十四章电磁波的发现

4.1电磁波的发现昭通市民族中学10/18/2023

让知识成就未来1麦克斯韦简介10/18/2023昭通市民族中学2卡文迪许扭秤实验1789年，英国物理学家卡文迪许(H.Cavendish）利用扭秤，成功地测出了引力常量的数值，证明了万有引力定律的正确。10/18/20233昭通市民族中学伟大的预言

1、麦克斯韦通过伟大的预言和系统知识的总结得到电和磁场的密切联系，电场和磁场相关的基本论点是：10/18/20234昭通市民族中学变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场。2、两个基本论点的基础上得到的预言是：变化的电场和磁场交替产生，由近及远传播就形成了电磁波。10/18/20235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、变化的磁场产生电场

昭通市民族中学问题（questions）10/18/20236（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

！昭通市民族中学总（summarize）结10/18/20237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。昭通市民族中学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，同样，变化电场能够在空间产生磁场10/18/20238

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。昭通市民族中学电磁场

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。10/18/20239昭通市民族中学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10/18/202310昭通市民族中学电磁波的发现10/18/2023111、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。昭通市民族中学赫兹的实验10/18/202312昭通市民族中学赫兹的实验10/18/202313当电火花在感应圈两个金属球间跳动时，必定建立了一个迅速变化的电磁场，按麦克斯韦的理论，这种变化的电磁场以电磁波的形式在空间传播。当电磁波经过导线环时，迅速变化的电磁场在导线环中激发出感应电动势，使得导线环的空隙间也产生了火花。这是一个令人振奋的像！昭通市民族中学电磁波的特点

思考：赫兹通过实验证明了电磁波理论，总结了电磁波的那些特点？10/18/202314电磁波具有反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象，证明了电磁波与光具有相同的性质昭通市民族中学电磁波与机械波10/18/202315昭通市民族中学相同点：它们都是波，均具有波的一切特性.，能够产生反射、折射、衍射和干涉现象不同点：①.机械波传播需要介质，没有介质就没有机械波，机械波只是传播机械振动形式，质点并不随波迁移；电磁波可以在真空中传播，这是因为电磁波的传播靠的是电场和磁场的相互“激发”，而电场和磁场本身就是一种形式的物质.②.机械波的传播速度由介质决定，电磁波的传播速度等于光速.10/18/202316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。昭通市民族中学课堂练习1．建立完整的电磁场理论并首先预言电磁波存在的科学家是（D）A．法拉第B．奥斯特C．赫兹D．麦克斯韦2．1888年，用实验证实电磁波的存在，使人们认识到物质存在的另一种形式，这位物理学家是（A）A．赫兹B．奥斯特C．麦克斯韦D．法拉第3．关于电磁场和电磁波的说法中正确的是（BCD）A．电场和磁场总是相互联系的，它们被统称为电磁场B．电磁场由发生的区域向远处的传播就是电磁波C．电磁波的传播速度是3×108m/sD．电磁波是一种物质，可以在真空中传播4．某电场中电场强度随时间变化的图像如图4.1－3所示，能产生磁场的电场是（ABC）5.下列关于机械波与电磁波的说法正确的是（ABD）

A．声波是机械波，耳朵能够听到声波，是因为耳朵和声源之间有空气.