1、物 理 选修3-4 人教版新课标导学第十四章 第十四章 电磁波 素养整合提升 1 素养脉络构建 2 核心素养提升 3 触及高考演练 素 养 脉 络 构 建电磁波电磁波的发现麦克斯韦电磁场理论变化的磁场产生电场变化的电场产生磁场电磁波麦克斯韦预言了电磁波，提出了光的电磁说电磁场：变化的电场和变化的磁场不可分割电磁波：电磁场由近及远向外传播赫兹实验电磁波的传播速度等于光速电磁波的干涉、偏振、衍射等电磁波电磁振荡LC电磁振荡：产生了周期性变化的高频电流LC振荡周期和频率：T2 LC，f12 LC实际的LC振荡是阻尼振荡电磁波的发射和接收发射采用高频率和开放电路调制调幅和调频：将信息加在高频振荡的电流
2、上接收：电谐振、调谐、解调检波电磁波电磁波的特点及应用应用：广播电视、雷达、移动通讯、因特网电磁波谱特点：横波、真空中传播等于光速、cf核 心 素 养 提 升一、电磁波和机械波的比较电磁波和机械波都是波，但又各有自己的特点，如能正确比较电磁波和机械波的异同，就能全面、透彻理解这两个知识点。1电磁波和机械波的共同点(1)二者都能发生干涉和衍射；(2)介质决定二者的传播速度；(3)二者在不同介质中传播时频率不变。2电磁波和机械波的区别(1)二者本质不同电磁波是电磁场的传播，机械波是质点机械振动的传播。(2)传播的机理不同电磁波的传播机理是电磁场交替感应，机械波的传播机理是质点间的机械作用。(3)电
3、磁波传播不需要介质，而机械波传播需要介质。(4)电磁波是横波。机械波既有横波又有纵波，甚至有的机械波同时具有横波和纵波，例如地震波。类比是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于掌握新知识，提高学习效率。在类比过程中，既要找出共同之处，又要抓住不同之处。某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中不正确的是()A机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用B机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象C机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播D机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波解析：电磁波是电磁场传播形成的。在传播过程中电场的电场强度E和磁场的磁感应强度B的方向都与波
4、的传播方向垂直，所以电磁波应为横波。故选D。D二、电磁波和电磁波谱1按波长由长到短(频率由低到高)的顺序无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线(X射线)、射线等合起来，构成了范围非常广阔的电磁波谱。2各种不同的电磁波既有共性，又有个性共性：它们在本质上都是电磁波，它们的行为服从相同的规律，都遵守公式vf，它们在真空中的传播速度都是c3.0108 m/s，它们的传播都不需要介质，各波段之间的区别并没有绝对的意义。个性：不同电磁波的频率或波长不同，表现出不同的特性。波长越长越容易产生明显干涉、衍射现象，波长越短干涉、衍射现象越不明显。正是这些不同的特性决定了它们不同的用途。3不同波长电磁波的比
5、较名称无线电波红外线可见光紫外线X射线射线主要作用通信热作用视觉作用化学作用穿透作用贯穿作用产生机理振荡电路中自由电子的周期性运动原子外层电子受到激发原子内层电子受到激发原子核受激发真空中的速度都是c3108 m/s频率小大同介质中速度大小名称无线电波红外线可见光紫外线X 射线 射线说明振荡电路中产生一切物体都能辐射由七种色光组成一切高温物体都能辐射伦琴射线管中高速电子流射至阳极产生放射性元素衰变时产生(多选)太赫兹辐射是指频率大于0.3THz(1 THz1012 Hz)，波长介于无线电波中的毫米波与红外线之间的电磁辐射，辐射所产生的T射线在物体成像、医疗诊断、环境检测、通讯等方面具有广阔的应
6、用前景。最近，科学家终于研制出以红外线激光器为基础的首台可产生4.4 THz的T射线激光器，从而使T射线的有效利用成为现实。关于4.4 THz的T射线下列说法中正确的是()A它的波长比可见光长B它是原子内层电子受激发产生的C与红外线相比，T射线更容易发生衍射现象D与X射线相比，T射线更容易表现出粒子性AC 解析：电磁波中波长从长到短依次是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线。由已知条件，T射线介于无线电波和红外线之间，可见它的波长比可见光长，A对；原子内层电子受激发产生的是X射线，B错；波长越长的电磁波，更容易表现出波动性，所以C对，D错。触 及 高 考 演 练从考试大纲对本章的要
7、求，以及本章的知识结构来看，纯粹的电磁场和电磁波的题目较少，但随着信息化社会的发展，会出现以电磁波内容为背景来考查波的传播和辐射能量的综合问题，应引起我们的高度重视。一、高考真题探析(2017北京卷，20)物理学原理在现代科技中有许多重要应用。例如，利用波的干涉，可将无线电波的干涉信号用于飞机降落的导航。如图所示，两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧，它们类似于杨氏干涉实验中的双缝。两天线同时都发出波长为1和2的无线电波。飞机降落过程中，当接收到1和2的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道。下列说法正确的是()A天线发出的两种无线电波必须一样强B导航利用了1与2两种无线电波之间的干
8、涉C两种无线电波在空间的强弱分布稳定D两种无线电波各自在空间的强弱分布完全重合C解析：天线发出的两种无线电波各自发生干涉，故两种无线电波的强弱没关系，A项错误；两种无线电波传播的速度(光速)相同，由cf知，波长不同，则频率不同，故两种无线电波不会发生干涉，B项错误；两种无线电波各自发生干涉，因此在空间的强弱分布稳定，天线连线的中垂线上都是加强点，故C项正确、D项错误。二、真题临场练兵1(2016北京理综，14)下列说法正确的是()A电磁波在真空中以光速c传播B在空气中传播的声波是横波C声波只能在空气中传播D光需要介质才能传播解析：电磁波在真空中以光速c3108 m/s传播，A项正确；在空气中传
9、播的声波是纵波，B项错误；声波不仅可以在空气中传播，也可以在液体、固体等介质中传播，C项错误；光属于电磁波，可以在真空中传播，D项错误。A2(多选)(2018江苏卷，12B)梳子在梳头后带上电荷，摇动这把梳子在空中产生电磁波。该电磁波()A是横波B不能在真空中传播C只能沿着梳子摇动的方向传播D在空气中的传播速度约为3108 m/s解析：电磁波是横波，传播方向与振动方向垂直，既能在真空中传播，也能在介质中传播。电磁波在空气中的传播速度约为3108 m/s，故选项A、D正确。AD 3(多选)(2016全国卷，34)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
10、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E电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失ABC 解析：电磁波在真空中的传播速度为3108 m/s，与电磁波的频率无关，故A项正确；周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场又产生周期性变化的电场，它们相互激发向周围传播，就形成了电磁波，故B项正确；电磁波是横波，因此其电场强度和磁感应强度均与传播方向垂直，故C项正确；光是电磁波，利用光纤对光的全反射可以传播信息，故D项错误；波源的电磁振荡停止后，已发出的电磁波不会立即消失，还要继续传播一段时间，故E项错误。
