41《电磁波的发现》PPT课件(新人教版选修1-1).ppt

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1、新课标人教版课件系列高中物理选修选修1-1 1-1 凯里一中凯里一中 刘涛刘涛4.1电磁波的发现教学目标教学目标 知识与能力：知识与能力： 1、理解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。了解变化的电场和磁场相互联系形成同一的电磁场。 2、了解电磁场在空间传播形成电磁波。 3、了解麦克斯韦电磁场理论以及赫兹实验在物理学发展中的贡献。体会两位科学家研究物理问题的思想方法。 教学重点：教学重点： 理解麦克斯韦电磁场理论；电磁场在空间传播形成电磁波 教学难点：教学难点： 电磁场在空间传播形成电磁波伟大的预言伟大的预言一、麦克斯韦的电磁场理论要点一、麦克斯韦的电磁场理论要

2、点伟大的预言伟大的预言 1、变化的磁场产生电场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。起感应电流使灯泡发光。 法拉第发现的法拉第发现的 （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？ 麦克斯韦认为变化的磁场在线圈中产生电场，麦克斯韦认为变化的磁场在线圈中产生电场，正是这种电场正是这种电场( (涡旋电场涡旋电场) )在线圈中驱使自由在线圈中驱使自由电子做定向的移动，引起了感应电流电子做定向的移动，引起了感应电

3、流。 （2）如果用不导电的塑料线绕制线圈，线圈如果用不导电的塑料线绕制线圈，线圈中还会有电流、电场吗？中还会有电流、电场吗？ 有电场、无电流。 （3）想象线圈不存在时线圈所在处的空间还想象线圈不存在时线圈所在处的空间还有电场吗？有电场吗？ 有有 ！ （4 4）总结总结：麦克斯韦认为麦克斯韦认为线圈线圈只不过用来只不过用来显显示电场的存在示电场的存在，线圈不存在时，线圈不存在时，变化的磁场变化的磁场同样在周围空间产生电场，同样在周围空间产生电场，即这是一种普遍即这是一种普遍存在的现象，存在的现象，跟闭合电路是否存在无关跟闭合电路是否存在无关。 2变化的电场产生磁场变化的电场产生磁场 既然既然变化

4、的磁场能够在空间产生电场，那变化的磁场能够在空间产生电场，那么，变化的电场么，变化的电场能不能够能不能够在空间产生磁场？在空间产生磁场？ 麦克斯韦相信自然界规麦克斯韦相信自然界规律的统一与和谐，相信电场律的统一与和谐，相信电场与磁场具有对称之美。他大与磁场具有对称之美。他大胆地提出的相似和联系。经胆地提出的相似和联系。经过反复思考提出过反复思考提出假设假设：变化变化的电场也相当于一种电流，的电场也相当于一种电流，也在空间产生磁场，也在空间产生磁场，即变化即变化的电场在空间产生磁场。的电场在空间产生磁场。二电磁场、电磁波 1、电磁场、电磁场 麦克斯韦根据自己的理论进一步预言，如果麦克斯韦根据自己

5、的理论进一步预言，如果在空间某域中有周期性变化的电场，那么，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间产生新的周期性变化的电场。可见，。可见，变化的电场和变化的磁场是相互联系的，变化的电场和变化的磁场是相互联系的，形形成一个不可分离的统一体，这就是电磁场成一个不可分离的统一体，这就是电磁场。2、电磁波、电磁波（1 1）变化的电场和变化的磁场交替产生，由）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

6、间以近及远地传播。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。一定的速度传播的过程叫做电磁波。（2 2）电磁波与机械波不同，不需要介质，可电磁波与机械波不同，不需要介质，可以在真空中传播。电磁波的速度等于光速！以在真空中传播。电磁波的速度等于光速！光是以波动形式传播的一种电磁振动光是以波动形式传播的一种电磁振动 3、电磁场和电磁波理论的、电磁场和电磁波理论的理解理解 （1）均匀均匀变化的磁场，变化的磁场，产生稳定产生稳定的电场，均匀变化的电场，的电场，均匀变化的电场，产生稳定的磁场。这里的产生稳定的磁场。这里的“均匀变化均匀变化”指在相等时间内磁感指在相等时间内磁感应强度应强度(或

7、电场强度或电场强度)的变化量相等，或者说磁感应强度的变化量相等，或者说磁感应强度(或电或电场强度场强度)对时间变化率一定。对时间变化率一定。 （2）非均匀非均匀变化的磁场变化的磁场产生变化产生变化的电场，不均匀变化的电的电场，不均匀变化的电场产生变化的磁场场产生变化的磁场 （3 3）振荡的振荡的( (即周期性变化的即周期性变化的) )磁场磁场产生同频率的振荡产生同频率的振荡电场，电场，振荡的电场产生同频率的振荡磁场。振荡的电场产生同频率的振荡磁场。 （4）变化的电场和变化的磁场总是相互联系着，形成一个变化的电场和变化的磁场总是相互联系着，形成一个不可分离的统一体，这就是不可分离的统一体，这就是

8、电磁场电磁场，向周围空间传播这就是，向周围空间传播这就是电磁波电磁波。三赫兹的电火花三赫兹的电火花 1 1、麦克斯韦英年早逝，没有见到科学实验对、麦克斯韦英年早逝，没有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。公认的真理，这是赫兹的功劳。 2 2、赫兹的实验：、赫兹的实验： 2 2、赫兹的实验：、赫兹的实验：小结小结一、一、 麦克斯韦电磁场理论麦克斯韦电磁场理论1 1变化的磁场产生电场变化的磁场产生电场2 2变化的电场产生磁场变化的电场产生磁场3 3电磁场电磁场传播传播电磁波电磁波4 4、电磁波不需介质，以光速传播。、

