1　电磁波的发现.ppt

1、14.1电磁波的发现,一、电磁波发现的背景,1、麦克斯韦少年时在数学上极有天赋。,2、麦克斯韦受到法拉第巨大的激励。,3、前人工作的成果是麦克斯韦取得 成功的基石。,1、电磁波的发现,麦克斯韦（James Clerk Maxwell，18311879），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1847年入爱丁堡大学听课，专攻数学他很重视实验，涉猎电化学、光学、分子物理学以及机械工程等等他说：“把数学分析和实验研究联合使用得到的物理科学知识，比之一个单纯的实验人员或单纯的数学家所具有的知识更加坚实、有益而牢固” 1850年考入剑桥大学，1854年以优异成绩毕业并获得了学

2、位，留校工作1856年起任苏格兰阿伯丁的马里沙耳学院的自然哲学讲座教授，直到1874年经法拉第举荐，自1860年起任伦敦皇家学院的物理学和天文学教授1871年起负责筹划卡文迪什实验室，随后被任命在剑桥大学创办 卡文迪什实验室并担任第一任负责人1879年11 月5日麦克斯韦因患癌症在剑桥逝世，终年仅48岁,二、伟大的预言,1、两个基本观点：,a.变化的磁场产生电场。,b.变化的电场产生磁场。,麦克斯韦电磁场理论的两大基本要点是：,（1）、不仅电荷能够产生电场，变化的磁 场也能产生电场；,（2）、不仅电流能够产生磁场，变化的电 场也能产生磁场。,按照这个理论，变化的电场和磁场总是 相互联系的，形成

3、不可分割的统一体电 磁场。,电场和磁场是电磁场这个统一体的两种具体表现形式。,电磁场理论的核心之一,变化的磁场产生电场,实验为证,如右图,交流电产生了周期变化的磁场,上面的线圈中产生电流使灯泡发光,讨论:,如果用不导电的塑料线绕制线圈,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,有,无,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,说明:在变化的磁场中所产生的电场的电场线是闭合的 (涡旋电场),电磁场理论的核心之二:,变化的电场产生磁场,麦克斯韦假设:变化

4、的电场就像导线中的电流一样,会在空间产生磁场,即变化的电场产生磁场,根据麦克斯韦理论,在给电容器充电的时候,不仅导体中的电流要产生磁场,而且在电容器两极板间变化着的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) 非均匀变化产生变化磁场,麦克斯韦电磁场理论的理解:,恒定的电场不产生磁场 恒定的磁场不产生电场 均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场 均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场 振荡电场产生同频率的振荡磁场 振荡磁场产生同频率的振荡电场,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,若非均匀变化,变化磁场,若是均匀变化,稳定电场,若非均匀变化,2

5、、电磁波形成示意图：,3、电磁波的特性：,a.不需要传播介质,可以在真空中传播。,b.传播速度等于光速。,c.光是一种电磁波。,激发,激发,激发,激发,三、赫兹的电火花,1、试验装置：,a.连接感应圈的两个金属球。,b.导线环上的两个金属球。,2、试验现象：,当感应圈两个金属球间有火花跳过时，导线环两个小球 间也跳过了火花。,3、现象解释：,当感应圈两个金属球间有火花跳过时，立刻产生了一个 交变电磁场，形成电磁波在空间传播，经过导线环时激发出 感应电动势，使得导线环中也产生了火花。,4、捕捉电磁波的模拟试验：,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