高中物理 4.1 电磁波课件 教科版选修11.ppt

第四章电磁波与电信息技术第1讲电磁波 高中物理 选修1 1 教科版 目标定位 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 2 了解电磁场在空间传播形成电磁波 3 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 体会科学家研究物理问题的思想方法 一 麦克斯韦的大胆假设1 的磁场能产生电场 2 的电场能产生磁场 变化 变化 想一想 麦克斯韦从什么现象认识到变化的磁场能产生电场 关于 变化的电场能够产生磁场 的观点 他是在什么情况下提出的 答案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在空间产生电场 那么变化的电场也能够在空间产生磁场 二 电磁波存在的预言变化的电场和磁场相互激发不断向外传播 麦克斯韦预言电场和磁场是以波动的形式来进行传播的 这就是电磁波 想一想 图4 1 1空间存在如图4 1 1所示的电场 那么在空间能不能产生磁场 在空间能不能形成电磁波 答案如题图所示的电场是均匀变化的 根据麦克斯韦电磁场理论可知会在空间激发出磁场 但磁场恒定 不会再在较远处激发起电场 故不会产生电磁波 三 电磁波存在的实验验证1887年 通过实验证实了电磁波的存在 的预言得到了证实 赫兹 麦克斯韦 四 电磁波的基本性质1 电磁波像实物一样 具有和 是物质运动的一种形式 2 在真空中 电磁波的传播速度v等于 真空中 即v c 3 108m s 3 单位时间内电磁波所发送的能量与有关 愈大 发送的能量愈多 故无线电发射都选用较高的频率发射 能量 质量 光速c 振动频率f 频率 一 对麦克斯韦电磁场理论的理解1 变化的磁场产生电场图4 1 2 如图4 1 2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 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 如图4 1 3所示 图4 1 3 3 小结 1 变化的磁场在周围空间产生电场 变化的电场也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 3 振荡的磁场产生同频率振荡的电场 振荡的电场产生同频率振荡的磁场 例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 针对训练 单选 如图4 1 4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 图4 1 4 a 逐渐增强b 逐渐减弱c 不变d 无法确定答案c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 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 电磁场由近及远传播 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 例2 单选 2013 四川 下列关于电磁波的说法 正确的是 a 电磁波只能在真空中传播b 电场随时间变化时一定产生电磁波c 做变速运动的电荷会在空间产生电磁波d 麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在答案c 解析电磁波在介质中也能传播 比如光是一种电磁波 在水和玻璃等介质中也传播 选项a错误 均匀变化的电场产生稳定的磁场 不能再产生电场 从而不能产生电磁波 选项b错误 做变速运动的电荷会在空间产生变化的电磁场 形