4.2電磁場(chǎng)與電磁波課件高二下學(xué)期物理人教版選擇性

第四章

電磁振蕩與電磁波第2節(jié)

電磁場(chǎng)與電磁波新教材人教版物理（高中選擇性必修第二冊(cè)）課堂引入1、知道電磁波概念，了解電磁場(chǎng)是物質(zhì)的一種形式，了解麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的基本思想。2、領(lǐng)會(huì)在發(fā)現(xiàn)電磁波的過程中所蘊(yùn)含的科學(xué)精神和科學(xué)研究方法，體會(huì)赫茲實(shí)驗(yàn)證明電磁波存在的重點(diǎn)意義。學(xué)習(xí)目標(biāo)電磁振蕩電路中的能量有一部分要以電磁波的形式輻射到周圍空間中去，那么，這些電磁波是怎樣產(chǎn)生的？思考與討論麥克斯韋詹姆斯·克拉克·麥克斯韋（JamesClerkMaxwell，1831年6月13日?1879年11月5日），出生于蘇格蘭愛丁堡，英國(guó)物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家。經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)的創(chuàng)始人，統(tǒng)計(jì)物理學(xué)的奠基人之一。1847年進(jìn)入愛丁堡大學(xué)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)和物理，畢業(yè)于劍橋大學(xué)。他成年時(shí)期的大部分時(shí)光是在大學(xué)里當(dāng)教授，最后是在劍橋大學(xué)任教。1873年出版的《論電和磁》，也被尊為繼牛頓《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》之后的一部最重要的物理學(xué)經(jīng)典。麥克斯韋被普遍認(rèn)為是對(duì)物理學(xué)最有影響力的物理學(xué)家之一。沒有電磁學(xué)就沒有現(xiàn)代電工學(xué)，也就不可能有現(xiàn)代文明。一、電磁場(chǎng)感應(yīng)電流磁場(chǎng)磁場(chǎng)麥克斯韋的兩個(gè)基本假設(shè)2、變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)麥克斯韋假設(shè)，既然變化的磁場(chǎng)能產(chǎn)生電場(chǎng)，那么變化的電場(chǎng)也會(huì)在空間產(chǎn)生

.1、變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)(1)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)：如圖所示，在變化的磁場(chǎng)中放一個(gè)閉合電路，電路里就會(huì)產(chǎn)生

.(2)麥克斯韋的見解：電路里能產(chǎn)生感應(yīng)電流，是因?yàn)樽兓?/p>

產(chǎn)生了電場(chǎng)，電場(chǎng)促使導(dǎo)體中的自由電荷做定向運(yùn)動(dòng).(3)實(shí)質(zhì)：變化的

產(chǎn)生了電場(chǎng).變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)總是相互聯(lián)系的，形成一個(gè)不可分割的統(tǒng)一的電磁場(chǎng)。磁場(chǎng)一、電磁場(chǎng)①均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)③周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩電場(chǎng)②非均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生變化的電場(chǎng)對(duì)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的理解①均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)③周期性變化的電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場(chǎng)②非均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)二、赫茲的實(shí)驗(yàn)當(dāng)與感應(yīng)圈相連的兩個(gè)金屬球間產(chǎn)生電火花時(shí)，周圍空間出現(xiàn)了迅速變化的電磁場(chǎng)。這種變化的電磁場(chǎng)以電磁波的形式在空間傳播。當(dāng)電磁波到達(dá)導(dǎo)線環(huán)時(shí)，它在導(dǎo)線環(huán)中激發(fā)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，使得導(dǎo)線環(huán)的空隙中也產(chǎn)生了火花，說(shuō)明這個(gè)導(dǎo)線環(huán)接收到了電磁波。20多年后，1886年，赫茲通過自制的實(shí)驗(yàn)裝置證實(shí)了電磁波的存在。電磁波：變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)交替產(chǎn)生，由近及遠(yuǎn)地傳播。這種變化的電磁場(chǎng)在空間以一定的速度傳播的過程叫做電磁波。觀察到了電磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等現(xiàn)象。測(cè)得電磁波在真空中的速度等于光速c，證明了電磁波與光的統(tǒng)一性，證實(shí)了麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論。微弱的電火花閃爍著麥克斯韋理論的光輝，赫茲向全世界宣告：電磁波發(fā)現(xiàn)了。三、電磁波的特點(diǎn)1、電磁波的產(chǎn)生：非均勻變化的磁場(chǎng)變化電場(chǎng)若是均勻變化穩(wěn)定磁場(chǎng)不再激發(fā)若非均勻變化變化磁場(chǎng)若是均勻變化穩(wěn)定電場(chǎng)若非均勻變化激發(fā)激發(fā)激發(fā)激發(fā)3、電磁波中的電場(chǎng)和磁場(chǎng)互相垂直，電磁波在與二者均垂直的方向傳播，所以電磁波是橫波。2、電磁波的傳播靠的是電和磁的相互“感應(yīng)”，因此不需要介質(zhì)，在真空中也能傳播。3、電磁波在真空中的傳播速度等于光在真空中的傳播速度，c=3×108m/s。（光本質(zhì)上是一種電磁波）

波速：v=λ/T=λf三、電磁波的特點(diǎn)4、電磁波也會(huì)發(fā)生反射、折射、干涉、衍射、和偏振等現(xiàn)象。5、電磁波的發(fā)射過程就是輻射能量的過程。（電磁波是真實(shí)存在的物質(zhì)）電磁波機(jī)械波不同點(diǎn)在真空或介質(zhì)中均可傳播一定要有介質(zhì)才能傳播傳播速度與介質(zhì)和頻率有關(guān)（頻率越高的電磁波在同一種介質(zhì)中的傳播速度越?。┎ㄋ倥c介質(zhì)有關(guān)，與頻率無(wú)關(guān)相同點(diǎn)都會(huì)發(fā)生折射、反射、衍射、干涉現(xiàn)象υ＝λ·f，兩者都是周期性的，都是傳播能量的過程．電磁波與機(jī)械波的區(qū)別四、課堂小結(jié)“磁生電”赫茲?rùn)z測(cè)到了電磁波，測(cè)出電磁波波速等于光速。麥克斯韋猜想與假設(shè)：“電生磁”2.變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在預(yù)言光是一種電磁波1.變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)電磁波成果無(wú)線電報(bào)(1901)——廣播