1 电磁波的发现 (2).pptx
人教人教20032003课标版选修课标版选修3434电磁波的发现电磁波的发现辽宁省康平县高级中学刘丽巍导入新课导入新课无线电在生活中应用广泛无线电在生活中应用广泛 无线电通信是怎样传输信号的无线电通信是怎样传输信号的呢？今天我们就来学习这方面的简呢？今天我们就来学习这方面的简单知识。单知识。第十四章第十四章 电磁波电磁波电磁波的发现麦克斯韦是继法拉第之后，集电磁学大成的伟大科学家。他依据库仑、高斯、欧姆、安培、毕奥、萨伐尔、法拉第等前人的一系列发现和实验成果，建立了第一个完整的电磁理论体系，不仅科学地预言了电磁波的存在，而且揭示了光、电、磁现象的本质的统一性，完成了物理学的又一次大综合。这一理论自然科学的成果，奠定了现代的电力工业、电子工业和无线电工业的基础。麦克斯韦（J.C.Maxwell,18311879)英国物理学家。分析：麦克斯韦认为变化的磁场在线圈中产生电场，正是这种电场(涡旋电场)在线圈中驱使自由电子做定向的移动，引起了感应电流。变化的磁场产生电场来源:Z|xx|k.Com来源:Zxxk.Com如右图如右图,交流电产交流电产生了周期变化的磁生了周期变化的磁场场,上面的线圈中上面的线圈中产生电流使灯泡发产生电流使灯泡发光光讨论讨论:如果用不导电的塑料如果用不导电的塑料线绕制线圈线绕制线圈,线圈中线圈中还有电场、电流吗还有电场、电流吗?线圈不存在时线圈不存在时,线圈线圈所处的空间还有电场所处的空间还有电场吗吗?若改成恒定的直流电若改成恒定的直流电,还有电场吗还有电场吗?有电场有电场,无电流无电流无无有有麦克斯韦认为：麦克斯韦认为：在变化的磁场周围产生电在变化的磁场周围产生电场场,是一种普遍存在的现象是一种普遍存在的现象,跟闭合电路是跟闭合电路是否存在无关否存在无关,导体环只是用来显示电流的存导体环只是用来显示电流的存在在说明说明:在变化的磁场中在变化的磁场中所产生的电场的电场所产生的电场的电场线是闭合的线是闭合的 (涡旋电涡旋电场场)变化的电场产生磁场变化的电场产生磁场 麦克斯韦确信自然规律的统一性与麦克斯韦确信自然规律的统一性与和谐性，相信电场和磁场的对称美和谐性，相信电场和磁场的对称美分析：通电导线周围能产生磁场，这是因为电流是电荷定向移动形成的。这个磁场是由电荷运动在周围空间产生的变化电场引起的。变化的电场产生磁场事实和推理：事实和推理：如图所示如图所示,在电容器充、在电容器充、放电的时候，不仅导体中的电流要产生放电的时候，不仅导体中的电流要产生磁场，而且在电容器两极板间周期性变磁场，而且在电容器两极板间周期性变化着的电场周围也要产生磁场化着的电场周围也要产生磁场.变化的电场产生磁场变化的电场产生磁场BiE增大B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间产生恒定恒定的电的电场场周期性变化周期性变化的电场产生同频率的的电场产生同频率的周期性变化周期性变化的磁场的磁场周期性变化周期性变化的磁场产生同频率的的磁场产生同频率的周期性变化周期性变化的电场的电场 均均匀变化匀变化的磁场产生的磁场产生稳定稳定的电场的电场EtOBtO 振荡振荡磁场产生磁场产生振荡振荡电场电场tBOEOt正弦曲线正弦曲线振荡振荡磁场磁场振荡振荡电场电场E E与与B B频率相同频率相同 根据这两个基本论点，麦克斯韦推断：如果根据这两个基本论点，麦克斯韦推断：如果在空间某域中有周期性变化的电场，那么，它就在空间某域中有周期性变化的电场，那么，它就在空间产生周期性变化的磁场；这个变化的磁场在空间产生周期性变化的磁场；这个变化的磁场又引起新的周期性变化的电场又引起新的周期性变化的电场。于是，变化。于是，变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播围传播，就形成了，就形成了电磁波电磁波。BBEEEE二、二、电磁波的特点电磁波的特点：1电磁波是横波电磁波在真电磁波是横波电磁波在真空中传播时，它的电场强度空中传播时，它的电场强度E与与磁感应强度磁感应强度B相互垂直，而且二相互垂直，而且二者均与波的传播方向垂直如图者均与波的传播方向垂直如图所示所示2.电电磁磁波在真空中速波在真空中速度等于光度等于光速。速。3光的本质是电磁波光的本质是电磁波4.电磁波传播不需要介质，可以在电磁波传播不需要介质，可以在真空中传播。真空中传播。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、衍射和偏振等衍射和偏振等现象现象 电电磁波与机械波比较磁波与机械波比较传播条件传播条件 机械波传播需要介质，而电磁波不需机械波传播需要介质，而电磁波不需要介质也能传播。