高二物理課件人教版選修3-1：《電磁波的發(fā)現(xiàn)》

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歡迎進入物理課堂 4 1電磁波的發(fā)現(xiàn) 偉大的預言一 麥克斯韋的電磁場理論要點 偉大的預言 1 變化的磁場產(chǎn)生電場演示實驗裝置如圖所示 當穿過螺線管的磁場隨時間變化時 上面的線圈中產(chǎn)生感應電動勢 引起感應電流使燈泡發(fā)光 法拉第發(fā)現(xiàn)的 1 線圈中產(chǎn)生感應電動勢說明了什么 麥克斯韋認為變化的磁場在線圈中產(chǎn)生電場 正是這種電場 渦旋電場 在線圈中驅(qū)使自由電子做定向的移動 引起了感應電流 2 如果用不導電的塑料線繞制線圈 線圈中還會有電流 電場嗎 有電場 無電流 3 想象線圈不存在時線圈所在處的空間還有電場嗎 有 4 總結 麥克斯韋認為線圈只不過用來顯示電場的存在 線圈不存在時 變化的磁場同樣在周圍空間產(chǎn)生電場 即這是一種普遍存在的現(xiàn)象 跟閉合電路是否存在無關 2 變化的電場產(chǎn)生磁場既然變化的磁場能夠在空間產(chǎn)生電場 那么 變化的電場能不能夠在空間產(chǎn)生磁場 麥克斯韋相信自然界規(guī)律的統(tǒng)一與和諧 相信電場與磁場具有對稱之美 他大膽地提出的相似和聯(lián)系 經(jīng)過反復思考提出假設 變化的電場也相當于一種電流 也在空間產(chǎn)生磁場 即變化的電場在空間產(chǎn)生磁場 二 電磁場 電磁波 1 電磁場麥克斯韋根據(jù)自己的理論進一步預言 如果在空間某域中有周期性變化的電場 那么 這個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 可見 變化的電場和變化的磁場是相互聯(lián)系的 形成一個不可分離的統(tǒng)一體 這就是電磁場 2 電磁波 1 變化的電場和變化的磁場交替產(chǎn)生 由近及遠地傳播 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 2 電磁波與機械波不同 不需要介質(zhì) 可以在真空中傳播 電磁波的速度等于光速 光是以波動形式傳播的一種電磁振動 3 電磁場和電磁波理論的理解 1 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 這里的 均勻變化 指在相等時間內(nèi)磁感應強度 或電場強度 的變化量相等 或者說磁感應強度 或電場強度 對時間變化率一定 2 非均勻變化的磁場產(chǎn)生變化的電場 不均勻變化的電場產(chǎn)生變化的磁場 3 振蕩的 即周期性變化的 磁場產(chǎn)生同頻率的振蕩電場 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 形成一個不可分離的統(tǒng)一體 這就是電磁場 向周圍空間傳播這就是電磁波 三 赫茲的電火花 1 麥克斯韋英年早逝 沒有見到科學實驗對電磁場理論的證明 把天才的預言變成世人公認的真理 這是赫茲的功勞 2 赫茲的實驗 2 赫茲的實驗 小結 一 麥克斯韋電磁場理論1 變化的磁場產(chǎn)生電場2 變化的電場產(chǎn)生磁場3 電磁場 傳播 電磁波4 電磁波不需介質(zhì) 以光速傳播 二 赫茲證實 1 電磁場 電磁波的存在 2 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) 練習 1 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B 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D 振蕩的電場一定產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場 答案 D 2 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) 形成由近及遠的電磁波 AC 3 當電磁波的頻率增加時 它在真空中的速度將 A 減小B 增大C 不變D 減小 增大和不變均有可能4 關于電磁波的傳播速度 以下敘述正確的是 A 波長越長 傳播速度越快B 頻率越高 傳播速度越快C 發(fā)射量越大 傳播速度越快D 所有電磁波在真空中的傳播速度都一樣大 C D 課堂練習和課外作業(yè) 課堂練習 P80問題與練習1 4課外作業(yè) 作業(yè)本P441 7 選修1 1第四章電磁波及其應用問題與練習一電磁波的發(fā)現(xiàn)1 答 麥克斯韋從法拉第電磁感應現(xiàn)象認識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 他認為 既然變化的磁場能夠空間產(chǎn)生電場 那么變化的電場也能夠在空間產(chǎn)生磁場 2 答 麥克斯韋關于電磁場理論的兩大支柱是 1 變化的磁場能夠在空間產(chǎn)生電場 2 變化的電場也能夠在空間產(chǎn)生磁場 根據(jù)上述兩個基本論點 麥克斯韋進一步推斷 如果在空間某區(qū)域有不均勻變化的電場 那么這個變化的電場就在空間引起變化的磁場 這個變化的磁場又會引起新的變化的電場和磁場 于是 變化的電場和磁場交替產(chǎn)生 形成懷近及遠的電磁波 選修1 1第四章電磁波及其應用問題與練習一電磁波的發(fā)現(xiàn)3 答 可以 赫茲用電火花實驗 已經(jīng)證實了電磁波的存在 4 答 電磁波的發(fā)現(xiàn)和和驗證是人類走向現(xiàn)代文明的里程碑 是現(xiàn)代通信設備廣泛應用的基礎 正是電磁波的發(fā)現(xiàn)才使人們告別了傳統(tǒng)落后的通信方式 享受當前各種通信方式帶來的方便快捷 因此 人們要永遠紀念麥克斯韋和赫茲這兩位科學偉人 教材中展示的墨西哥1967年發(fā)行的紀念郵票 票面上把麥克斯韋和赫茲兩位物理學家并列出來 已經(jīng)反映人們對他們的歷史功績的紀念和緬懷 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全