9、电磁波不需介质，以光速传播。二、赫兹证实：二、赫兹证实：1 1、电磁场、电磁波的存在。、电磁场、电磁波的存在。2 2、电磁波能反射、折射、干涉、衍射和偏振等现、电磁波能反射、折射、干涉、衍射和偏振等现 象，证明了电磁波与光具有相同的性质。象，证明了电磁波与光具有相同的性质。【练习】 1根据麦克斯韦电磁理论，下列说法中正确的是根据麦克斯韦电磁理论，下列说法中正确的是A变化的电场一定产生变化的磁场变化的电场一定产生变化的磁场B均匀变化的电场一定产生均匀变化的磁场均匀变化的电场一定产生均匀变化的磁场C稳定的电场一定产生稳定的磁场稳定的电场一定产生稳定的磁场D振荡的电场一定产生同频率的振荡磁场。振荡的

10、电场一定产生同频率的振荡磁场。答案答案:D2.下列说法正确的是( ) A.恒定电流能够在周围空间产生稳定的磁场 B.稳定电场能够在周围空间产生稳定的磁场 C.均匀变化的电场能够在周围空间产生稳定 的磁场 D.均匀变化的电场和磁场相互激发，形成由 近及远的电磁波AC3.3.当电磁波的频率增加时，它在真空中的速度将当电磁波的频率增加时，它在真空中的速度将( )( ) A. A.减小减小 B.B.增大增大 C.C.不变不变 D.D.减小、增大和不变均有可能减小、增大和不变均有可能4.关于电磁波的传播速度，以下叙述正确的是关于电磁波的传播速度，以下叙述正确的是( ) A.波长越长，传播速度越快波长越长

11、，传播速度越快 B.频率越高，传播速度越快频率越高，传播速度越快 C.发射量越大，传播速度越快发射量越大，传播速度越快 D.所有电磁波在真空中的传播速度都一样大所有电磁波在真空中的传播速度都一样大CD课堂练习和课外作业课堂练习和课外作业课堂练习：课堂练习： P P8080问题与练习问题与练习 1-41-4课外作业课外作业： 作业本作业本P P4444 1-71-7选修选修1-1 第四章第四章 电磁波及其应用电磁波及其应用问题与练习一问题与练习一 电磁波的发现电磁波的发现 1答：麦克斯韦从法拉第电磁感应现象认识到变化的磁场答：麦克斯韦从法拉第电磁感应现象认识到变化的磁场能够产生电场。能够产生电场

12、。 麦克斯韦确信自然界规律的统一与和谐，相信电场与磁场有麦克斯韦确信自然界规律的统一与和谐，相信电场与磁场有对称之美。他认为；既然变化的磁场能够空间产生电场，那么变对称之美。他认为；既然变化的磁场能够空间产生电场，那么变化的电场也能够在空间产生磁场。化的电场也能够在空间产生磁场。 2答：麦克斯韦关于电磁场理论的两大支柱是答：麦克斯韦关于电磁场理论的两大支柱是：（1）变化的磁场能够在空间产生电场，）变化的磁场能够在空间产生电场，（2）变化的电场也能够在空间产生磁场。）变化的电场也能够在空间产生磁场。 根据上述两个基本论点，麦克斯韦进一步推断：根据上述两个基本论点，麦克斯韦进一步推断： 如果在空间

13、某区域有不均匀变化的电场，那么这个变化的电如果在空间某区域有不均匀变化的电场，那么这个变化的电场就在空间引起变化的磁场；这个变化的磁场又会引起新的变化场就在空间引起变化的磁场；这个变化的磁场又会引起新的变化的电场和磁场的电场和磁场于是，变化的电场和磁场交替产生，形成怀近于是，变化的电场和磁场交替产生，形成怀近及远的电磁波。及远的电磁波。选修选修1-1 第四章第四章 电磁波及其应用电磁波及其应用问题与练习一问题与练习一 电磁波的发现电磁波的发现3答：可以。赫兹用电火花实验，已经证实了答：可以。赫兹用电火花实验，已经证实了电磁波的存在。电磁波的存在。4答：电磁波的发现和和验证是人类走向现代答：电磁

14、波的发现和和验证是人类走向现代文明的里程碑，是现代通信设备广泛应用的基础。正文明的里程碑，是现代通信设备广泛应用的基础。正是电磁波的发现才使人们告别了传统落后的通信方式，是电磁波的发现才使人们告别了传统落后的通信方式，享受当前各种通信方式带来的方便快捷，享受当前各种通信方式带来的方便快捷，因此，人们因此，人们要永远纪念麦克斯韦和赫兹这两位科学伟人。教材中要永远纪念麦克斯韦和赫兹这两位科学伟人。教材中展示的墨西哥展示的墨西哥1967年发行的纪念邮票，票面上把麦克年发行的纪念邮票，票面上把麦克斯韦和赫兹两位物理学家并列出来，已经反映人们对斯韦和赫兹两位物理学家并列出来，已经反映人们对他们的历史功绩的纪念和缅怀。他们的历史功绩的纪念和缅怀。