的，B正确；电磁波的传播方向与电场(E)方向、磁场(B)方向均垂直，C正确；光是一种电磁波，可在光缆中传输，D错误。答案 ABC
[针对训练1] 为了体现高考的公平、公正，高考时很多地方在考场使用手机信号屏蔽器，该屏蔽器在工作过程中以一定的速度由低端频率向高端频率扫描，该扫描速度可以在手机接收报文信号时形成乱码干扰，手机不能检测从基站发出的正常数据，使手机不能与基站建立连接，达到屏蔽手机信号的目的，手机表现为搜索网络、无信号、无服务系统等现象。由以上信息可知( )A.由于手机信号屏蔽器的作用，考场内没有电磁波了B.电磁波必须在介质中才能传播C.手机信号屏蔽器工作时基站发出的电磁波不能传播到考场内D.手机信号屏蔽器是通过发射电磁波干扰手机工作来达到目的的
解析 电磁波在空间的存在，不会因手机信号屏蔽器而消失，故A错误；电磁波可以在真空中传播，B错误；由题意知手机信号屏蔽器工作过程中以一定的速度由低端频率向高端频率扫描，干扰由基站发出的电磁波信号，使手机不能正常工作，故C错误，D正确。答案 D
[要点归纳]1.能量子公式
2.能量的量子化在微观世界中能量不能连续变化，只能取分立值，这种现象叫做能量的量子化。3.量子化假设的实验证实普朗克公式与实验结果比较，发现它与实验结果“令人满意地相符”。比较图线如下图所示，曲线是根据普朗克的公式作出的，小圆代表实验值。
[试题案例][例3] 神光“Ⅱ”装置是我国规模最大的高功率固体激光系统，利用它可获得能量为2 400 J、波长λ＝0.35 μm的紫外激光。已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，则该紫外激光所含光子数为多少？
答案 4.23×1021(个)
[针对训练2] 根据爱因斯坦的“光子说”可知( )A.“光子说”本质就是牛顿的“微粒说”B.只有光子数很多时，光才具有粒子性C.一束单色光的能量可以连续变化D.光的波长越长，光子的能量越小
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