【教学课件】电磁波的发现及应用 示范教案

4电磁波的发现及应用第十三章电磁感应与电磁波初步新课引入电磁波为信息的传递插上了翅膀，广播、电视、移动通信等方式，使古代人“顺风耳、千里眼”的梦想变成了现实。那么，电磁波是怎样发现的呢？问题？一、电磁场麦克斯韦（James

Clerk

Maxwell，1831—1879）

1856年，发表了第一篇电磁学论文《论法拉第的力线》。这篇论文仅限于把法拉第的思想翻译成数学语言，还没有引导到新的结果。

1862年，发表了第二篇论文《论物理力线》。发展了法拉第的思想，扩充到变化的磁场产生电场，而且大胆假设：变化的电场产生磁场，并预言了电磁波的存在。

1873年，出版了科学名著《电磁理论》，系统、全面、完美地阐述了电磁场理论。一、电磁场在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里会产生感应电流。1.变化的磁场产生电场电磁感应现象麦克斯韦：变化的磁场在空间产生了电场，电路中的自由电荷在电场的作用下定向移动，形成了感应电流。导线电场线恒定的磁场不产生电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EtOBtOtB

OEOt正弦曲线振荡磁场振荡电场E与B频率相同一、电磁场变化的磁场产生电场，这是一个普遍的规律，与是否有闭合回路无关一、电磁场麦克斯韦确信自然规律的统一性与和谐性，相信电场与磁场的对称之美。他大胆的假设：变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场。2.变化的电场产生磁场恒定的电场不产生磁场均匀变化的电场产生恒定的磁场周期性变化的电场产生同频率的振荡磁场非均匀变化的电场产生变化的磁场变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一的电磁场二、电磁波麦克斯韦推断：如果在空间某域中有周期性变化的电场，那么它就在空间产生周期性变化的磁场；这个变化的磁场又引起新的变化的电场。1.伟大的预言于是，变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远的向周围传播。电场电场电场电场磁场磁场周期性变化的电场一个伟大的预言诞生了——空间可能存在电磁波二、电磁波2.电磁波(1)机械波传播需要介质,而电磁波不需要介质也能传播。电磁波靠的是电场和磁场的相互激发，可以在真空中传播(2)电磁波的速度等于光速。光的电磁理论：光是以波动形式传播的一种电磁振动二、电磁波3.赫兹的电火花麦克斯韦英年早逝，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。赫兹在人类历史上首先捕捉到了电磁波令人振奋的电火花(1)观察到了电磁波的反射,折射,干涉,偏振和衍射等现象。(2)还测量出电磁波在真空中的速度等于光速c，c=3.0x108m/s。(3)证实了麦克斯韦的电磁场理论，为无线电技术的发展开拓了道路。二、电磁波赫兹用实验证实了电磁波的存在，说明电磁场是真正的物质存在。三、电磁波谱λλ1.波长、波速和频率的关系在一列水波中，凸起的最高处叫作波峰；凹下的最低处叫作波谷。临近的两个波峰（或波谷）的距离叫作波长，用λ表示。波峰波谷在1s内有多少次波峰（或波谷）通过，波的频率就是多少，用f表示。用来描述波传播快慢的物理量叫作波速，用v表示。三者之间的关系：v=λf三、电磁波谱2.电磁波谱c=λf对于电磁波：电磁波的频率范围很广，按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列起来，就是电磁波谱。四、电磁波的应用1.无线电波分为长波、中波、短波、和微波长波、中波、短波可用于广播信号的传输微波可用于卫星通信、电视等的信号传输生活中常用微波炉来加热食物，水分子在微波的作用下热运动加剧，内能增加，温度升高，食物增加的内能是微波给的，说明电磁波具有能量2.红外线：是一种波长比红光的波长还长的不可见光四、电磁波的应用红外线理疗仪红外线测温计红外线遥控器3.可见光：分为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种色光可见光让我们看到这个五彩缤纷的世界四、电磁波的应用四、电磁波的应用4.紫外线：是一种波长比紫光的波长还短的不可见光紫外线消毒灯紫外线验钞四、电磁波的应用5.X射线：是一种波长比紫外线更短的不可见光X射线照影机X射线照射下的手6.γ射线：是一种波长更短的不可见光γ射线具有很高的能量，可以摧毁病变的细胞，用来治疗某些癌症。γ射线穿透能力很强，可以用来探测金属部件内部的缺陷。五、电磁波通信随着计算机网络的发展和智能手机的出现，电信网、广播电视网和互联网相互渗透、相互兼容，逐步整合为统一的信息通信网络。互联网改变了我们的生活和工作的方式五、电磁波通信移动电话的主要业务也已经发展成为以互联网为基础的信息服务，人们可以利用接入互联网的手机看电影、聊天、购物、查阅资料、视频通话。例1电磁场理论预言了什么（）

A.预言了变化的磁场能够在周围空间产生电场

B.预言了变化的电场能够在周围空间产生磁场

C.预言了电磁波的存在,电磁波在真空中的传播速度为光速

D.预言了电能够产生磁,磁能够产生电典题剖析解析：电磁场理论预言了电磁波的存在，所以正确选项为C。其中A、B是电磁场理论，不是预言的内容。C例2下列关于电磁波的说法中正确的是（）A.只要电场和磁场发生变化，就能产生电磁波B.电磁波传播需要介质C.停止发射电磁波，发射出去的电磁波仍能独立存在D.电磁波具有能量，电磁波的传播是伴随着能量向外传递的典题剖析解析：对电磁波的产生机制及传播途径要搞清，如果电场（或磁场）是均匀变化的，产生的磁场（或电场）是恒定的，就不能产生新的电场（或磁场），也就不能产生电磁波。电磁波不同于机械波，它的传播不需要介质，故C、D正