第1节电磁波的产生.ppt

第十四章电磁波,第一节电磁波的产生,教学目标,1.了解电磁波的历史背景，知道麦克斯韦对电磁学的伟大贡献；2.了解麦克斯韦电磁场理论的主要观点，知道电磁波的概念及通过电磁波体会电磁场的物质性；3.体会赫兹证明电磁波存在的实验过程及实验方法，领会物理实验对物理学发展的基础意义。领会发现电磁波的过程中所蕴含的科学精神和科学研究方法。,1、电磁场理论的核心之一,变化的磁场产生电场,回忆感应电流产生:,如右图,螺线管中通交变电流会有什么现象？,伟大的预言,铁芯中产生变化磁场，上面线圈中有感应电流，小灯泡发亮,根本原因是什么？,变化磁场周围产生电场，使电荷定向移动,讨论:,如果用不导电的塑料线绕制线圈,线圈中还有电场、电流吗?线圈不存在时,线圈所处的空间还有电场吗?若改成恒定的直流电,还有电场吗?,有电场,无电流,无,有,麦克斯韦认为：在变化的磁场周围产生电场,是一种普遍存在的现象,跟闭合电路是否存在无关,导体环只是用来显示电流的存在。,即：变化的磁场一定产生电场。,思考：1、均匀变化磁场产生什么样电场？,2、非均匀变化磁场又产生什么样电场？,2、电磁场理论的核心之二:,变化的电场产生磁场,麦克斯韦确信自然规律的统一性与和谐性，相信电场和磁场的对称美大胆提出假设,科学假设，你敢吗？,麦克斯韦的理论依据,静止的电荷,静电场,电荷运动,电场变化,产生磁场,利用场的观点来分析问题,形成电流,变化的电场产生磁场,上升到场,事实和推理：如图所示,在电容器充、放电的时候，,不仅导体中的电流要产生磁场，而且在电容器两极板间周期性变化着的电场周围也要产生磁场.,思考：1、均匀变化电场产生什么样磁场？,2、非均匀变化电场又产生什么样磁场？,非均匀变化磁场,电场和磁场的变化关系,二电磁场、电磁波,麦克斯韦根据自己的假设进一步推断：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。,三、电磁波1定义:电磁场由产生区域向外传播就形成了电磁波。2、特点：1）电磁波是横波且传播过程中，电场强度E、磁感应强度B，与波的传播方向三者两两垂直,2）电磁波中的E和B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,四、电磁波的实验证明,1、赫兹的电火花实验原理图,2实验原理：P76-P77,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，接收金属线圈两端的金属球也会跳出电火花，说明电磁波从发射器到达了接收器。,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。,4、其它结论赫兹观察到了电磁波的反射,折射,干涉,偏振和衍射等现象.他还测量出电磁波和光有相同的速度.这样赫兹证实了麦克斯韦关于光的电磁理论.,小结：麦克斯韦的电磁场理论,恒定的电场周围无磁场，恒定的磁场周围无电场。,周期性变化的电场周围存在同周期的磁场，周期性变化的磁场周围产生同周期的电场。,均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，均匀变化的磁场周围产生恒定的电场。,1.变化的磁场产生电场,2.变化的电场产生磁场,理解：,例:根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是（）A、在电场周围一定产生磁场，在磁场周围一定产生电场B、在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化的电场C、均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场D、周期性变化的电场周围一定产生同频率变化的磁场,D,练习、下图中表示电场(或磁场)产生磁场(或电场)的正确图象是(),C,练习1,某空间中出现了如图虚线所示的一组闭合的电场线，这可能是()A.在中心O有一静止的点电荷B.沿AB方向有一段通有恒定电流的直导线C.沿BA方向的磁场在减弱D.沿AB方向的磁场在减弱,用麦克斯韦的电磁场理论判断2,下图中表示电场(或磁场)产生磁场(或电场)的正确图象是(),3.一个带正电的离子在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动，如图,当磁场的磁感应强度均匀增大时，此离子的()A.动能不变B.动能增大C.动能减小D.动能为零,4.如图所示，半径为r且水平放置的光滑绝缘的环形管道内，有一个电荷量为e，质量为m的电子。此装置放在匀强磁场中，其磁感应强度随时间变化的关系式为B=B0+kt(k0)。根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化