物理選修1-1電磁波的發(fā)現(xiàn)課件

1、4.1電磁波的發(fā)現(xiàn)偉大的預(yù)言偉大的預(yù)言一、麥克斯韋的電磁場理論要點(diǎn)一、麥克斯韋的電磁場理論要點(diǎn)偉大的預(yù)言偉大的預(yù)言 1、變化的磁場產(chǎn)生電場變化的磁場產(chǎn)生電場 演示實(shí)驗(yàn) 裝置如圖所示，當(dāng)穿過螺線管的磁場隨時(shí)間裝置如圖所示，當(dāng)穿過螺線管的磁場隨時(shí)間變化時(shí)，上面的線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，引變化時(shí)，上面的線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，引起感應(yīng)電流使燈泡發(fā)光。起感應(yīng)電流使燈泡發(fā)光。 法拉第發(fā)現(xiàn)的法拉第發(fā)現(xiàn)的 （1）線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流說明了什么？）線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流說明了什么？ 麥克斯韋認(rèn)為變化的磁場在線圈中產(chǎn)生電場，麥克斯韋認(rèn)為變化的磁場在線圈中產(chǎn)生電場，正是這種電場正是這種電場( (渦旋電場渦旋電場) )在線圈

2、中驅(qū)使自由在線圈中驅(qū)使自由電子做定向的移動(dòng)，引起了感應(yīng)電流電子做定向的移動(dòng)，引起了感應(yīng)電流。 （2）如果用不導(dǎo)電的塑料線繞制線圈，線圈如果用不導(dǎo)電的塑料線繞制線圈，線圈中還會(huì)有電流、電場嗎？中還會(huì)有電流、電場嗎？ 有電場、無電流。 （3）想象線圈不存在時(shí)線圈所在處的空間還想象線圈不存在時(shí)線圈所在處的空間還有電場嗎？有電場嗎？ 有有 ！ （4 4）總結(jié)總結(jié)：麥克斯韋認(rèn)為麥克斯韋認(rèn)為線圈線圈只不過用來只不過用來顯顯示電場的存在示電場的存在，線圈不存在時(shí)，線圈不存在時(shí)，變化的磁場變化的磁場同樣在周圍空間產(chǎn)生電場，同樣在周圍空間產(chǎn)生電場，即這是一種普遍即這是一種普遍存在的現(xiàn)象，存在的現(xiàn)象，跟閉合電路是

3、否存在無關(guān)跟閉合電路是否存在無關(guān)。EtO均勻變化均勻變化的磁場產(chǎn)生的磁場產(chǎn)生穩(wěn)定穩(wěn)定的電場的電場BtOE E與與B B頻率相同頻率相同振蕩振蕩磁場磁場振蕩振蕩磁場產(chǎn)生磁場產(chǎn)生振蕩振蕩電場電場BOEO振蕩振蕩電場電場正弦曲線正弦曲線tt 2變化的電場產(chǎn)生磁場變化的電場產(chǎn)生磁場 既然既然變化的磁場能夠在空間產(chǎn)生電場，那變化的磁場能夠在空間產(chǎn)生電場，那么，變化的電場么，變化的電場能不能夠能不能夠在空間產(chǎn)生磁場？在空間產(chǎn)生磁場？ 麥克斯韋相信自然界規(guī)麥克斯韋相信自然界規(guī)律的統(tǒng)一與和諧，相信電場律的統(tǒng)一與和諧，相信電場與磁場具有對(duì)稱之美。他大與磁場具有對(duì)稱之美。他大膽地提出的相似和聯(lián)系。經(jīng)膽地提出的相似

4、和聯(lián)系。經(jīng)過反復(fù)思考提出過反復(fù)思考提出假設(shè)假設(shè)：變化變化的電場也相當(dāng)于一種電流，的電場也相當(dāng)于一種電流，也在空間產(chǎn)生磁場，也在空間產(chǎn)生磁場，即變化即變化的電場在空間產(chǎn)生磁場。的電場在空間產(chǎn)生磁場。BtO均勻變化均勻變化的電場產(chǎn)生的電場產(chǎn)生穩(wěn)定穩(wěn)定的磁場的磁場EtOE E與與B B頻率相同頻率相同振蕩振蕩電場電場振蕩振蕩電場產(chǎn)生電場產(chǎn)生振蕩振蕩磁場磁場EOBO振蕩振蕩磁場磁場正弦曲線正弦曲線tt二電磁場、電磁波 1、電磁場、電磁場 麥克斯韋根據(jù)自己的理論進(jìn)一步預(yù)言，如果麥克斯韋根據(jù)自己的理論進(jìn)一步預(yù)言，如果在空間某域中有周期性變化的電場，那么，在空間某域中有周期性變化的電場，那么，這個(gè)變化的電場

