5 电磁波的发现及其应用
[学科素养与目标要求]
物理观念：1.了解麦克斯韦电磁场理论，了解电磁波的产生机理.2.知道电磁波的特点，知道电磁场的物质性.3.了解电磁波的应用及其带来的影响.4.知道光是一种电磁波，知道光的能量的不连续性.
科学态度与责任：1.了解麦克斯韦在物理学发展中的贡献，体会其研究物理问题的方法.2.了解电磁波在现代生活中的应用，激发热爱科学、献身科学的热情.
一、麦克斯韦伟大的预言
1.变化的磁场产生电场
(1)在变化的磁场中放一个闭合的电路，由于穿过电路的磁通量发生变化，电路里会产生感应电流.这个现象的实质是变化的磁场在空间产生了电场.
(2)即使在变化的磁场中没有闭合电路，也同样要在空间产生电场.
2.变化的电场产生磁场
变化的电场也相当于一种电流，也在空间产生磁场，即变化的电场在空间产生磁场.
二、电磁波
1.电磁波的产生：如果在空间某区域中有周期性变化的电场，那么这个变化的电场就在空间引起周期性变化的磁场；这个变化的磁场又会引起新的变化的电场……于是，变化的电场和磁场交替产生，由近及远地传播.电磁场这样由近及远地传播，就形成电磁波.
2.特点
(1)电磁波可以在真空中传播.
(2)电磁波的传播速度等于光速.
(3)光在本质上是一种电磁波.
(4)光是以波动形式传播的一种电磁振动.
3.电磁波的波速
(1)波速、波长、频率三者之间的关系：波速＝波长×频率.
电磁波的波速c与波长λ、频率f的关系是c＝λf.
(2)电磁波在真空中的传播速度c＝3.00×108 m/s.
三、电磁波谱
1.按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫做电磁波谱.
2.不同波长电磁波的特性
(1)无线电波
波长大于1mm(频率小于300GHz)的电磁波是无线电波.无线电波用于通信和广播.
(2)红外线
①红外线是一种光波，它的波长比无线电波的波长短，比可见光长.
②所有物体都发射红外线，热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射强.我们看不见红外线.
③利用红外线遥感可以在飞机或人造卫星上勘测地热、寻找水源、监视森林火情、预报风暴和寒潮.
(3)可见光
可见光的波长在400～760nm之间.
(4)紫外线
波长范围在5～370nm的电磁波是紫外线.可以利用紫外线灭菌消毒.人体接受适量的紫外线照射，能促进钙的吸收，改善身体健康.在紫外线的照射下，许多物质会发出荧光，根据这个特点可以设计防伪措施.
(5)X射线和γ射线
波长比紫外线更短的电磁波就是X射线和γ射线.X射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变.X射线能够穿透物质，可以用来检查人体内部器官.
波长最短的电磁波是γ射线，它具有更高的能量.在医学上可以治疗某些癌症，还可用于探测金属部件内部的缺陷.
判断下列说法的正误.
(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)电磁波在空气中可以传播，在真空中不能传播.( × )
(3)光在真空中的速度与电磁波在真空中的速度相同，光是一种电磁波.( √ )
(4)无线电波、可见光、红外线、紫外线都属于电磁波.( √ )
