浙江省富阳二中高二物理课件：《电磁波的发现》(新人教版选修3-4)

电磁波的发现 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 麦克斯韦电磁场理论的理解 恒定的电场不产生磁场恒定的磁场不产生电场均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场振荡电场产生同频率的振荡磁场振荡磁场产生同频率的振荡电场 非均匀变化磁场 激发 变化电场 均匀变化 激发 稳定磁场 不再激发 非均匀变化 激发 变化磁场 均匀变化 激发 稳定电场 非均匀变化 电场和磁场的变化关系 二 电磁波的特点 1 电磁波是横波 电磁波在真空中传播时 它的电场强度E与磁感应强度B相互垂直 而且二者均与波的传播方向垂直 如图所示 二 电磁波的特点 2 电磁波中的E和B这两个物理量随时间和空间做周期性的变化 3 电磁波的速度等于光速c 4 光的本质是电磁波 5 电磁波能产生反射 折射 干涉 偏振和衍射等现象 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