【物理】2023-2024学年人教版必修第三册 电磁波的发现及应用 课件.pptx

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1、第第4 4节节 电磁波的发现及应用电磁波的发现及应用麦克斯韦麦克斯韦是继法拉第之后，集电磁学大成的是继法拉第之后，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，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，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。这一理论自完成了物理学的又一次大综合。这一理论自然科学的

2、成果，奠定了现代的电力工业、电然科学的成果，奠定了现代的电力工业、电子工业和无线电工业的基础。子工业和无线电工业的基础。麦麦克克斯斯韦韦一、电磁场麦克斯韦的电磁场理论要点伟大的预言 1、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。-法拉第的发现问题思考问题思考（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，正是这种电场认为：变化的磁场在线圈中产生电场，正是这种电场(涡旋涡旋电场电场)在线圈中驱使自由电子做定向的移动，引起了感应电流在线圈中驱使自由电子

3、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，线圈中还会有电场吗？有电如果用不导电的塑料线绕制线圈，线圈中还会有电场吗？有电流吗？流吗？有有电场，无电流。电场，无电流。（3）假如线圈不存在时，线圈所在处的空间还存在电场吗？假如线圈不存在时，线圈所在处的空间还存在电场吗？电磁场理论主要结论一：电磁场理论主要结论一：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，即这是一种普遍存在的现象，跟闭合电路是否存在无关。结论一：变化的磁场产生电场2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，那么，变化的电场能不能够变化的磁场能够在空

4、间产生电场，那么，变化的电场能不能够在空间产生磁场？在空间产生磁场？麦克斯韦麦克斯韦提出假设：变化的电场也相当于一种电流，也在空间产生提出假设：变化的电场也相当于一种电流，也在空间产生磁场，即变化的电场在空间产生磁场。磁场，即变化的电场在空间产生磁场。-麦克斯韦的预言麦克斯韦的预言结论二：变化的电场产生磁场3.电磁场：麦克斯韦麦克斯韦根据自己的理论进一步预言：根据自己的理论进一步预言：如果在空间某域中有周期性如果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变变化的电场，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

5、期性变化的化的磁场，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电场。可见，。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。二、电磁波1.电磁波：变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地传播。这种变化的电磁场在空间以一定的速度传播的过程叫做电磁波。BBEEEE2.电磁场由产生区域向外传播就形成了电磁波，无需介质。3.电磁波在真空中传播的速度是光速。光是电磁波的一种。思考：电磁场由产生区域向外传播需要什么介质？电磁波在真空中思考：电磁场由产生区域向外传播需要什么介质？电磁波在真空中传播的速度是多大？传播的速度是多大？麦克斯韦麦克斯韦英年早逝，未能见到

6、科学实验对电磁场理论的证明。把天英年早逝，未能见到科学实验对电磁场理论的证明。把天才的预言变成世人公认的真理，这是赫兹的功劳。才的预言变成世人公认的真理，这是赫兹的功劳。4.1886年，赫兹通过实验捕捉到了电磁波赫兹赫兹对人类的最大贡献是用实验证对人类的最大贡献是用实验证实了电磁波的存在。他的发现它不实了电磁波的存在。他的发现它不仅证实了麦克斯韦的预言，更重要仅证实了麦克斯韦的预言，更重要的是开创了无线电子技术的新纪元的是开创了无线电子技术的新纪元.赫兹被誉为无线电通信的先驱。人赫兹被誉为无线电通信的先驱。人们为了纪念他，以他的名字作为频们为了纪念他，以他的名字作为频率的单位，简称率的单位，简

7、称“赫赫”。比赫兹比赫兹实验早七年，一位叫戴维的人也接收到了电磁波信实验早七年，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号，他随即向英国皇家协会会长G斯托克斯汇报，但斯托斯托克斯汇报，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，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，使他的发现被埋没了。对于这一天赐良机未与重视，使他的发现被埋没了。科学趣闻科学趣闻实验：捕捉电磁波小窗口播放1.波长、频率和波速即:或电磁波在真空中的速度 c=3108m/s三、电磁波谱(1)波长:相邻的两个波峰(或波谷)之间的距离(单位:m)(2)频率:在1

8、s内传播完整波长的个数(3)波速:用来描述波传播快慢的物理量三者关系：波速=波长频率v2、电磁波谱（1）电磁波成分：电磁波的频率范围很广。无线电波、光波（红外线、可见光、紫外线）、X射线、射线都是电磁波。（2）定义：按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫做电磁波谱。如图所示点点击击画画面面观观看看动动画画电磁波谱电磁波谱波长短波长长频率高频率低无线电波无线电波：波长大于1mm（频率小于300GHz)的电磁波用途：通信、广播和天体物理研究等。红外线红外线主要作用是热作用，可以利用红外线来加热物体和进行红外线遥感。紫外线紫外线主要作用是化学作用，可用来杀菌和消毒。伦琴射线伦琴射线有较强的

9、穿透本领，利用其穿透本领与物质的密度有关，进行对人体的透视和检查部件的缺陷。射线射线射线的穿透本领更大，在工业和医学等领域有广泛的应用，如探伤，测厚或用刀进行手术四、电磁波的能量麦克斯韦麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，这说明电磁波是一种客观存在的物质。磁波的存在，这说明电磁波是一种客观存在的物质。例例：我们可以利用微波对食物进行加热，光是一种电磁：我们可以利用微波对食物进行加热，光是一种电磁波，太阳光照射到我们身上，我们感觉到身体热起来，波，太阳光照射到我们身上，我们感觉到身体热起来，我们的收音机能够受到广播电台的声音，那是因

10、为电台我们的收音机能够受到广播电台的声音，那是因为电台发射的电磁波在收音机的天线里感应出了电流。这种种发射的电磁波在收音机的天线里感应出了电流。这种种现象说明电磁波具有能量现象说明电磁波具有能量 。1.电磁波是一种客观存在的物质。2.电磁波具有能量。五、电磁波通信移动通信设备极大的方便了我们的联系。移动通信设备极大的方便了我们的联系。聊天聊天 手机购物手机购物 视频通话视频通话卫星电话一、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：电磁场、电磁波的存在。小结三、电磁波谱 1、电磁波谱：按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫做电磁波谱.2、波长从大到小的顺序：无线电波、光波（红外线、可见光、紫外线）、X射线、射线.四、电磁波的能量电磁波有能量，电磁波是一种物质.五、电磁波通信看观谢谢