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1、第四章 电磁振荡与电磁波2.电磁场与电磁波教学目标CONTENT010203体验科学思维与实验之美了解电磁波的产生机理及特性理解麦克斯韦电磁场理论新课引入电磁振荡电路中的能量有一部分要以电磁波的形式辐射到周围空间中去，那么,这些电磁波是怎祥产生的?演示：变化的磁场在闭合回路中产生电流闭合电路感应电流变化的磁场小灯泡发光电场变化的磁场涡旋电磁场一知能提升 1.变化的磁场产生电场 基于“电磁感应现象”的假设，从有形到无形磁场？电场磁场化变电场静电场静止电荷变化电场运动电荷变化变化 2.变化的电场产生磁场另一个假设，没有直接的实验基础，出于对自然规律的洞察力，大胆有创造性.3.规律（1）恒定的电场不
2、产生磁场，恒定的磁场不产生电场.（2）均匀变化的电场产生恒定的磁场，均匀变化的磁场产生恒定的电场.（3）周期性变化的电场产生同周期的磁场，周期性变化的磁场产生同周期的电场.(2)均匀变化的磁场产生恒定的电场；均匀变化的电场产生恒定的磁场.BtEtEtBt4.理解：(3)周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，周期性变化的电场又会产生周期性变化的磁场.BtEt5.进一步推断(预言)变化的电场和磁场总是相互联系，形成一个不可分割的统一的“电磁场”，变化的电磁场向外传播，就形成了电磁波。电磁波二知能提升 1.电磁波的传播不需要介质 电和磁的相互“感应”，不是靠介质的机械传递.沿z轴传播的电磁波2.麦克
3、斯韦提出完整的电磁理论后，预言了电磁波在真空中的传播速度为c。“我们有充分的理由断定，光本身是按电磁波规律传播的一种电磁振动”。1886年，赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论，为无线电技术的发展开拓了道路。赫兹赫兹(H.R.Hertz.18571894)3.赫兹的实验 实验装置：要验证电磁波存在需要什么装置？产生的电路、在一定距离的接收电路（电磁感应）。接收线圈发射电路电磁波LECKAB 实验装置的原理图：实验结果：令人振奋的电火花实验的重要意义：证实了电磁波的存在；为以后的一系列实验打下基础，并且测量了电磁波的速度；为无线电技术发展开拓了基础。4.电磁波的特点电场强度、磁
4、感应强度、传播速度三个量相互垂直（横波）；真空中的传播速度等于c。电场强度E 和磁感应强度B 随时间和空间做周期性变化。做正弦变化的电场或磁场所引起的电磁波在某一时刻的图像.对比内容电磁波机械波本质 电磁现象力学现象产生机理由电磁振荡产生由机械振动产生 周期性变化的量场强E与磁感应强度B随时间和空间作周期性变化质点的位移x、加速度a随时间和空间作周期性变化波的性质横波既有横波，又有纵波传播介质不需要介质，可在真空中传播只在弹性介质中传播速度特点由介质和频率决定仅由介质决定机械波与电磁波的区别5.电磁场的物质性电磁场的转换就是电场能量和磁场能量的转换，因而电磁波的发射过程就是辐射能量的过程，传播
5、过程就是能量传播的过程。原子和分子构成的实物以电磁场为代表的场物质电磁场理论的提出和证实统一了电、光、磁三个分支，是物理学发展的一个划时代的里程碑。17世纪，牛顿把天上和地上的运动规律统一起来，建立了经典力学体系，实现第一次大综合。经典物理的三次综合19世纪，麦克斯韦在库仑、安培、法拉第等物理学家研究的基础上，利用高超的数学技能，把电、磁、光统一起来，实现第三次大综合。19世纪，经过迈尔、焦耳等人的研究，热与能、热运动的宏观表现与微观机制统一起来，实现了物理学史上的第二次大综合。典例精析例：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
6、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BCD解析：均匀变化的电场激发恒定的磁场，不再继续激发电场，形不成电磁波，A错误；振荡电场和振荡磁场互相激发，能形成电磁波，电磁波是横波，能产生波的特有现象，BCD正确。课堂小结一、麦克斯韦电磁场理论的两个支柱：变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场。二、变化的电场和磁场相互联系形成同一的电磁场。电磁场在空间传播形成电磁波。三、赫兹实验的过程及对无线电技术的贡献。跟踪练习1、按照麦克斯韦的电磁场理论，以下说法中正确的是（）A、
7、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D解析：根据麦克斯韦电磁场理论，恒定的磁场不激发电场，均匀变化的磁场（电场）产生恒定的电场（磁场），D正确。2、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BC解析：电磁波和机械波都是波，能产生波特有的现象，电磁波可以在真空中传播，机械波只能在介质中传播，A错，BC正确，电磁波是横波，声波是纵波，D错误。
8、3、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解析：电磁波在真空中的传播速度等于光速c，C正确，不同的电磁波，频率、波长和能量不相同。4.赫兹在1886年做了一个有名的实验，证明了电磁波的存在。他把环状导线的两端各固定一个金属小球，两小球之间有一很小间隙，他把这个装置放在一个距离正在放电发生电火花的感应圈不远的地方，令他振奋的现象发生了。他当时看到了什么现象？为什么说这个现象让他捕捉到了电磁波？解：当与感应圈相连的两个金属球间产生电火花时，周围空间出现了迅速变化的电磁场。这种变化的电磁场以电磁波的形式在空间传播。当电磁波到达导线环时，它在导线环中激发出感应电动势，使得导线环的空隙中也产生了火花，说明这个导线环接收到了电磁波。本节内容结束