高二物理选修3-4 141 电磁波的发现 LI

1、第十四章 电磁波,14.1 电磁波的发现,一、麦克斯韦的电磁场理论,1、变化的磁场产生电场,问题：闭合线圈放在磁场中如何产生电流?,穿过闭合回路的磁通量发生变化,环中产生感应电流的实质:环内产生了电场，电场驱使电子定向移动而产生了电流，电场的方向与电流方向相同。,将金属环拿走，当磁场变化时的电场仍然存在,英国物理学家经典电磁理论的奠基人。 1831年6月13日出生于爱丁堡。 15岁那年他的一篇关于卵形曲线画法的论文发 表在爱丁堡皇家学会会刊上，比笛卡尔的 方法还简便。 16岁进入爱丁堡大学听课，专攻数学，很重视 实验。 19岁考入剑桥大学，23岁以优异的成绩毕业， 并留校工作。 29岁起任伦敦

2、皇家学院物理学和天文学教授。 1871年起负责筹划卡文迪许实验室。 1879年因癌症逝世，终年48岁。,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,一、麦克斯韦的电磁场理论,1、变化的磁场产生电场,t,t,正弦曲线,振荡磁场,振荡电场,E与B 频率相同,2、变化的电场产生磁场,一、麦克斯韦的电磁场理论,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,二、电磁场：,变化的电场和变化的磁场是相互联系的,形成不可分割的统一体,这就是电磁场。,说明：电

3、磁场是特殊的物质形态，具 有能量，能相互叠加 是空间立体的,（麦克斯韦预言电磁波的存在）,三、电磁波,1、定义：变化的电场和变化的磁场交替产生，由发生区域向四周由近及远地传播，形成电磁波。,2、 电磁波的特点,1）电磁波是横波： EB V,波速：v=/T=f,3)电磁波的频率由振源决定，同一电磁波在不同介质中传播，v和变化，v介C,2）电磁波可以在真空中传播速度等于光速,c=310 8m/s,5）电磁波具有波的共性，能发生反射、折射、干涉、衍射、多普勒效应和偏振现象。,6）电磁波有能量。,4)不同电磁波在同一介质中传播，速度不同， f越高，v越小；f越低，v越大,3、赫兹用实验证实电磁波的存在

4、：,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）还测量出光的和f，算出电磁波和光有相同的速度. 3）奠定了无线电技术基础,赫兹在人类历史上首先捕捉到了电磁波,4.电磁波与机械波比较： 1）传播条件： 2）传播规律： 3）传播本质： 4）产生本质不同：,机械波传播需要介质，而电 磁波不需要介质也能传播。,都遵循“V=f=/T”这个关 系式；且电磁波也能发生反射、 折射、衍射、干涉等现象。,机械波传播的是机械能， 电磁波传播的是电磁能。,机械波是机械振动产生， 电磁波是电磁振荡产生。,四、麦克斯韦的电磁场理论的意义,1、 实现了电磁光的统一，被认为是19世纪科学

5、史上最伟大的统一,2、 实现了从经典物理学向现代物理学的重大转折,1、按照麦克斯韦的电磁场理论，以下说法中正确的是（ ） A、恒定的磁场在周围产生恒定的电场 B、变化的磁场在周围产生变化的电场 C、均匀变化的磁场在周围产生均匀变化的电场 D、均匀变化的磁场在周围产生恒定的电场,例与练,均匀变化的磁场（电场）产生恒定的电场（磁场）,D,2、按照麦克斯韦的电磁场理论，以下说法中不正确的是（ ） A、振荡的磁场在周围产生恒定的电场 B、振荡的磁场在周围产生均匀变化的电场 C、振荡的电场在周围产生不同频率的振荡磁场 D、振荡的电场在周围产生同频率的振荡磁场,例与练,振荡磁场（电场）产生同频率的振荡电场

6、（磁场）,D,3、关于电磁波，下列说法中正确的是 A、均匀变化的电场和均匀变化的磁场互相激发，由产生处向远处传播形成电磁波 B、振荡电场和振荡磁场互相激发，由产生处向远处传播形成电磁波 C、电磁波的振荡电场和振荡磁场方向互相垂直，且与传播方向互相垂直 D、电磁波能够发生反射、干涉、衍射、偏振现象,例与练,电磁波是横波,BCD,4、比较电磁波和机械波，下列说法中正确的是（ ） A、电磁波和机械波都可以在真空中传播 B、电磁波和机械波都是传递能量的一种形式 C、电磁波和机械波都能产生反射、干涉、衍射、偏振现象 D、电磁波和声波都是纵波,例与练,机械波只能在介质中传播,电磁波是横波，声波是纵波,BC,5、任何电磁波在真空中都具有相同的（ ） (A)频率 (B)波长 (C)波速 (D)能量,C,非均匀变 化的磁场,变化电场,若是均匀变化,稳定磁场,不再激发,若非均匀变