高中物理人教版選修1-1課件：4.1 電磁波的發(fā)現(xiàn)

1、-1-第四章 電磁波及其應用-2-一、電磁波的發(fā)現(xiàn)-3-一、電磁波的發(fā)現(xiàn)ZHISHISHULI知識梳理DIANLITOUXI典例透析ZHONGNANJUJIAO重難聚焦目標導航1.理解麥克斯韋電磁場理論的兩個支柱:變化的磁場產(chǎn)生電場、變化的電場產(chǎn)生磁場。了解變化的電場和磁場相互聯(lián)系形成統(tǒng)一的電磁場。2.了解電磁場在空間傳播形成電磁波。3.了解麥克斯韋電磁場理論以及赫茲實驗在物理學發(fā)展中的貢獻。體會兩位科學家研究物理問題的思想方法。-4-一、電磁波的發(fā)現(xiàn)ZHISHISHULI知識梳理DIANLITOUXI典例透析ZHONGNANJUJIAO重難聚焦目標導航一二三一、偉大的預言1.變化的磁場產(chǎn)生電

2、場(1)在變化的磁場中如果有閉合的回路,由于磁通量的變化產(chǎn)生了感應電流,表明變化的磁場產(chǎn)生了電場。(2)變化的磁場中如果沒有閉合回路,也同樣要在空間產(chǎn)生電場。2.變化的電場產(chǎn)生磁場如果在空間有變化的電場,那么這個變化的電場也會產(chǎn)生磁場。-5-一、電磁波的發(fā)現(xiàn)ZHISHISHULI知識梳理DIANLITOUXI典例透析ZHONGNANJUJIAO重難聚焦目標導航一二三二、電磁波1.變化的電場和磁場交替產(chǎn)生由近及遠地傳播,這種電場和磁場的傳播是一種波動過程,這就是電磁波?！盀榱四退说陌踩?請您不要在飛機上使用手機和手提電腦?！边@句提示語乘過飛機的人都聽過。請問為什么在飛機上不能使用手機和手提電

3、腦(包括游戲機)?提示:因為地面控制系統(tǒng)對飛機的控制是通過電磁波進行的,而手機和手提電腦能夠產(chǎn)生電磁波,會產(chǎn)生干擾,影響飛行安全。2.電磁波是一種特殊的物質,可以在真空中傳播,它的傳播速度等于光速。3.光也是一種電磁波。-6-一、電磁波的發(fā)現(xiàn)ZHISHISHULI知識梳理DIANLITOUXI典例透析ZHONGNANJUJIAO重難聚焦目標導航一二三三、赫茲的電火花這個實驗現(xiàn)象證實了電磁波的存在及麥克斯韋的電磁理論的正確性。-7-一、電磁波的發(fā)現(xiàn)ZHISHISHULI知識梳理DIANLITOUXI典例透析ZHONGNANJUJIAO重難聚焦目標導航一二一、對麥克斯韋電磁場理論的理解1.變化的磁

4、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。均勻變化的磁場產(chǎn)生穩(wěn)定的電場,均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場。“均勻變化”指的是在相等時間內磁感應強度(電場強度)的變化量相等,或者說磁感應強度(電場強度)對時間的變化率為一定值。不均勻變化的磁場產(chǎn)生變化的電場,不均勻變化的電場產(chǎn)生變化的磁場。2.周期性變化的磁場產(chǎn)生同頻率的周期性電場,振蕩的(周期性變化的)電場產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場。3.變化的電場和變化的磁場總是相互聯(lián)系著的,形成一個不可分離的統(tǒng)一體,這就是電磁場。-8-一、電磁波的發(fā)現(xiàn)ZHISHISHULI知識梳理DIANLITOUXI典例透析ZHONGNANJUJIAO重難聚焦目標

