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课件网) 第二节 麦克斯韦电磁场理论 电磁振荡能够产生电磁波。为了说明这个问题，我们需要知道一些有关电磁场的知识。十九世纪六十年代，英国物理学家麦克斯韦（1831~1879）在总结前人研究电磁现象的基础上，建立了完整的电磁场理论。这个理论不仅全面地说明了当时已知的电磁现象，而且成功地预言了电磁波的存在。 问题：机械振动会产生机械波，那么电磁振荡是否也能产生相应的电磁波 如图所示，在变化的磁场中放置一个闭合电路，电路中将会产生感应电流这是我们熟悉的电磁感应现象 麦克斯韦认为，电路中产生感应电流，是由于导体中的自由电荷受到电场力的驱使而做定向移动，说明电路所在的空间存在电场.而这个电场是由变化的磁场引起的。 此处闭合电路只起到了检验空间所在处是否有产生电场的作用，即使没有闭合电路，空间仍然存在电场。也就是说，变化的磁场周围产生电场是一种普遍存在的现象，与闭合电路是否存在无关。 一、麦克斯韦电磁场理论的两个基本假设： 1、假设一：变化的磁场周围会产生电场 麦克斯韦还指出：变化的磁场所产生的电场，是由磁场的变化情况决定的 （1）如果磁场的变化是均匀的，即在相等的时间内磁感应强度的变化相等,产生的电场就是稳定的,即电场强度不随时间而变化。 （2）如果磁场的变化是不均匀的，产生的电场就是变化的 思考：变化的磁场产生的电场与静电场有何不同 （3）周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场 既然变化的磁场能够产生电场，相反地，变化的电场是否也能够产生磁场呢 麦克斯韦用场的观点分析了电磁现象，认为变化的电场能够在周围的空间产生磁场。这是电磁场理论的第二个要点。 一个静止的电荷，它产生的是静电场，即空间各点的电场强度不随时间而变化。这个电荷一旦运动起来，电场就发生变化，即空间各点的电场强度将随着时间而变化。另一方面，运动电荷要产生磁场。用场的观点来分析这个问题，就可以说:这个磁场是由变化的电场产生的。 实验表明：在电容器充放电时，两极板间的电场发生变化，这个变化的电场产生磁场，而且这个磁场跟假定两极板间存在电流时所产生的磁场是一样的 2、假设二：变化的电场周围会产生磁场 变化的电场所产生的磁场，是由电场的变化情况决定的 （1）如果电场的变化是均匀的，产生的磁场就是稳定的 （2）如果电场的变化是不均匀的，产生的磁场就是变化的 （3）周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场 变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场，这是麦克斯韦理论的两大支柱 按照这个理论，变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分离的统一的场，这就是电磁场 3、电磁场 电场和磁场只是这个统一的电磁场的两种具体表现 二、伟大的预言 1、电磁波的产生 从麦克斯韦的电磁场理论可以知道:如果在空间某处发生了不均匀变化的电场，就会在邻近的空间引起变化的磁场，这个变化的磁场又会在较远的空间引起新的变化的电场，接着又在更远的空间引起新的变化的磁场，这样,变化的电场和变化的磁场并不局限于空间某个区域，而要由近及远向周围空间传播开去。电磁场这样由近及远地传播就形成电磁波 如图所示的振荡电路中有振荡电流时，会产生周期性变化的电场和磁场，这种电场和磁场的变化是不均匀的，因而会激起电磁波向外传播，电磁波的周期和频率等于激起电磁波的振荡电流的周期和频率，振荡电路中有振荡电流时，电荷做快速振动，可见做快速振动的电荷会激起电磁波。 电磁波传播过程的示示意图 2、电磁波的特点 引起的电磁波在某一时刻的波的图象。波峰表示在该点的电场强度E或磁感应强度B在正方向具有最大值，波谷表示在该点的E或B在反方向具有最大值。两个相邻的波峰(或波谷) ... ...
