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1、高二物理课件电磁波的发现课件第1页，本讲稿共21页第2页，本讲稿共21页伟大的预言伟大的预言一、麦克斯韦的电磁场理论要点一、麦克斯韦的电磁场理论要点伟大的预言伟大的预言 1、变化的磁场产生电场变化的磁场产生电场装置如图所示，当穿过螺线管的磁场随时间装置如图所示，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。起感应电流使灯泡发光。法拉第发现的法拉第发现的 z.x.x.k第3页，本讲稿共21页（1）线圈中产生感应电动势说明了什么？）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，麦克斯韦认为变化的磁
2、场在线圈中产生电场，正是这种电场正是这种电场(涡旋电场涡旋电场)在线圈中驱使自由在线圈中驱使自由电子做定向的移动，引起了感应电流电子做定向的移动，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？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想象线圈不存在时线圈所在处的空间还有电场吗？有电场吗？有有！Z.x.x.k第4页，本讲稿共21页（4 4）总结总结：麦克斯韦认为麦克斯韦认为线圈线圈只不过用来只不过用来显显示电场的存在示电场的存在，线圈不存在时，线圈不存在时，变化的磁场变化的磁场同样在周围空间产生
3、电场，同样在周围空间产生电场，即这是一种普遍即这是一种普遍存在的现象，存在的现象，跟闭合电路是否存在无关跟闭合电路是否存在无关。学科网第5页，本讲稿共21页2变化的电场产生磁场变化的电场产生磁场 既然既然变化的磁场能够在空间产生电场，那变化的磁场能够在空间产生电场，那么，变化的电场么，变化的电场能不能够能不能够在空间产生磁场？在空间产生磁场？麦克斯韦相信自然界规麦克斯韦相信自然界规律的统一与和谐，相信电场律的统一与和谐，相信电场与磁场具有对称之美。他大与磁场具有对称之美。他大胆地提出的相似和联系。经胆地提出的相似和联系。经过反复思考提出过反复思考提出假设假设：变化变化的电场也相当于一种电流，的
4、电场也相当于一种电流，也在空间产生磁场，也在空间产生磁场，即变化即变化的电场在空间产生磁场。的电场在空间产生磁场。第6页，本讲稿共21页二电磁场、电磁波 组卷网1、电磁场、电磁场麦克斯韦根据自己的理论进一步预言，如果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，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间产生新的周期性变化的电场。可见，。可见，变化的电场和变化的磁场是相互联系的，变化的电场和变
5、化的磁场是相互联系的，形形成一个不可分离的统一体，这就是电磁场成一个不可分离的统一体，这就是电磁场。第7页，本讲稿共21页2、电磁波、电磁波（1 1）变变化化的的电电场场和和变变化化的的磁磁场场交交替替产产生生，由由近近及及远远地地传传播播。这这种种变变化化的的电电磁磁场场在在空空间间以以一定的速度传播的过程叫做电磁波。一定的速度传播的过程叫做电磁波。（2 2）电磁波与机械波不同，不需要介质，可以电磁波与机械波不同，不需要介质，可以在真空中传播。电磁波的速度等于光速！光是在真空中传播。电磁波的速度等于光速！光是以波动形式传播的一种电磁振动以波动形式传播的一种电磁振动第8页，本讲稿共21页3、电
6、磁场和电磁波理论的、电磁场和电磁波理论的理解理解（1）均匀均匀变化的磁场，变化的磁场，产生稳定产生稳定的电场，均匀变化的电场，产的电场，均匀变化的电场，产生稳定的磁场。这里的生稳定的磁场。这里的“均匀变化均匀变化”指在相等时间内磁感应强指在相等时间内磁感应强度度(或电场强度或电场强度)的变化量相等，或者说磁感应强度的变化量相等，或者说磁感应强度(或电场强度或电场强度)对对时间变化率一定。时间变化率一定。（2）非均匀非均匀变化的磁场变化的磁场产生变化产生变化的电场，不均匀变化的电场产的电场，不均匀变化的电场产生变化的磁场生变化的磁场（3 3）振荡的振荡的(即周期性变化的即周期性变化的)磁场磁场产
