物理課件：《電磁波的發(fā)現(xiàn)及應用》PPT優(yōu)質課件

1、13.4 電磁波的發(fā)現(xiàn)及應用第十二章電磁感應與電磁波初步教學目標1.了解麥克斯韋電磁場理論的主要觀點,知道電磁波的概念及通過電磁波體會電磁場的物質性。2.認識電磁波譜。3.了解電磁波譜中各波段的波的特征及它們在科技、經(jīng)濟、社會發(fā)展中的作用。4.知道電磁波是一種物質,具有能量。引入當把食物放到電烤箱中進行加熱或烘烤時，實際上用到的是電磁波引入GPS導航裝置的工作實際上是依靠電磁波的發(fā)射和接收引入醫(yī)院中的CT檢查同樣用到了電磁波引入射電望遠鏡通過收集來自外太空的電磁波來對外太空進行分析引入電磁波的應用如此廣泛，那么最初電磁波是如何被發(fā)現(xiàn)的呢？麥克斯韋對電磁場的理論麥克斯韋通過對法拉第等人成果的研究

2、，逐漸形成了自己的核心觀點，并完成了電磁學通論，成為經(jīng)典電磁場理論的主要內容。下面我們一起經(jīng)歷一下他的研究過程麥克斯韋動生電動勢感生電動勢洛倫茲力充當非靜電力閉合電路的磁通量發(fā)生變化時，會產(chǎn)生感應電流誰充當非靜電力？麥克斯韋對電磁場的理論法拉第對電磁感應的解釋麥克斯韋對電磁感應的解釋變化的磁通量閉合回路變化的磁場渦旋電場閉合回路感應電流感應電流麥克斯韋對電磁場的理論如果用不導電的塑料線繞制線圈，線圈中還有電流和電場嗎？線圈不存在時，線圈所處的空間還有電場嗎？若改成恒定的直流電，還有電場嗎？有電場，無電流有無麥克斯韋對電磁場的理論變化的磁場產(chǎn)生電場電磁場理論的核心之一麥克斯韋認為在變化的磁場周圍

3、產(chǎn)生電場，是一種普遍存在的現(xiàn)象，跟閉合電路是否存在無關，導體環(huán)只是用來顯示電流的存在注意：這種電場的電場線是閉合的（渦旋電場）麥克斯韋對電磁場的理論麥克斯韋假設：變化的電場就像導線中的電流一樣，會在空間產(chǎn)生磁場。磁場電場磁場電場變化變化麥克斯韋對電磁場的理論變化的電場產(chǎn)生磁場電磁場理論的核心之二根據(jù)麥克斯韋理論，在給電容器充電的時候，不僅導體中的電流要產(chǎn)生磁場而且在電容器兩極板間變化著的電場周圍也要產(chǎn)生磁場。麥克斯韋對電磁場的理論恒定的電場不產(chǎn)生磁場均勻變化的電場產(chǎn)生恒定的磁場周期性變化的電場產(chǎn)生同周期的磁場變化的電場產(chǎn)生磁場電磁場理論的核心之二麥克斯韋對電磁場的理論進一步推斷（預言）空間可能

4、存在變化的“電磁場”變化的電磁場向外傳播，就形成了電磁波變化的電場和變化的磁場交替產(chǎn)生，由近及遠地向周圍傳播。一個偉大的預言誕生了空間可能存在電磁波。麥克斯韋對電磁場的理論電磁場1.麥克斯韋電磁場理論的兩個基本觀點:變化的磁場產(chǎn)生電場;變化的電場產(chǎn)生磁場。2.變化的電場和磁場總是相互聯(lián)系的,形成一個不可分割的統(tǒng)一的電磁場。麥克斯韋電磁場理論的理解變化的磁場周圍產(chǎn)生電場,與是否有閉合電路存在無關例1 根據(jù)麥克斯韋電磁場理論,下列說法正確的是 ()A.有電場的空間一定存在磁場,有磁場的空間也一定能產(chǎn)生電場B.在變化的電場周圍一定產(chǎn)生變化的磁場,在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

5、圍一定產(chǎn)生均勻變化的磁場D.周期性變化的磁場周圍空間一定產(chǎn)生周期性變化的電場解析:根據(jù)麥克斯韋電磁場理論,只有變化的電場才能產(chǎn)生磁場,均勻變化的電場產(chǎn)生恒定的磁場,非均勻變化的電場產(chǎn)生變化的磁場,只有選項D正確。答案:D麥克斯韋電磁場理論的理解電磁波的產(chǎn)生理論分析：空間某處產(chǎn)生一個隨時間變化的電場，這個電場就會產(chǎn)生磁場。如果這個磁場也是隨時間變化的，那么這個磁場就會產(chǎn)生新的電場。這樣下去，電磁場就會在空間區(qū)域不斷向外傳播形成了電磁波。捕捉電磁波遺憾的是，麥克斯韋英年早逝，而真正用科學實驗論證電磁場理論的是赫茲。1887-1888年德國物理學家赫茲用實驗手段驗證了電磁波的存在赫茲通過改變兩平行天

6、線之間的距離我們會發(fā)現(xiàn)什么現(xiàn)象？當CD靠近AB時，電流表指針擺動的角度變大；當CD遠離AB時，電流表指針擺動的角度變小。說明電磁波是存在的！捕捉電磁波電磁波的圖像波峰：凸起最高處波谷：凹下的最低處波長：鄰近的兩個波峰（或波谷）的距離電磁波譜1.波速、波長、頻率三者之間的關系是:波速=波長頻率。2.電磁波在真空中的傳播速度c=3108 m/s。3.電磁波譜:按電磁波的波長或頻率大小的順序把它們排列起來,就是電磁波譜。4.電磁波譜按波長由長到短依次為無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、射線。電磁波譜按電磁波的波長或頻率大小的順序把它們排列起來就是電磁波譜，不同的電磁波具有性質?？梢姽庵浑姶挪?/p>

7、的一小部分，而紅外線紫外線等電磁波在生產(chǎn)生活中有著廣泛的應用。電磁波譜從無線電波到射線都是本質相同的電磁波,其行為遵從共同的規(guī)律,但因波長(頻率)不同,又表現(xiàn)出不同的特點。1.共性(1)它們在本質上都是電磁波,它們的行為遵從相同的規(guī)律,各波段之間的區(qū)別并沒有絕對的意義。(2)都遵守公式v=f,它們在真空中的傳播速度都是c=3.0108 m/s。(3)它們的傳播都不需要介質。電磁波譜2.個性(1)不同電磁波的頻率或波長不同,表現(xiàn)出不同的特性。波長越短穿透能力越強。(2)同頻率的電磁波,在不同介質中速度不同。不同頻率的電磁波,在同一種介質中傳播時,頻率越大,速度越小。(3)用途不同:無線電波用于通信和廣播,紅外線用于加熱和遙感技術,紫外線用于殺菌消毒,X射線應用于醫(yī)學上的X光照相,射線用于檢查金屬部件的缺陷,摧毀病變的細胞等。 不同的電磁波由于具有不同的波長(頻率),才具有不同的特性電磁波譜例2 下列有關電磁波的特性和應用,說法正確的是 ()A.紅外線和X射線都有很高的穿透本領,常用于醫(yī)學上透視人體B.過強的紫外線照射有利于人的皮膚健康C.電磁波中頻率最高的為射線,可用于消毒D.紫外線和X射線都可