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1、电磁波的发现【教学目标】知识与技能：1.知道麦克斯韦电磁场理论的重要地位。2.知道麦克斯韦电磁 场理论的主要内容。3.知道电磁波的特点。4.知道赫兹实验及其重要意义。过程与方法：通过对电磁波发现过程的了解，认识规律的普遍性与特殊性, 培养学生的逻辑推理和类比推理能力。情感、态度与价值观：培养学生崇尚科学、献身科学的精神。【教学重难点】重点：变化的磁场产生电场。难点：变化的电场产生磁场。【教学用具】学生电源一台，电磁铁一块，多匝线圈、灯座、小灯泡各一个，导 线若干；多媒体课”;g I【教学过程】（一）引入新课（导入画面）教师：大家看到的画面是“神舟六号”发射场面。“神舟六号”上天后，人 们是金样
2、知道它到达预产的她*呢？J I学生：无线电波。教师：无线电广播、电视、人造卫星、导弹、宇宙飞船等，传递信息和跟地 面的联系都要利用电磁波。现代社会的各个部门，几乎都离不开“电磁波”，可 以说“电”作为现代文明的标志，“电磁波”就是现代文明的神经中枢，或者叫 现代化的代名词。那么，电磁波是什么？它是怎样产生的？它有什么性质？怎样利用它传递信 号？这一章就要讨论这些问题。今天我们就从电磁波的发现开始学习。（二）进行新课一.伟大的预言（教师首先向学生介绍麦克斯韦的生平简介，激发学生的好 奇心和求知欲。）麦克斯韦（James ClarkMexwell, 183P1879）是英国的理论物理学家、数 学家
3、。1831年6月13日生于英国爱丁堡。他的父亲是一个科学家，他从小就受 到科学的熏陶，15岁时向英国皇家学会递交数学论文，发表在爱丁堡皇家学会学报上，第一次显露出他出众的才华。1847年，考入爱丁堡大学学习数学 和物理学。1850年转入剑桥大学，1854年毕业后留校工作，18561865年，他 先后在阿丁见大学和伦敦皇家学院任教。1871年，麦克斯韦任剑桥物理实验室 主任，1874年，他主持建立的卡文迪许实验室竣工，任该实验室首任主任。1879 年11月5日，麦克斯韦在剑桥逝世。麦克斯韦在电磁场理论方面的工作深受法拉第的影响.他信服法拉第的思 想，决心为法拉第的场的概念提供数学方法的基础。尤其
4、是他在伦敦皇家学院任 教期间，有机会拜访了法拉第以后，更加强了他的这种信念,年轻的麦克斯韦以 他卓越的数学才能和严密的逻辑推理，对法拉第的直观形象的电磁场理论加以高 度概括，并总结了当时电磁学的研究成果，建立了电磁场方程，确立了电磁场理 论。教师：我们现在粗略地介绍一下麦克斯韦的电磁场理论。L变化的磁场产生电场演示实验：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，引起感应电流使灯泡发光。提出问题：小灯泡为什么能发光?学生回答：由于交变电流产生的磁场在不断变化，所以穿过线圈的磁通量不 断变化，在线圈中产生感应电动势，形成感应电流，小灯泡发光。继续提问：电路（线圈）
5、中的电荷为什么能够定向移动呢?学生回答：受电场力。教师总结：上述实验表明，变化的磁场在线圈里形成电场。教师提问：若线圈断开，线圈中有电流、电场吗?学生回答：有电场，无电流。继续提问：若线圈被拿走，它原来所处的空间有电场吗?学生对此问题可能难以回答，但这时提出变化的磁场能在其空间产生电场已 是水到渠成的时候。教师：由上面的电磁感应现象，我们可以很自然的提出一个假设：变化的磁场产生电场。麦克斯韦认为线圈只不过用来显示电场的存在，线圈不存在时，变化的磁场同样在周围空间产生电场，这是一个普遍规律，跟闭合 电路是否存在无关(如图甲、乙所示)。2.变化的电场产生磁场教师：麦克斯韦根据电现象与磁现象的相似性
6、和变化的磁场能产生电场的现 象，提出了另一个大胆的假设：变化的电场也能产生磁场。教师：总结上述两个结论，麦克斯韦认为，变化的电场和磁场是互相联系的, 形成一个统一的电磁场。麦克斯韦根据自己的理论进一步预言，如果在空间某区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可见，变化的电场和变化 的磁场是相互联系的，形成一个不可分离的统一体，这就是电磁场。电场和磁场只是这个统一的电磁场的两种具体表现。这种变化的电场和变化的磁场总是交替 产生，并且由发生的区域向周围空间传播。于是一个伟大的预言诞生了一一空间 可能存
7、在电磁波。课件演示：电磁场由发生区域向远处的传播一电磁波二.电磁波教师：机械波有横波和纵波之分，且能够传递能量；能发生反射、折射、干涉射；事介质传播;波遗产入八II类比机械波的特点，我们可以得出电磁波的特点：(1)电磁波中的电场和磁场互相垂直，并且都 与波的传播方向垂直，即电磁波是横波。光是一种 电磁波。在前面学习的光的偏振现象已经证明了这 一点。如上图所示。课件演示：电磁场方向间的关系(2)电磁波可以在真空中传播，向周围空间传播电磁能，在传播过程中， 电磁波能发生反射、折射、干涉和衍射。(3)三个特征量的关系：尸入九 在真空中p-3. 0X108 m/so教师：麦克斯韦电磁场理论的建立具有伟大的历史意义，足以根牛顿力学体 系相媲美，它是物理学发展史中的一个划时代的里程碑。三.赫兹的电火花教师：麦克斯韦的电磁场理论还只是一个预言。还有待于科学实验的证明。是赫兹把这个天才的预言变成了世人公认的真理。（引导学生阅读教材，了解赫兹证实电磁波存在的探索历程）教师可以向学生介绍赫兹的生平简介（见附录），激发学生求知上进的热情, 对学生进行物理情感教育。（三）课堂总结、点评