要介质也能传播。传播规律传播规律 都遵循都遵循“V=f=/T”这个关系式；这个关系式；且电磁波也能发生反射、折射、衍射、干涉等现且电磁波也能发生反射、折射、衍射、干涉等现象。象。传播本质传播本质 机械波传播的是机械能，电磁波传播机械波传播的是机械能，电磁波传播的是电磁能。的是电磁能。三、三、赫兹的电火花赫兹的电火花现象：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。现象解释：当感应圈两个金属球间有火花跳过时，立刻产生一个交变电磁场，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。实实验结论验结论：赫兹的实验：赫兹的实验证证明电磁波存在，明电磁波存在，为麦克斯韦的电磁场理论奠定了坚实的为麦克斯韦的电磁场理论奠定了坚实的实验基础。实验基础。有关趣闻插曲：比赫兹实验早七年，一位叫戴维的人也接收到了电磁波信号，他随即向英国皇家协会会长G斯托克斯汇报，但斯托克斯认为这只是普通的电磁感应现象，戴维过于迷信权威，对于这一天赐良机未与重视，使发现被埋没了。课堂小结课堂小结1、麦克斯韦电磁场理论的两个支柱：变化、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。的磁场产生电场、变化的电场产生磁场。2、变化的电场和磁场相互联系形成同一的、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。电磁场。电磁场在空间传播形成电磁波。3、赫兹实验的过程及对无线电技术的贡献。、赫兹实验的过程及对无线电技术的贡献。课堂练习课堂练习D1.根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是（根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是（）A、在电场周围一定产生磁场，在磁场周围一定产、在电场周围一定产生磁场，在磁场周围一定产生电场生电场B、在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变、在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化的电场化的磁场周围一定产生变化的电场C、均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场、均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场D、振荡的电场周围一定产生同频率变化的磁场、振荡的电场周围一定产生同频率变化的磁场2.按照麦克斯韦的电磁场理论，以下说法中正按照麦克斯韦的电磁场理论，以下说法中正确的是（确的是（）A、磁场在周围一定产生电场、磁场在周围一定产生电场B、电场在周围一定产生磁场、电场在周围一定产生磁场C、变化的磁场在周围产生电场、变化的磁场在周围产生电场D、变化的电场在周围产生磁场、变化的电场在周围产生磁场变化变化的磁场（电场）的磁场（电场）产生电场（磁场）产生电场（磁场）CD3.按照麦克斯韦的电磁场理论，以下说法中正确按照麦克斯韦的电磁场理论，以下说法中正确的是（的是（）A、恒定的磁场在周围产生恒定的电场、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、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、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、均匀变化的磁场在周围产生恒定的电场均匀变化均匀变化的磁场（电场）产的磁场（电场）产生生恒定恒定的电场（磁场）的电场（磁场）D4.按照麦克斯韦的电磁场理论，以下说法按照麦克斯韦的电磁场理论，以下说法中正中正确确的是（的是（）A、振荡的磁场在周围产生恒定的电场、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、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、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、振荡的电场在周围产生同频率的振荡磁场振荡振荡磁场（电场）产生磁场（电场）产生同频同频率的振荡率的振荡电场（磁场）电场（磁场）D