5、就在它周圍空間產(chǎn)生周期性這個(gè)變化的電場就在它周圍空間產(chǎn)生周期性變化的磁場，這個(gè)變化的磁場又在它周圍空變化的磁場，這個(gè)變化的磁場又在它周圍空間產(chǎn)生新的周期性變化的電場間產(chǎn)生新的周期性變化的電場?？梢姡??？梢姡兓碾妶龊妥兓拇艌鍪窍嗷ヂ?lián)系的，變化的電場和變化的磁場是相互聯(lián)系的，形形成一個(gè)不可分離的統(tǒng)一體，這就是電磁場成一個(gè)不可分離的統(tǒng)一體，這就是電磁場。2、電磁波、電磁波（1 1）變化的電場和變化的磁場交替產(chǎn)生，由）變化的電場和變化的磁場交替產(chǎn)生，由近及遠(yuǎn)地傳播。這種變化的電磁場在空間近及遠(yuǎn)地傳播。這種變化的電磁場在空間以一定的速度傳播的過程叫做電磁波。以一定的速度傳播的過程叫做電磁波。電磁波

6、的特性：電磁波的特性：a.a.不需要傳播介質(zhì)不需要傳播介質(zhì), ,可以在真空中傳播。可以在真空中傳播。b.b.傳播速度等于光速。傳播速度等于光速。c.c.光是一種電磁波。光是一種電磁波。 3、電磁場和電磁波理論的、電磁場和電磁波理論的理解理解 （1）均勻均勻變化的磁場，變化的磁場，產(chǎn)生穩(wěn)定產(chǎn)生穩(wěn)定的電場，均勻變化的電場，的電場，均勻變化的電場，產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場。這里的產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場。這里的“均勻變化均勻變化”指在相等時(shí)間內(nèi)磁感指在相等時(shí)間內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)強(qiáng)度(或電場強(qiáng)度或電場強(qiáng)度)的變化量相等，或者說磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化量相等，或者說磁感應(yīng)強(qiáng)度(或電或電場強(qiáng)度場強(qiáng)度)對(duì)時(shí)間變化率一定。對(duì)時(shí)間變化率一定。

7、 （2）非均勻非均勻變化的磁場變化的磁場產(chǎn)生變化產(chǎn)生變化的電場，不均勻變化的電的電場，不均勻變化的電場產(chǎn)生變化的磁場場產(chǎn)生變化的磁場 （3 3）振蕩的振蕩的( (即周期性變化的即周期性變化的) )磁場磁場產(chǎn)生同頻率的振蕩產(chǎn)生同頻率的振蕩電場，電場，振蕩的電場產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場。振蕩的電場產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場。 （4）變化的電場和變化的磁場總是相互聯(lián)系著，形成一個(gè)變化的電場和變化的磁場總是相互聯(lián)系著，形成一個(gè)不可分離的統(tǒng)一體，這就是不可分離的統(tǒng)一體，這就是電磁場電磁場，向周圍空間傳播這就是，向周圍空間傳播這就是電磁波電磁波。三赫茲的電火花三赫茲的電火花 1 1、麥克斯韋英年早逝，沒有見到科學(xué)實(shí)

8、驗(yàn)對(duì)、麥克斯韋英年早逝，沒有見到科學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)電磁場理論的證明。把天才的預(yù)言變成世人電磁場理論的證明。把天才的預(yù)言變成世人公認(rèn)的真理，這是赫茲的功勞。公認(rèn)的真理，這是赫茲的功勞。 2 2、赫茲的實(shí)驗(yàn)：、赫茲的實(shí)驗(yàn)： 2 2、赫茲的實(shí)驗(yàn)：、赫茲的實(shí)驗(yàn)：小結(jié)小結(jié)一、一、 麥克斯韋電磁場理論麥克斯韋電磁場理論1 1變化的磁場產(chǎn)生電場變化的磁場產(chǎn)生電場2 2變化的電場產(chǎn)生磁場變化的電場產(chǎn)生磁場3 3電磁場電磁場傳播傳播電磁波電磁波4 4、電磁波不需介質(zhì)，以光速傳播。、電磁波不需介質(zhì)，以光速傳播。二、赫茲證實(shí)：二、赫茲證實(shí)：1 1、電磁場、電磁波的存在。、電磁場、電磁波的存在。2 2、電磁波能反射、折射、干

9、涉、衍射和偏振等現(xiàn)、電磁波能反射、折射、干涉、衍射和偏振等現(xiàn) 象，證明了電磁波與光具有相同的性質(zhì)。象，證明了電磁波與光具有相同的性質(zhì)?！揪毩?xí)】 1根據(jù)麥克斯韋電磁理論，下列說法中正確的是根據(jù)麥克斯韋電磁理論，下列說法中正確的是A變化的電場一定產(chǎn)生變化的磁場變化的電場一定產(chǎn)生變化的磁場B均勻變化的電場一定產(chǎn)生均勻變化的磁場均勻變化的電場一定產(chǎn)生均勻變化的磁場C穩(wěn)定的電場一定產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場穩(wěn)定的電場一定產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場D振蕩的電場一定產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場。振蕩的電場一定產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場。答案答案:D2.下列說法正確的是( ) A.恒定電流能夠在周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場 B.穩(wěn)定電場能夠在周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場 C.均勻變化的電場能夠在周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定 的磁場 D.均勻變化的電場和磁場相互激發(fā)，形成由 近及遠(yuǎn)的電磁波AC3.3.當(dāng)電磁波的頻率增加時(shí)，它在真空中的速度將當(dāng)電磁波的頻率增加時(shí)，它在真空中的速度將( )( ) A. A.減小減小 B.B.增大增大 C.C.不變不變 D.D.減小、增大和不變均有可能減小、增大和不變均有可能4.關(guān)于電磁波的傳播