电磁场和电磁波

1 / 4 电磁场和电磁波 本资料为 WoRD 文档，请点击下载地址下载全文下载地址莲山课 件 m 高中物理教案电磁场和电磁波 一、导引 人类认识客观世界，发现新的事物，常有二种方式，一种是从生产实践，科学实验中观察分析后发现新的事物，另一种是从科学理论出发，预言新的事物存在，电磁波的发现，属于后一种。麦克斯韦从电磁场理论出发，运用了较为深奥的数学工具，得到了描述电磁场特性的规律，并预言了电磁波的存在。 10 年后，他的学生赫兹用实验方法证实了麦克斯韦的伟大预言，发射并接收了电磁波，从而开创了无线电技术的新时 代。 我们现在粗略地介绍了一下麦克斯韦的这个理论。 二、授课 1麦克斯韦的理论要点一，变化的磁场产生电场 演示实验 装置如图所示，当穿过螺线管的磁场随时间变化时，上面的线圈中产生感应电动势，引起感应电流使灯泡发光。 (1)线圈中产生感应电动势说明了什么？ 麦克斯韦认为变化的磁场在线圈中产生电场，正是这种电场2 / 4 (涡旋电场 )在线圈中驱使自由电子做定向的移动，引起了感应电流。 (2)如果用不导电的塑料线绕制线圈，线圈中还会有电流、电场吗？ 引导学生思考后回答，有电场、无电流。 (3)想 象线圈不存在时线圈所在处的空间还有电场吗？ (有 ) (4)总结说明，麦克斯韦认为线圈只不过用来显示电场的存在，线圈不存在时，变化的磁场同样在周围空间产生电场，即这是一种普遍存在的现象，跟闭合电路是否存在无关。 2变化的电场产生磁场 我们知道，电流周围存在着磁场，麦克斯韦研究了电现象和磁现象的相似和联系。经过反复思考提出一个假设，变化的电场产生磁场。 这一点，我们从哲学上知道，事物之间是相互联系的，可以相互转化。 比如根据麦克斯韦的理论，在给电容器充电的时候，不仅导体中电流要产生磁场，而且在 电容器两极板间周期性变化着的电场周围也要产生磁场。 3电磁场、电磁波 (1)概念 麦克斯韦根据自己的理论进一步预言，如果在空间某域中有周期性变化的电场，那么，这个变化的电场就在它周围空间3 / 4 产生周期性变化的磁场，这个变化的磁场又在它周围空间产生新的周期性变化的电场 。可见，变化的电场和变化的磁场是相互联系的，形成一个不可分离的统一体，这就是电磁场，这种变化的电场和变化的磁场总是交替产生，并且由发生的区域向周围空间传播。见课本 6-7 图，电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波。 (2)电磁波的特点 是横波 是物质波，真空中也能传播，能独立存在 (与机械波不同 ) 具有反射、折射、干涉、衍射等波的一切特性 （ 3）波速公式 c f c 为真空中速度，电磁波在真空中速度等于光速。 无线电技术中使用的电磁波叫无线电波，见课本表格介绍。 三、扩展 麦克斯韦的电磁场理论三点 1变化的磁场能够在周围空间产生电场，变化的电场能够在周围空间产生磁场。 2均匀变化的磁场，产生稳定的电场，均匀变化的电场，产生稳定的磁场。这里的 “ 均匀变化 ” 指在相等时间内磁感应强度 (或电场强度 )的 变化量相等，或者说磁感应强度 (或电场强度 )对时间变化率一定。 3不均匀变化的磁场产生变化的电场，不均匀变化的电场4 / 4 产生变化的磁场 4振荡的 (即周期性变化的 )磁场产生同频率的振荡电场，振荡的电场产生同频率的振荡磁场。 5变化的电场和变化的磁场总是相互联系着，形成一个不可分离的统一体，这就是电磁场，向周围空间传播这就是电磁波。 四、学生活动设计 通过观察试验，发挥想象能力，画出变化磁场产生的电场的电场线。 2总结机械波与