物理选修1-1电磁波的发现ppt课件.ppt

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1、4.1电磁波的发现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）线圈中产生感应电流说明了什么？）线圈中产生感应电流说明了什么？ 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

2、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

3、否存在无关跟闭合电路是否存在无关。EtO均匀变化均匀变化的磁场产生的磁场产生稳定稳定的电场的电场BtOE E与与B B频率相同频率相同振荡振荡磁场磁场振荡振荡磁场产生磁场产生振荡振荡电场电场BOEO振荡振荡电场电场正弦曲线正弦曲线tt 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

4、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。BtO均匀变化均匀变化的电场产生的电场产生稳定稳定的磁场的磁场EtOE E与与B B频率相同频率相同振荡振荡电场电场振荡振荡电场产生电场产生振荡振荡磁场磁场EOBO振荡振荡磁场磁场正弦曲线正弦曲线tt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

5、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间近及远地传播。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。以一定的速度传播的过程叫做电磁波。电磁波

6、的特性：电磁波的特性：a.a.不需要传播介质不需要传播介质, ,可以在真空中传播。可以在真空中传播。b.b.传播速度等于光速。传播速度等于光速。c.c.光是一种电磁波。光是一种电磁波。 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。

7、 （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

8、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。、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

9、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

10、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，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