高中物理 第4章 一电磁波的发现课件 新人教版选修11.ppt

一电磁波的发现 一 伟大的预言1 变化的磁场产生电场 1 在变化的磁场中如果有闭合的电路 由于穿过电路的 产生了感应电流 表明变化的磁场产生了 2 变化的磁场中如不放闭合电路 也同样要在空间产生 磁通量发生变化 电场 电场 2 变化的电场产生磁场如果在空间有变化的电场 那么这个变化的电场也会产生 温馨提示恒定的磁 电 场不能产生电 磁 场 磁场 二 电磁波1 定义 不均匀变化的电场在空间引起变化的 这个变化的磁场又会引起新的变化的 于是变化的电场和磁场 由近及远地 就形成了电磁波 2 特点 1 电磁波 在真空中传播 2 电磁波的传播速度等于 3 光在本质上是一种 磁场 电场 交替产生 传播 可以 光速 电磁波 三 赫兹的电火花1 预言了电磁波的存在 用实验验证了电磁波的存在 2 赫兹实验验证了 与光具有相同的性质 还测得电磁波与 具有相同的传播速度 麦克斯韦 赫兹 电磁波 光 一 对麦克斯韦电磁场理论的理解1 变化的磁场产生电场如图4 1 1所示 麦克斯韦认为在变化的磁场周围产生电场 是一种普遍存在的现象 跟闭合电路 导体环 是否存在无关 导体环的作用只是用来显示电流的存在 图4 1 1 注意在变化的磁场中所产生的电场的电场线是闭合的 而静电场中的电场线是不闭合的 2 变化的电场产生磁场根据麦克斯韦理论 在给电容器充电的时候 不仅导体中的电流要产生磁场 而且在电容器两极板间变化着的电场周围也要产生磁场 图4 1 2所示 图4 1 2 3 小结 1 恒定的电场不产生磁场 2 恒定的磁场不产生电场 3 均匀变化的磁场在周围空间产生的电场恒定 4 均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场 4 电磁场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它周围空间产生周期性变化的磁场 这个周期性变化的磁场又在它周围空间产生新的周期性变化的电场 变化的电场和变化的磁场是相互联系着的 形成不可分割的统一体 这就是电磁场 二 对电磁波的理解1 电磁波的形成变化的电场和磁场交替产生 形成电磁场 电磁场由近到远传播 形成电磁波 2 电磁波的特点 1 电磁波是横波 电磁波中的电场和磁场互相垂直 电磁波在与二者均垂直的方向传播 2 电磁波的传播不需要介质 在真空中传播速度等于光速c 3 00 108m s 3 电磁场储存电磁能 电磁波的发射过程就是辐射能量的过程 4 电磁波具有波的一切特性 能够发生反射 折射 干涉 衍射等现象 典例1 多选 根据麦克斯韦电磁场理论 下列说法正确的是 a 电场周围一定产生磁场 磁场周围也一定产生电场b 变化的电场周围一定产生磁场 变化的磁场周围也一定产生电场c 变化的电场周围一定产生变化的磁场d 电磁波在真空中的传播速度为3 00 108m s 麦克斯韦电磁场理论 解析根据麦克斯韦的电磁场理论 只有变化的电场周围产生磁场 变化的磁场周围产生电场 但变化的电场周围不一定产生变化的磁场 如均匀变化的电场产生的是稳定的磁场 所以正确的选项是b d 答案bd借题发挥电磁波形成于周期性变化电磁场的传播 而周期性变化的电场或磁场都是非均匀变化的 变式1 多选 关于电磁场理论的叙述正确的是 a 变化的磁场周围一定存在着电场 与是否有闭合电路无关b 周期性变化的磁场产生同频率的变化电场c 变化的电场和变化的磁场相互关联 形成一个统一的场 即电磁场d 电场周围一定存在磁场 磁场周围一定存在电场 答案 ab 解析 变化的磁场周围产生电场 当电场中有闭合回路时 回路中有电流 若无闭合回路电场仍然存在 a正确 若形成电磁场必须有周期性变化的电场和磁场 b对 c d错 典例2 多选 下列关于电磁波的说法中正确的是 a 只要电场和磁场发生变化 就能产生电磁波b 电磁波的传播需要介质c 停止发射电磁波 发射出去的电磁波仍能独立存在d 电磁波具有能量 电磁波的传播是伴随着能量向外传递的 电磁波的理解 解析要想产生持续的电磁波 变化的电场 或磁场 产生的磁场 或电场 必须是非均匀变化的 所以a选项错误 电磁波是物质波 电磁波的传播可以不需要介质而在真空中传播 b选项错误 电磁波可以脱离 波源 而独立存在 c选项正确 电磁波可以使电荷移动 说明电磁波具有能量 电磁波传播的过程 也就是能量的传播过程 所以d正确 答案cd 变式2 多选 关于电磁场和电磁波 下列叙述中正确的是 a 均匀变化的电场在它周围空间产生电磁波b 电磁波必须依赖于介质传播c 电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直 且与波的传播方向垂直d 只要空间某个区域有振荡的电场或磁场 就能产生电磁波 答案 cd 解析 均匀变化的电场在它周围产生稳定的磁场 由电磁场理论知 稳定的磁场不再产生电场 所以不能形成电磁波 故a项错 电磁波是周期性变化的电场与磁场的交替激发 所以传播不需要介质 b项错 1 如图4 1 3所示是某一固定面的磁通量的变化图象 在它周围空间产生的电场中的某一点场强e应是 a 逐渐增强b 逐渐减弱c 不变d 无法确定 答案 c 麦克斯韦电磁场理论 图4 1 3 解析 由图象可知 磁场在均匀变化 故在磁场周围产生的电场是稳定不变的 2 多选 在空间某处存在一个变化的磁场 则下列说法正确的是 a 在变化的磁场周围一定能产生变化的电场b 在磁场中放一个闭合线圈 线圈里一定有感应电流c 在磁场中放一个闭合线圈 线圈里不一定有感应电流d 变化的磁场周围产生电场 跟闭合线圈的存在与否无关 答案 cd 解析 均匀变化的磁场周围产生稳定的电场 a错 在磁场中放置一个闭合线圈 如果穿过线圈的磁通量没有变化 则不会产生感应电动势 也就不会有感应电流 b错 c对 变化的磁场周围一定产生电场 与是否存在线圈无关 d对 3 多选 对于声波和电磁波的比较 下面说法中正确的是 a 它们都能发生反射现象b 声音是由物体振动产生的 电磁波是由变化的电磁场产生的c 光是一种电磁波 b超利用的是超声波d 它们都能在真空中传播 答案 abc 电磁波的理解 解析 声波和电磁波都属于波 所以它们