5、導航一二特別提醒變化的磁場產(chǎn)生的電場叫感應電場或渦旋電場,與自由電荷激發(fā)的靜電場不同,它的存在與空間有無導體或電路是否閉合無關。-9-一、電磁波的發(fā)現(xiàn)ZHISHISHULI知識梳理DIANLITOUXI典例透析ZHONGNANJUJIAO重難聚焦目標導航一二二、對電磁波的認識1.電磁波是橫波,在傳播方向上,任意一點的E和B都隨時間按正弦規(guī)律變化,E和B彼此垂直,且與電磁波的傳播方向垂直。2.電磁場中儲存電磁能,電磁波的發(fā)射過程就是輻射能量的過程。3.只有周期性變化的電場和磁場相互激發(fā)才能形成電磁波。4.電磁波可以在真空中傳播,因為電磁波本身就是一種物質場物質,所以傳播時不再需要其他介質。任何頻

6、率的電磁波在真空中的傳播速度都等于光在真空中的速度,即c=3.0108 m/s,電磁波傳播雖然不需要介質,但在其他介質中的速度都比在真空中的小。5.電磁波能產(chǎn)生反射、折射、干涉、衍射和偏振等現(xiàn)象。-10-一、電磁波的發(fā)現(xiàn)ZHISHISHULI知識梳理DIANLITOUXI典例透析ZHONGNANJUJIAO重難聚焦目標導航一二特別提醒(1)麥克斯韋不僅預言了電磁波的存在,而且揭示了電、磁、光現(xiàn)象在本質上的統(tǒng)一。(2)赫茲用實驗證明了電磁波的存在,并研究了電磁波的反射、折射、干涉、衍射和偏振等現(xiàn)象,證明了電磁波與光具有相同的性質,測出了電磁波在真空中的傳播速度與光速c相同。-11-一、電磁波的發(fā)

7、現(xiàn)ZHISHISHULI知識梳理DIANLITOUXI典例透析ZHONGNANJUJIAO重難聚焦目標導航類型一類型二麥克斯韋電磁場理論【例1】 關于電磁場理論,下列說法中正確的是()A.在電場周圍一定產(chǎn)生磁場,磁場周圍一定產(chǎn)生電場B.在變化的電場周圍一定產(chǎn)生變化的磁場,變化的磁場周圍一定產(chǎn)生變化的電場C.均勻變化的電場周圍一定產(chǎn)生均勻變化的磁場D.周期性變化的電場周圍一定產(chǎn)生周期性變化的磁場解析:根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論,只有變化的電場周圍才產(chǎn)生磁場,所以A項錯。而非均勻變化的電場產(chǎn)生變化的磁場,均勻變化的電場周圍產(chǎn)生恒定的磁場,所以選項B、C錯。答案:D-12-一、電磁波的發(fā)現(xiàn)ZHISHI

8、SHULI知識梳理DIANLITOUXI典例透析ZHONGNANJUJIAO重難聚焦目標導航類型一類型二題后反思本題考查麥克斯韋電磁場理論,電場的變化是均勻的還是非均勻的是解決此題的關鍵,只有周期性變化的電場或磁場才能產(chǎn)生電磁波。-13-一、電磁波的發(fā)現(xiàn)ZHISHISHULI知識梳理DIANLITOUXI典例透析ZHONGNANJUJIAO重難聚焦目標導航類型一類型二對電磁波的認識【例2】 下列關于電磁波的說法中,正確的是()A.只要電場和磁場發(fā)生變化,就能產(chǎn)生電磁波B.電磁波傳播需要介質C.停止發(fā)射電磁波,發(fā)射出去的電磁波仍能獨立存在D.電磁波的應用之一是電磁起重機解析:對電磁波的產(chǎn)生機制及傳播途徑要搞清,如果電場(或磁場)是均勻變化的,產(chǎn)生的磁場(或電場)是恒定的,就不能產(chǎn)生新的電場(或磁場),也就不能產(chǎn)生電磁波。電磁波不同于機械波,它的傳播不需要介質,故A、B錯,C對