学人教版选修34 14.1电磁波的发现课件（4）（21张）.ppt

电磁波的发现 让知识成就未来 麦克斯韦简介 3 8 2020 2 伟大的预言 1 麦克斯韦通过伟大的预言和系统知识的总结得到电和磁场的密切联系 电场和磁场相关的基本论点是 3 变化的电场产生磁场 变化的磁场产生电场 2 两个基本论点的基础上得到的预言是 变化的电场和磁场交替产生 由近及远传播就形成了电磁波 3 8 2020 4 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 变化的磁场产生电场 问题 questions 5 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 总 summarize 结 6 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 1 变化的磁场产生的电场叫感应电场 涡流电场 电场线是闭合的 2 静止电荷周围产生的电场叫静电场 电场线由正电荷起到负电荷终止 不是闭合的 3 8 2020 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 同样 变化电场能够在空间产生磁场 8 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 恒定的磁场不产生电场 e ns b t 静止的电荷不产生磁场 均匀变化的磁场产生恒定的电场周期性变化的磁场产生同频率的振荡电场非均匀变化的磁场产生变化的电场 一 麦克斯韦的电磁场理论 t t 正弦曲线 振荡磁场 振荡电场 e与b频率相同 3 8 2020 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 3 8 2020 10 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 11 电磁波的发现 12 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 赫兹的实验 13 赫兹的实验 14 当电火花在感应圈两个金属球间跳动时 必定建立了一个迅速变化的电磁场 按麦克斯韦的理论 这种变化的电磁场以电磁波的形式在空间传播 当电磁波经过导线环时 迅速变化的电磁场在导线环中激发出感应电动势 使得导线环的空隙间也产生了火花 这是一个令人振奋的现像 电磁波的实验证明 1 赫兹的电火花实验原理图 3 8 2020 2 实验原理 当开关k突然断开时 感应线圈两端产生高压 金属杆a b两端的金属球间的空气被击穿而产生电火花 每跳出一次火花 就产生一次高频振荡电流 火花放电是间歇性的 因此发射电路就间歇性的发射出电磁波 接收金属线圈两端的金属球也跳出电火花 说明接收线圈接收到了电磁波 3 实验结论 证明电磁波存在 为麦克斯韦的电磁场理论奠定了坚实的实验基础 3 8 2020 电磁波的特点 1 电磁波是横波e b v 计算满足 v t f 4 电磁波的频率由振源决定 同一电磁波在不同介质中传播 v和 变化 v介 c 3 电磁波可以在真空中传播速度等于光速 c 3 108m s 6 电磁波具有波的共性 能发生反射 折射 干涉 衍射 多普勒效应和偏振现象 7 电磁波有能量 5 不同电磁波在同一介质中传播 速度不同 f越高 v越小 f越低 v越大 3 8 2020 电磁波与机械波比较 1 传播条件 2 传播规律 3 传播本质 4 产生本质不同 机械波传播需要介质 而电磁波不需要介质也能传播 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 机械波传播的是机械能 电磁波传播的是电磁能 机械波是机械振动产生 电磁波是电磁振荡产生 3 8 2020 3 8 2020 19 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 课堂练习 1 建立完整的电磁场理论并首先预言电磁波存在的科学家是 a 法拉第b 奥斯特c 赫兹d 麦克斯韦2 1888年 用实验证实电磁波的存在 使人们认识到物质存在的另一种形式 这位物理学家是 a 赫兹b 奥斯特c 麦克斯韦d 法拉第3 关于电磁场和电磁波的说法中正确的是 a 电场和磁场总是相互联系的 它们被统称为电磁场b 电磁场由发生的区域向远处的传播就是电磁波c 电磁波的传播速度是3 108m sd 电磁波是一种物质 可以在真空中传播 4 某电场中电场强度随时间变化的图像如图4 1 3所示 能产生磁场的电场是 5 下列关于机械波与电磁