辽宁省大连市高中物理 第十四章 电磁波 14.1 电磁波的发现课件 新人教版选修34.ppt

无线电在生活中应用广泛 无线电通信是怎样传输信号的呢 今天我们就来学习这方面的简单知识 电磁波的发现 第十四章电磁波 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 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 知识与能力 通过了解麦克斯韦电磁场理论以及赫兹实验 体会两位科学家研究物理问题的思想方法 过程与方法 情感 态度与价值观 1 体验生活物理 激发学习科学知识的热情 2 学会 数字化 学习 麦克斯韦电磁理论电磁波的形成和电磁波的特点 教学重点 麦克斯韦电磁理论的理解 教学难点 一 麦克斯韦的生平与贡献二 伟大的预言三 电磁波四 赫兹的电火花 1 电磁波发现的背景 1 麦克斯韦少年时在数学上极有天赋 2 麦克斯韦受到法拉第巨大的激励 3 前人工作的成果是麦克斯韦取得成功的基石 一 麦克斯韦的生平与贡献 2 麦克斯韦的生平 麦克斯韦是19世纪最伟大的理论物理学家 经典电磁场理论的奠基人 1831年8月31日 麦克斯韦出生于爱丁堡 童年时对自然科学产生了浓厚的兴趣 15岁时 在英国 爱丁堡皇家学会学报 上发表数学论文 1847年秋天 麦克斯韦考进了爱丁堡大学 三年后 他转入的剑桥大学 1852年 麦克斯韦又成了剑桥大学研究生 同时还参加了剑桥大学著名的斯托克斯讲座 在这两位数学大师的指点下 麦克斯韦不出三年就掌握了当时所有先进的数学方法 成为一名年轻有为的数学家 麦克斯韦毕业后留校工作 开始了电磁学的研究 当时 电磁学在实验研究方面的四大定律 库仑定律 高斯定律 安培定律和法拉第电磁感应定律 已先后建立 特别是法拉第长期坚持对抗磁体的研究 并于1851年发表了 认磁力线 一文 这篇文章中蕴藏着朦胧的电磁理论的思想 这些先决条件为麦克斯韦的创造性研究准备了肥田沃土 电磁通论 3 麦克斯韦的贡献 麦克斯韦于1856年 1862年 1864年发表了三篇划时代的论文 牢固地奠定了麦克斯韦电磁场理论的基础 电磁通论 在1873年问世 这部经典著作 以著名的方程组把电荷 电流 电场和磁场间的普遍联系完全统一了起来 电磁波传播的研究和光的电磁理论是这部著作的精髓 在物理学史上 这一鸿篇巨著可以与牛顿的 自然哲学之数学原理 相媲美 麦克斯韦电磁理论在他的生前并未得到充分的重视 因为他的思想太不寻常了 德国物理学家赫兹用实验的方法证实了他电磁理论预言的所有方面 麦克斯韦的理论才得到了普遍的承认 1 麦克斯围电磁场理论 1 变化的磁场产生电场 二 伟大的预言 均匀变化的磁场产生稳定的电场 振荡磁场产生振荡电场 t 正弦曲线 振荡磁场 振荡电场 e与b频率相同 2 变化的电场产生磁场 均匀变化的电场产生稳定的磁场 振荡电场产生振荡磁场 t t 正弦曲线 振荡电场 振荡磁场 b与e频率相同 思考与讨论 如果一个变化的电场会产生一个变化的磁场 那么下面还要发生什么现象呢 变化的电场和变化的磁场总是相互联系的 它们形成一个不可分离的统一场 这就是电磁场 三 电磁波 1 理论分析 空间某处产生一个随时间变化的电场 这个电场就会产生磁场 如果这个磁场也是随时间变化的 那么这个磁场就会新的电场 这样下去 电磁场就会在空间区域不断向外传播形成了电磁波 1 电磁波的产生 非均匀变化的磁场 变化电场 若是均匀变化 稳定磁场 不再激发 若非均匀变化 变化磁场 若是均匀变化 稳定电场 若非均匀变化 2 电磁波形成示意图 激发 激发 激发 激发 2 电磁波的特点 1 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 所以电磁波是横波 2 电磁波在真空中的传播速度等于光在真空中的传播速度 c 3 108m s 3 不需要传播介质 在真空中可以传播 3 电磁波与机械波比较 传播条件 机械波传播需要介质 而电磁波不需要介质也能传播 传播规律 都遵循 v f t 这个关系式 且电磁波也能发生反射 折射 衍射 干涉等现象 传播本质 机械波传播的是机械能 电磁波传播的是电磁能 赫兹用实验证实电磁波的存在 令人振奋的电火花 四 赫兹的电火花 微弱的电火花闪烁着麦克斯韦理论的光辉 赫兹向全世界宣告 电磁波发现了 1 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 变化的电场和磁场相互联系形成同一的电磁场 电磁场在空间传播形成电磁波 3 赫兹实验的过程及对无线电技术的贡献 d 1 根据麦克斯韦电磁场理论 下列说法正确的是 a 在电场周围一定产生磁场 在磁场周围一定产生电场b 在变化的电场周围一定产生变化的磁场 在变化的磁场周围一定产生变化的电场c 均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场d 振荡的电场周围一定产生同频率变化的磁场 2 按照麦克斯韦的电磁场理论 以下说法中正确的是 a 磁场在周围一定产生电场b 电场在周围一定产生磁场c 变化的磁场在周围产生电场d 变化的电场在周围产生磁场 变化的磁场 电场 产生电场 磁场 cd 3 按照麦克斯韦的电磁场理论 以下说法中正确的是 a 恒定的磁场在周围产生恒定的电场b 变化的磁场在周围产生变化的电场c 均匀变化的磁场在周围产生均匀变化的电场d 均匀变化的磁场在周围产生恒定的电场 均匀变化的磁场 电场 产生恒定的电场 磁场 d 4 按照麦克斯韦的电