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神州十一号发射全过程示意图 1 电磁波的发现 第四章电磁波及其应用 一 电磁波发现的背景 麦克斯韦的生平 1831年6月13日出生于爱丁堡 15岁那年他的一篇关于卵形曲线画法的论文发表在 爱丁堡皇家学会会刊 上 比笛卡尔的方法还简便 16岁进入爱丁堡大学听课 专攻数学 很重视实验 19岁考入剑桥大学 23岁以优异的成绩毕业 并留校工作 29岁起任伦敦皇家学院物理学和天文学教授 1871年起负责筹划卡文迪许实验室的建立 1879年因癌症逝世 终年48岁 英国物理学家 经典电磁理论的奠基人 二 麦克斯韦的电磁场理论 1 变化的磁场产生电场 环中产生感应电流的实质 环内产生了电场 电场驱使电子定向移动而产生了电流 电场的方向与电流方向相同 将金属环拿走 磁场变化时电场仍然存在 恒定的磁场不产生电场均匀变化的磁场产生恒定的电场非均匀变化的磁场产生变化的电场周期性变化的磁场产生同频率的振荡电场 二 麦克斯韦的电磁场理论 1 变化的磁场产生电场 t t 振荡电场 E与B频率相同 2 变化的电场产生磁场 恒定的电场不产生磁场均匀变化的电场产生恒定的磁场非均匀变化的电场产生变化的磁场周期性变化的电场产生同频率的振荡磁场 电磁场 变化的电场和变化的磁场是相互联系的 形成不可分割的统一体 这就是电磁场 说明 电磁场是特殊的物质形态 具有能量 能相互叠加 是空间立体的 电场和磁场是电磁场这个统一体的两种具体表现形式 麦克斯韦预言电磁波的存在 三 电磁波 1 定义 变化的电场和变化的磁场交替产生 由发生区域向四周由近及远地传播 形成电磁波 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 3 电磁波的特性 a 不需要传播介质 可以在真空中传播 b 传播速度等于光速 光是一种电磁波 c 电磁波是横波 激发 激发 激发 激发 三 赫兹的电火花 1 试验装置 a 连接感应圈的两个金属球 b 导线环上的两个金属球 2 试验现象 当感应圈两个金属球间有火花跳过时 导线环两个小球间也跳过了火花 3 现象解释 当感应圈两个金属球间有火花跳过时 立刻产生了一个交变电磁场 形成电磁波在空间传播 经过导线环时激发出感应电动势 使得导线环中也产生了火花 检测到了电磁波 小结 一 麦克斯韦的电磁场理论 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 电磁波不需要介质 以光速传播 二 赫兹证实 1 电磁场 电磁波的存在 2 电磁波能发生反射 折射 干
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