2018-2019版高中物理 第四章 電磁波及其應(yīng)用 第1講 電磁波的發(fā)現(xiàn)課件 新人教版選修1 -1.ppt

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1、第1講電磁波的發(fā)現(xiàn),目標(biāo)定位1.理解麥克斯韋電磁場理論的兩個(gè)支柱：變化的磁場產(chǎn)生電場，變化的電場產(chǎn)生磁場.了解變化的電場和磁場相互聯(lián)系形成統(tǒng)一的電磁場.2.了解電磁場在空間傳播形成電磁波.3.了解麥克斯韋電磁場理論以及赫茲實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)發(fā)展中的貢獻(xiàn).體會(huì)兩位科學(xué)家研究物理問題的方法.,一、偉大的預(yù)言 1.變化的磁場產(chǎn)生電場,(1)在變化的磁場中放一個(gè)閉合的電路，由于穿過電路的_______________，電路里會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流.這個(gè)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是變化的磁場在空間產(chǎn)生了_______. (2)即使在變化的磁場中沒有閉合電路，也同樣要在空間產(chǎn)生_______.,磁通量發(fā)生變化,電場,電場,2.變化的電

2、場產(chǎn)生磁場 變化的電場也相當(dāng)于一種電流，也在空間產(chǎn)生___________，即變化的電場在空間產(chǎn)生___________. 3.___________不僅預(yù)言了電磁波的存在，而且揭示了___________現(xiàn)象在本質(zhì)上的統(tǒng)一.,磁場,磁場,麥克斯韋,電、磁、光,想一想麥克斯韋從什么現(xiàn)象認(rèn)識(shí)到變化的磁場能產(chǎn)生電場？關(guān)于“變化的電場能夠產(chǎn)生磁場”的觀點(diǎn)，他是在什么情況下提出的？ 答案麥克斯韋從法拉第電磁感應(yīng)現(xiàn)象認(rèn)識(shí)到變化的磁場能夠產(chǎn)生電場.麥克斯韋確信自然界規(guī)律的統(tǒng)一與和諧，相信電場與磁場有對稱之美.他認(rèn)為：既然變化的磁場能夠在空間產(chǎn)生電場，那么變化的電場也能夠在空間產(chǎn)生磁場.,二、電磁波 1.電

3、磁波的產(chǎn)生：如果在空間某區(qū)域有不均勻變化的電場，那么這個(gè)變化的電場就在空間引起變化的______；這個(gè)變化的磁場又會(huì)引起新的_____________于是，變化的電場和磁場交替產(chǎn)生，由近及遠(yuǎn)地傳播. ____________這樣由近及遠(yuǎn)地傳播，就形成____________. 2.特點(diǎn) (1)電磁波______在真空中傳播. (2)電磁波的傳播速度等于______. (3)光在本質(zhì)上是一種_________. (4)光是以______形式傳播的一種電磁振動(dòng).,磁場,變化電場,電磁場,電磁波,可以,光速,電磁波,波動(dòng),想一想空間存在如圖411所示的電場，那么在空間能不能產(chǎn)生磁場？在空間能不能形成

4、電磁波？,圖411,答案如圖所示的電場是均勻變化的，根據(jù)麥克斯韋電磁場理論可知會(huì)在空間激發(fā)出磁場，但磁場恒定，不會(huì)再在較遠(yuǎn)處激發(fā)起電場，故不會(huì)產(chǎn)生電磁波.,三、赫茲的電火花 1.赫茲首先捕捉到___________，在以后的一系列實(shí)驗(yàn)中，證明了________與光具有相同的性質(zhì).他還測得，電磁波在真空中具有與______相同的傳播速度c. 2. ________證實(shí)了麥克斯韋關(guān)于光的電磁理論. 3. ________被譽(yù)為無線電通信的先驅(qū).后人為了紀(jì)念他，把________的單位定為赫茲.,電磁波,電磁波,光,赫茲,赫茲,頻率,想一想是赫茲預(yù)言了電磁波的存在，并用實(shí)驗(yàn)證實(shí)其存在的嗎？ 答案不是

