物理：4.1《电磁波的发现》(新人教版选修1-1)

4.1电磁波的发现,教学目标,知识与能力：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。了解电磁场在空间传播形成电磁波。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。体会两位科学家研究物理问题的思想方法。教学重点：理解麦克斯韦电磁场理论；电磁场在空间传播形成电磁波教学难点：电磁场在空间传播形成电磁波,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演示实验装置如图所示，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。,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、增大和不变均有可能4.关于电磁波的传播速度，以下叙述正确的是()A.波长越长，传播速度越快B.频率越高，传播速度越快C.发射量越大，传播速度越快D.所有电磁波在真空中的传播速度都一样大,C,D,课堂练习和课外作业,课堂练习：P80问题与练习1-4课外作业：作业本P441-7,选修1-1第四章电磁波及其应用问题与练习一电磁波的发现1答：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空间产生电场，那么变化的电场也能够在空间产生磁场。2答：麦克斯韦关于电磁场理论的两大支柱是：（1）变化的磁场能够在空间产生电场，（2）变化的电场也能够在空间产生磁场。根据上述两个基本论点，麦克斯韦进一步推断：如果在空间某区域有不均匀变化的电场，那么这个变化的电场就在空间引起变化的磁场；这个变化的磁场又会引起新的变化的电场和磁场于是，变化的电场和磁场交替产生，形成怀近及远的电磁波。,选修1-1第四章电磁波及其应用问题与练习一电磁波的发现3答：可以。赫兹用电火花实验，已经证实了电磁波的存在。4答：电磁波的发现和和验证是人类走向现代文明的里程碑，是现代通信设备广泛应用的基础。正是电磁波的发现才使人们告别了传统落后的通信方式，享受当前各种通信方式带来的方便快捷，因此，人们要永远纪念麦克斯韦和赫兹这两位科学伟人。教材中展示的墨西哥1967年发行的纪念邮票，票面上把麦克斯韦和赫兹两位物理学家并列出来，已经反映人们对他们的历史功绩的纪念和缅怀。,1、预先推测或测定。陈田明诗纪事丙签林潮：“一家五尚书，三祭酒，三世諡文，非独明代仅见，古亦罕有其伦也纵极力颂扬，安能预测子姓如此之盛耶？”茅盾子夜五：“他对于此番的工潮不能预测，甚至即在昨天还没有正确地估量到工人力量的雄大。”pc蛋蛋预测加拿大28预测蛋蛋28预测pc28预测幸运28预测PC预测jeh05mcg2、指事前的推测或测定。鲁迅书信集致夏传经：“经历一多，便能从前因而知后果，我的预测时时有验。”夏丏尊叶圣陶文心十九：“乐华，我没有旁的话向你说，我只愿你不辜负我的预测。”冯雪峰狐狸的恶梦：“虽然没有任何的根据可以断定他的预测的准确，可总不停地心跳。恶心战略，看苏家吃不吃得消！苏家女眷陆续从小轿中下来，穿戴着缌麻、小功、大功，素簪、素带、素钗整洁得可以到礼部去作一堂“五服着装示范课”！先人的制度，果然是有点道理的，苏家阖府都穿得这么规整肃穆，刘家叫花子们愣没好意思往前挤。苏家老爷又岂能真容自家女眷被冲挤着了？仆妇、家僮、家丁，里一圈中一圈外一圈，即刻护好。老太太平常冶家做下的规矩在，各人司其职守，运作起来是很有成效的，未容刘家人侮慢。明蕙大舅舅看看对方这阵势，上去得先跟他们家丁打起来。要不要装作上去缠斗，拳头还没沾身就滚在地上“嗳哟喂呀打死人了”撒一回泼？可大过年的，很多衙役在寺内外布防，专门抓摸包的碰瓷的。衙役们都恨死大过年来值班了，一见人投诉，管你真摸假摸、真碰假碰，都抓回去打一顿再说，打死都不带偿命的！而且天哪，那位穿着家丁号服的，不是传奇中的南宫大爷？这位大爷可是风吟坊一霸，生吃人肝眼皮都不带眨的，壮年时做过一段时间地保，后来洗手不干，回家养清闲了，今儿怎么就肯来苏家穿号服？当然，刘大舅爷也不用太害怕。反正光天化日朗朗乾坤，任是南宫大爷，也不敢吃了他刘大舅爷的心肝吧？南宫大爷行事实在莫测，未必拿国法当回事，刘大舅爷勉强自己宽慰，心头还是颤颤巍巍，腿就有些发软。并所有刘家人，腿肚子都发着软，毕竟没人敢上前，但也不离去，就在苏家队伍后头跟着。他们还有一个法宝：能影响坊间的舆论。这些天，给苏家抹黑的各种说法，还是传得沸反盈天的，他们委委屈屈、邋里邋遢跟着跟着，群众总会有点同情的吧？舌头尖指责苏家仗势杀人，苏家压不住。指责的多了，苏家也吃不消吧！明蕙大舅舅拉长耳朵听听：群众舆论有利于他们到哪一步了？苏家一手遮天？杀死亲女，逼杀其母？清白姑娘被诬而死，天理不容？反正越耸人听闻，群众就越爱听爱传，越传，越激起义愤，越是义愤了，刘家就越好借力了。至于明蕙娘儿俩实际上是怎么死的呢？明蕙大舅舅也不知道。明蕙是跟好几个姨娘、姐妹什么的不对付，气起来还想杀人呢！也不是没动过手使绊子。天刚凉那时候闹腾的什么芙蓉花主的事儿，不就是明蕙失手了吵出来的？害得查什么移树，苏家里讨生活的好几个刘家