2019-2020学年高中物理 第2章 电磁感应与电磁场 第4节 麦克斯韦电磁场理论课件 粤教版选修1-1

第四节麦克斯韦电磁场理论 1 知道麦克斯韦的电磁场理论的基本内容 2 了解电磁波的概念及主要特点 认识电磁场的物质性 3 了解赫兹实验的现象及意义 4 体会麦克斯韦理论对科学和社会发展的重要意义 一 电磁场理论的建立及验证1 变化的磁场产生 变化的电场产生 2 电磁场 变化的电场和变化的磁场 形成了一个不可分割的统一体 电磁场 3 电磁波 变化的电场和磁场由近及远地向周围空间 就形成了电磁波 4 电磁波传播的速度与 相等 光是一种电磁波 5 用实验证实了电磁波的存在 课前 自主学习 电场 磁场 相互联系 传播 光速 赫兹 二 电磁场的物质性1 电磁场具有能量 具有物质性 是一种客观存在的 2 电磁场理论有着非常广泛的 电磁波就是现代信息的一种基本载体 物质 应用 1 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 课堂 互动探究 2 光和我们平时所说的电磁波是同一物质光也是一种电磁波 即在空间传播的电磁场 这一点是已被大量实验证实的事实 也就是说光与我们平时所说的电磁波本质上是一样的 但电磁波由于频率不同 性质差别很大 光的频率很大 我们日常生活中用来传递信息的电磁波频率较小 因此它们在许多特性上有很大的不同 3 在捕捉电磁波的实验中 为什么要让发射天线和接收天线的形状大小尽量相同发射出的电磁波的频率和发射装置的性质有关 每个接收装置都有自己的固有频率 当接收到的电磁波频率与自己的固有频率相同时 在导体内激发起的感应电动势最强 所以实验中发射装置与接收装置要尽量相同 对麦克斯韦电磁场理论的理解 按照麦克斯韦的电磁场理论 以下说法正确的是 a 恒定的电场周围产生恒定的磁场 恒定的磁场周围产生恒定的电场b 变化的电场周围产生磁场 变化的磁场周围产生电场c 均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场 均匀变化的磁场周围产生均匀变化的电场d 均匀变化的电场周围产生稳定的磁场 均匀变化的磁场周围产生稳定的电场 例1 解析麦克斯韦的电磁场理论的核心内容是 变化的电场周围产生磁场 变化的磁场周围产生电场 对此理论全面正确的理解为 不变化的电场周围不产生磁场 变化的电场周围可以产生变化的磁场 也可以产生不变化的磁场 均匀变化的电场周围产生稳定的磁场 周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场 由变化的磁场产生电场的规律与以上类似 故正确答案为b d 答案bd 下列说法不正确的是 a 电磁波即电磁场在空间的传播b 麦克斯韦依据光速和电磁波速度相同而预言光是一种电磁波c 赫兹不仅证实了电磁波的存在 还证实了光和电磁波具有相同的性质d 电磁波和机械波最大的相同点是其传播都需要介质答案d 例2 对电磁波的理解 应用麦克斯韦的电磁场理论判断 下列所示的电场产生磁场 或磁场产生电场 的关系图象中 每个选项中的上图是表示变化的场 下图是表示变化的场产生的另外的场 正确的是 例3 对电磁场的理解 答案bc 伟大的实验物理学家 赫兹赫兹是一位基督徒 在1857年2月22日生于德国的汉堡 父亲是犹太人 他一生对电磁波在物理学的发展作出了不少重要的贡献 可惜身体一向很差 不幸于1894年1月1日因血中毒在德国的波恩去世 后人为了纪念这位伟大的科学家 将频率单位命名为 赫兹 课外 阅读延伸 赫兹立志要成为一位出色的工程师 所以中学毕业后他一边工作 一边自学 并在1877年考入慕尼黑工业学院读书 后来他发现自己对自然科学有相当浓厚的兴趣 在父亲的支持下 他转到柏林大学深造物理学和数学 开始了他辉煌灿烂的科学生涯 在大学里赫兹勤奋学习 得到那里的教授亥姆霍兹的赏识 在他的指导下 赫兹开始进行一些科学研究 并于1879年获得大学金质奖章 一年后更以卓越的成绩获得博士学位 毕业后他留校担任助教 并进行了很多电学的研究 在短短的三年时间内一共发表了15篇文章 显示出他在科研工作中的杰出才能 1887年他提出了制造电磁振荡器的方法 并展示在电磁振荡作用下介电极化像传导电流一样发生电磁作用 后来他又在实验上观察了电磁波的反射 折射 干涉和偏振 证实了麦克斯韦的理