新人教版 选修1-1物理：4.1《电磁波的发现》课件.ppt

4 1 电磁波的发现 教学目标 知识与能力 1 理解麦克斯韦电磁场理论的两个支柱 变化的磁场产生电场 变化的电场产生磁场 了解变化的电场和磁场相互联系形成同一的电磁场 了解电磁场在空间传播形成电磁波 了解麦克斯韦电磁场理论以及赫兹实验在物理学发展中的贡献 体会两位科学家研究物理问题的思想方法 教学重点 理解麦克斯韦电磁场理论 电磁场在空间传播形成电磁波教学难点 电磁场在空间传播形成电磁波 伟大的预言一 麦克斯韦的电磁场理论要点 伟大的预言 1 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 法拉第发现的 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 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 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 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既然变化的磁场能够在空间产生电场 那么 变化的电场能不能够在空间产生磁场 麦克斯韦相信自然界规律的统一与和谐 相信电场与磁场具有对称之美 他大胆地提出的相似和联系 经过反复思考提出假设 变化的电场也相当于一种电流 也在空间产生磁场 即变化的电场在空间产生磁场 二 电磁场 电磁波 1 电磁场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 2 电磁波 1 变化的电场和变化的磁场交替产生 由近及远地传播 这种变化的电磁场在空间以一定的速度传播的过程叫做电磁波 2 电磁波与机械波不同 不需要介质 可以在真空中传播 电磁波的速度等于光速 光是以波动形式传播的一种电磁振动 3 电磁场和电磁波理论的理解 1 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 2 非均匀变化的磁场产生变化的电场 不均匀变化的电场产生变化的磁场 3 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 4 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 三 赫兹的电火花 1 麦克斯韦英年早逝 没有见到科学实验对电磁场理论的证明 把天才的预言变成世人公认的真理 这是赫兹的功劳 2 赫兹的实验 2 赫兹的实验 小结 一 麦克斯韦电磁场理论1 变化的磁场产生电场2 变化的电场产生磁场3 电磁场 传播 电磁波4 电磁波不需介质 以光速传播 二 赫兹证实 1 电磁场 电磁波的存在 2 电磁波能反射 折射 干涉 衍射和偏振等现象 证明了电磁波与光具有相同的性质 练习 1 根据麦克斯韦电磁理论 下列说法中正确的是A 变化的电场一定产生变化的磁场B 均匀变化的电场一定产生均匀变化的磁场C 稳定的电场一定产生稳定的磁场D 振荡的电场一定产生同频率的振荡磁场 答案 D 2 下列说法正确的是 A 恒定电流能够在周围空间产生稳定的磁场B 稳定电场能够在周围空间产生稳定的磁场C 均匀变化的电场能够在周围空间产生稳定的磁场D 均匀变化的电场和磁场相互激发 形成由近及远的电磁波 AC 3 当电磁波的频率增加时 它在真空中的速度将 A 减小B 增大C 不变D 减小 增大和不变均有可能4 关于电磁波的传播速度 以下叙述正确的是 A 波长越长 传播速度越快B 频率越高 传播速度越快C 发射量越大 传播速度越快D 所有电磁波在真空中的传播速度都一样大 C D 课堂练习和课外作业 课堂练习 P80问题与练习1 4课外作业 作业本P441 7 选修1 1第四章电磁波及其应用问题与练习一电磁波的发现1 答 麦克斯韦从法拉第电磁感应现象认识到变化的磁场能够产生电场 麦克斯韦确信自然界规律的统一与和谐 相信电场与磁场有对称之美 他认为 既然变化的磁场能够空间产生电场 那么变化的电场也能够在空间产生磁场 2 答 麦克斯韦关于电磁场理论的两大支柱是 1 变化的磁场能够在空间产生电场 2 变化的电场也能够在空间产生磁场 根据上述两个基本论点 麦克斯韦进一步推断 如果在空间某区域有不均匀变化的电场 那么这个变化的电场就在空间引起变化的磁场 这个变化的磁场又会引起新的变化的电场和磁场 于是 变化的电场和磁场交替产生 形成怀近及远的电磁波 选修1 1第四章电磁波及其应用问题与练习一电磁波的发现3 答 可以 赫兹用电火花实验 已经证实了电磁波的存在 4 答 电磁波的发现和和验证是人类走向现代文明的里程碑 是现代通信设备广泛应用的基础 正是电磁波的发现才使人们告别了传统落后的通信方式 享受当前各种通信方式带来的方便快捷 因此 人们要永远纪念麦克斯韦和赫兹这两位科学伟人 教材中展示的墨西哥1967年发行的纪念邮票 票面上把麦克斯韦和赫兹两位