7、生同频率的振荡产生同频率的振荡电场，振电场，振荡的电场产生同频率的振荡磁场。荡的电场产生同频率的振荡磁场。（4）变化的电场和变化的磁场总是相互联系着，形成一个不可分变化的电场和变化的磁场总是相互联系着，形成一个不可分离的统一体，这就是离的统一体，这就是电磁场电磁场，向周围空间传播这就是，向周围空间传播这就是电磁波电磁波。第9页，本讲稿共21页麦克斯韦电磁场理论的理解麦克斯韦电磁场理论的理解:恒定恒定的电场不产生磁场的电场不产生磁场恒定恒定的磁场不产生电场的磁场不产生电场均匀变化均匀变化的电场在周围空间产生的电场在周围空间产生恒定恒定的磁场的磁场均匀变化均匀变化的磁场在周围空间产生的磁场在周围空
8、间产生恒定恒定的的电场电场振荡电场振荡电场产生产生同频率同频率的的振荡磁场振荡磁场振荡磁场振荡磁场产生产生同频率同频率的的振荡电场振荡电场第10页，本讲稿共21页非均非均匀变匀变化磁化磁场场激激发发变变化化电电场场均均匀匀变变化化激激发发稳稳定定磁磁场场不不 再再激激发发非非均均匀匀变变化化激激发发变变化化磁磁场场均匀变化均匀变化激激发发稳稳定定电电场场非均匀变化非均匀变化电场和磁场的变化关系电场和磁场的变化关系第11页，本讲稿共21页二、电磁波的特点：二、电磁波的特点：1电磁波是横波电磁波在真空电磁波是横波电磁波在真空中传播时，它的电场强度中传播时，它的电场强度E与磁感与磁感应强度应强度B相
9、互垂直，而且二者均与相互垂直，而且二者均与波的传播方向垂直如图所示波的传播方向垂直如图所示第12页，本讲稿共21页二、电磁波的特点：二、电磁波的特点：2电磁波中的电磁波中的E和和B这两个物理量随时这两个物理量随时间和空间做周期性的变化间和空间做周期性的变化3电磁波的速度等于光速电磁波的速度等于光速c！4光的本质是电磁波光的本质是电磁波5电磁波能产生反射、折射、干涉、电磁波能产生反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象偏振和衍射等现象 第13页，本讲稿共21页三赫兹的电火花三赫兹的电火花1 1、麦克斯韦英年早逝，没有见到科学实验对、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
10、世人电磁场理论的证明。把天才的预言变成世人公认的真理，这是赫兹的功劳。公认的真理，这是赫兹的功劳。第14页，本讲稿共21页2 2、赫兹的实验：、赫兹的实验：第15页，本讲稿共21页第16页，本讲稿共21页2 2、赫兹的实验：、赫兹的实验：第17页，本讲稿共21页小结小结一、一、麦克斯韦电磁场理论麦克斯韦电磁场理论1 1变化的磁场产生电场变化的磁场产生电场2 2变化的电场产生磁场变化的电场产生磁场3 3电磁场电磁场传播传播电磁波电磁波4 4、电磁波不需介质，以光速传播。、电磁波不需介质，以光速传播。二、赫兹证实：二、赫兹证实：1 1、电磁场、电磁波的存在。、电磁场、电磁波的存在。2 2、电磁波能
11、反射、折射、干涉、衍射和偏振等现、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。象，证明了电磁波与光具有相同的性质。第18页，本讲稿共21页【练习】1根据麦克斯韦电磁理论，下列说法中正确的是根据麦克斯韦电磁理论，下列说法中正确的是A变化的电场一定产生变化的磁场变化的电场一定产生变化的磁场B均匀变化的电场一定产生均匀变化的磁场均匀变化的电场一定产生均匀变化的磁场C稳定的电场一定产生稳定的磁场稳定的电场一定产生稳定的磁场D振荡的电场一定产生同频率的振荡磁场。振荡的电场一定产生同频率的振荡磁场。答案答案:D第19页，本讲稿共21页2.2.下列说法正确的是下列说法正确的
12、是()()A.A.恒定电流能够在周围空间产生稳定的磁场恒定电流能够在周围空间产生稳定的磁场 B.B.稳定电场能够在周围空间产生稳定的磁场稳定电场能够在周围空间产生稳定的磁场 C.C.均匀变化的电场能够在周围空间产生稳定均匀变化的电场能够在周围空间产生稳定 的磁场的磁场 D.D.均匀变化的电场和磁场相互激发，形成由均匀变化的电场和磁场相互激发，形成由 近及远的电磁波近及远的电磁波AC第20页，本讲稿共21页3.3.当电磁波的频率增加时，它在真空中的速度将当电磁波的频率增加时，它在真空中的速度将()A.A.减小减小 B.B.增大增大 C.C.不变不变 D.D.减小、增大和不变均有可能减小、增大和不变均有可能4.关于电磁波的传播速度，以下叙述正确的是关于电磁波的传播速度，以下叙述正确的是()A.波长越长，传播速度越快波长越长，传播速度越快 B.频率越高，传播速度越快频率越高，传播速度越快 C.发射量越大，传播速度越快发射量越大，传播速度越快 D.所有电磁波在真空中的传播速度都一样大所有电磁波在真空中的传播速度都一样大CD第21页，本讲稿共21页