第二节电磁场和电磁波

第二节电磁场和电磁波变化得磁场产生电场变化得电场产生磁场伟大得预言麦克斯韦得电磁场理论要点——伟大得预言电磁场理论得核心之一变化得磁场产生电场实验为证如右图,交流电产生了周期变化得磁场,上面得线圈中产生电流使灯泡发光讨论:如果用不导电得塑料线绕制线圈,线圈中还有电流电场吗?线圈不存在时,线圈所处得空间还有电场吗?若改成恒定得直流电,还有电场吗?有电场,无电流有无1、变化得磁场产生得电场叫感应电场(涡流电场),电场线就是闭合得。2、静止电荷周围产生得电场叫静电场,电场线由正电荷起到负电荷终止,不就是闭合得。麦克斯韦认为变化得磁场在线圈中产生电场,正就是这种电场(涡旋电场)在线圈中驱使自由电子做定向得移动,引起了感应电流。

总结:麦克斯韦认为线圈只不过用来显示电场得存在,线圈不存在时,变化得磁场同样在周围空间产生电场,即这就是一种普遍存在得现象,跟闭合电路就是否存在无关。麦克斯韦认为在变化得磁场周围产生电场,就是一种普遍存在得现象,跟闭合电路就是否存在无关,导体环只就是用来显示电流得存在说明:在变化得磁场中所产生得电场得电场线就是闭合得(涡旋电场)电场线楞次定律得复习:线圈中得磁场增强电场线方向如何？电磁场理论得核心之二:

变化得电场产生磁场麦克斯韦假设:变化得电场就像导线中得电流一样,会在空间产生磁场,即变化得电场产生磁场洞察力:麦克斯韦确信自然规律得统一性与与谐性,相信电场与磁场得对称美、根据麦克斯韦理论,在给电容器充电得时候,不仅导体中得电流要产生磁场,而且在电容器两极板间变化着得电场周围也要产生磁场理解:(1)

电场均匀变化产生稳定磁场

(2)非均匀电场变化产生变化磁场Bi＋＋＋＋E增大B麦克斯韦电磁场理论得理解:恒定得电场不产生磁场(静止得电荷不产生磁场)恒定得磁场不产生电场(E=NS△B/△t)均匀变化得电场在周围空间产生恒定得磁场均匀变化得磁场在周围空间产生恒定得电场振荡电场产生同频率得振荡磁场振荡磁场产生同频率得振荡电场周期性变化得电场(磁场)叫振荡电场(磁场)非均匀变化磁场激发变化电场均匀变化激发稳定磁场不在激发若非均匀变化激发变化磁场均匀变化激发稳定电场非均匀变化电场与磁场得变化关系电磁波

电磁波:电磁场由发生区域向远处得传播就就是电磁波、电磁场;麦克斯韦根据自己得理论进一步预言,如果在空间某域中有周期性变化得电场,那么,这个变化得电场就在它周围空间产生周期性变化得磁场,这个变化得磁场又在它周围空间产生新得周期性变化得电场……。可见,变化得电场与变化得磁场就是相互联系得,形成一个不可分离得统一体,这就就是电磁场。大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点

赫兹德国物理学家。1857年生于汉堡。1876年入德累斯顿工学院学习工程,由于对自然科学得爱好,转入慕尼黑大学学习数学与物理,第二年又转入柏林大学,1880年获得博士学位。1883～1894年先后在基尔大学、卡尔斯鲁厄大学与波恩大学物理学教授。1894年1月1日因血中毒在波恩逝世,时年36岁。为了纪念她发现电磁波得卓越贡献,将频率得单位命名为赫兹(HZ)。实验论证

三、赫兹得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得证明。把天才得预言变成世人公认得真理,这就是赫兹得功劳。2、赫兹得实验:赫兹在人类历史上首先捕捉到了电磁波科学成就

赫兹得主要贡献就是用实验证明了电磁波得存在,并测出电磁波传播得速度跟光速相同,还进一步观察到电磁波具有聚焦、直进、反射、折射,干涉,衍射与偏振等性质。遗憾得就是,在赫兹用实验成功地证明了麦克斯韦所预言得电磁波时,天才得麦克斯韦、已于9年前离开了人世、

1896年3月24日,俄国著名物理学家波波夫用“海因里希·鲁道夫·赫兹”这一串字母,拍发了世界上第一份电报。电磁波得特点:(1)电磁波就是横波,电场强度E与磁感应强度B做正弦规律,二者相互垂直,均与波得传播方向垂直

(2)电磁波可以在真空中传播,速度与光速相同、v=λf,不同f得电磁波在同一介质中传播速度不同。(3)电磁波具有波得特性(产生反射、折射、衍射、干涉等波得现象)而且从一种介质传播到另一种介质频率不变。(4)电场储存电能、磁场储存磁能,电磁场储存电磁能,电磁波得发射过程就是辐射能量得过程电磁波与机械波得比较机械波电磁波对象周期性变化得量传播产生干涉、衍射横波、纵波研究力学现象研究电磁现象位移,加速度随时间与空间周期性变化E与B随时间与空间周期性变化需介质,v只与介质有关,与f无关不需介质,v与介质与f都有关。真空中为C。由质点(波源)得振动产生得由周期性变化得电流(电磁振荡)产生得可以发生可以发生皆有只就是横波电磁波小结:1、变化得磁场能够在周围空间产生电场,变化得电场能够在周围空间产生磁场。2、均匀变化得磁场,产生稳定得电场,均匀变化得电场,产生稳定得磁场。这里得“均匀变化”指在相等时间内磁感应强度(或电场强度)得变化量相等,或者说磁感应强度(或电场强度)对时间变化率一定。3、不均匀变化得磁场产生变化得电场,不均匀变化得电场产生变化得磁场4、变化得电场与变化得磁场总就是相互联系着,形成一个不可分离得统一体,这就就是电磁场,向周围空间传播这就就是电磁波。几点注意:

(3)电磁场中得电场与磁场互相垂直,电磁波在与两者均垂直得方向传播。因此电磁波就是横波。

(2)频率不同得电磁波波长不同;

(1)电磁波传播不需要任何介质;(4)电磁场具有电磁能,电磁波在空间传播,电磁能就随之一起传播。(5)麦克斯韦从理论上预见:电磁波在真空中得传播速度等于光在真空中得传播速度。即电磁波在真空中得传播速度C=3、0×108m/s这个预见后来得到了证实(6)赫兹用实验证实了麦克斯韦理论得正确性(1888年)(7)电磁波在空间以一定得速度传播,其波长λ、频率f、与波速v得关系遵从波动得一般关系v=λT=λ∙f随堂练习:1、关于电磁波在真空中得传播,下列说法中正确得就是()

A、频率越高,传播速度越大

B、波长越长,传播速度越大

C、电磁波得能量越大,传播得速度越大

D、频率、波长、能量得强弱都不影响电磁波得传播速度D2、关于电磁波与电磁场,下列说法中正确得就是(