5、.麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，赫茲通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在.,一、對麥克斯韋電磁場理論的理解 1.變化的磁場產(chǎn)生電場,如圖412所示，麥克斯韋認(rèn)為在變化的磁場周圍產(chǎn)生電場，是一種普遍存在的現(xiàn)象，跟閉合電路(導(dǎo)體環(huán))是否存在無關(guān).導(dǎo)體環(huán)的作用只是用來顯示電流的存在.,圖412,注意在變化的磁場中所產(chǎn)生的電場的電場線是閉合的；而靜電場中的電場線是不閉合的.,2.變化的電場產(chǎn)生磁場,根據(jù)麥克斯韋理論，在給電容器充電的時(shí)候，不僅導(dǎo)體中的電流要產(chǎn)生磁場，而且在電容器兩極板間變化著的電場周圍也要產(chǎn)生磁場.(如圖413所示).,圖413,3.小結(jié) (1)變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生電場，變化的電場也在周圍空間

6、產(chǎn)生磁場. (2)均勻變化的磁場產(chǎn)生穩(wěn)定的電場，均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場. (3)振蕩的磁場產(chǎn)生同頻率振蕩的電場，振蕩的電場產(chǎn)生同頻率振蕩的磁場.7,【例1】關(guān)于電磁場理論的敘述正確的是() A.變化的磁場周圍一定存在著電場，與是否有閉合電路無關(guān) B.周期性變化的磁場產(chǎn)生同頻率變化的電場 C.變化的電場和變化的磁場相互關(guān)聯(lián)，形成一個(gè)統(tǒng)一的場，即電磁場 D.電場周圍一定存在磁場，磁場周圍一定存在電場 解析變化的磁場周圍產(chǎn)生電場，當(dāng)電場中有閉合回路時(shí)，回路中有電流.若無閉合回路，電場仍然存在，A正確；若形成電磁場必須有周期性變化的電場和磁場，B對，C、D錯(cuò). 答案AB,針對訓(xùn)練1如圖414所示

7、是某一固定面的磁通量的變化圖象，在它周圍空間產(chǎn)生的電場中的某一點(diǎn)場強(qiáng)E應(yīng)是(),圖414 A.逐漸增強(qiáng) B.逐漸減弱 C.不變 D.無法確定,解析由圖象可知，磁場在均勻變化，故在磁場周圍產(chǎn)生的電場是穩(wěn)定不變的. 答案C,二、對電磁波的理解 1.電磁波的形成 變化的電場和磁場交替產(chǎn)生，形成電磁場，電磁場由近及遠(yuǎn)傳播，形成電磁波. 2.電磁波的特點(diǎn) (1)電磁波是橫波.電磁波中的電場和磁場互相垂直，電磁波在與二者均垂直的方向傳播. (2)電磁波的傳播不需要介質(zhì).在真空中傳播速度等于光速c3.00108 m/s. (3)電磁場儲(chǔ)存電磁能，電磁波的發(fā)射過程就是輻射能量的過程. (4)電磁波具有波的一切

8、特性，能夠發(fā)生反射、折射等現(xiàn)象.,【例2】下列關(guān)于電磁波的說法中正確的是() A.只要電場和磁場發(fā)生變化，就能產(chǎn)生電磁波 B.電磁波的傳播需要介質(zhì) C.停止發(fā)射電磁波，發(fā)射出去的電磁波仍能獨(dú)立存在 D.電磁波具有能量，電磁波的傳播是伴隨著能量向外傳遞的,解析要想產(chǎn)生持續(xù)的電磁波，變化的電場(或磁場)產(chǎn)生的磁場(或電場)必須是非均勻變化的，所以A選項(xiàng)錯(cuò)誤；電磁波是物質(zhì)波，電磁波的傳播可以不需要介質(zhì)而在真空中傳播，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；電磁波可以脫離“波源”而獨(dú)立存在，C選項(xiàng)正確；電磁波可以使電荷移動(dòng)，說明電磁波具有能量，電磁波傳播的過程，也就是能量的傳播過程，所以D正確. 答案CD,針對訓(xùn)練2關(guān)于電磁波在真空中的傳播速度，以下說法正確的是() A.電磁波的頻率越高，傳播速度越大 B.電磁波的波長越長，傳播速度越大 C.電磁波的能量越大，傳播速度越大 D.所有電磁波在真空中的傳播速度都相等 解析電磁波在真空中的傳播速度為光速，與其他因素?zé)o關(guān). 答案D,