13.4-13.5 电磁波的发现及应用 能量量子化 课件（21张PPT）高一物理人教版2019 必修第三册

13.4-13.5 电磁波的发现及应用 能量量子化 第十三章 电磁感应与电磁波初步 奥斯特实验：揭示了电流的磁效应，证实了电与磁是有联系的!前所未有地拓宽了物理学研究的视野；激发了科学家们的探索热情，引发了对称性的思考：电能生磁，磁能生电吗？ 划时代的发现 1 这些都是电磁波！ 电磁波是如何产生的呢？ 新课引入 0 英国物理学家麦克斯韦系统地总结了库仑、安培、奥斯特、法拉第等前人的一系列发现和实验成果，建立了第一个完整的电磁理论体系，不仅科学地预言了电磁波的存在，而且揭示了光、电、磁现象的本质的统一性，完成了物理学的又一次大综合。这一理论自然科学的成果，奠定了现代的电力工业、电子工业和无线电工业的基础。 麦克斯韦 （J.C.Maxwell,1831—1879) 英国物理学家。 电磁场 1 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，引起感应电流使灯泡发光。 麦克斯韦认为变化的磁场在线圈中产生电场，正是这种电场在线圈中驱使自由电子做定向的移动，引起了感应电流。 线圈不存在时，变化的磁场同样在周围空间产生电场，即这是一种普遍存在的现象，跟闭合电路是否存在无关。 1、变化的磁场产生电场 电磁场 1 麦克斯韦经过反复思考提出假设：变化的电场也相当于一种电流，也在空间产生磁场，即变化的电场在空间产生磁场。 既然变化的磁场能够在空间产生电场，那么，变化的电场能不能够在空间产生磁场？ 2、变化的电场产生磁场 变化的电场和变化的磁场总是相互联系的，它们形成一个不可分离的统一场，这就是电磁场。 电磁场 1 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，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间产生新的周期性变化的电场……。可见，变化的电场和变化的磁场是相互联系的，形成一个不可分离的统一体，这就是电磁场。 B B E E E E 电磁波 2 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以一定的速度传播的过程叫做电磁波。 电磁波的特性： a、不需要传播介质，可以在真空中传播。 b、传播速度等于光速。 c、光是一种电磁波。 B B E E E E 电磁波 2 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公认的真理，这是赫兹的功劳。 现象：当感应圈两个金属球间有火花跳过时，立刻产生一个交变电磁场，形成电磁波在空间传播，经过导线环时激发出感应电动势，使得导线环中也产生了火花。 电磁波 2 在一系列水波中，凸起的最高处叫作波峰，凹下的最低处叫作波谷。两个相邻的波峰（或波谷）之间的距离等于波长。在1s 内有多少次波峰（或波谷）通过，波的频率就是多少。用来描述波传播快慢的物理量叫作波速。 波长、周期（频率）和波速的关系 v=λT或v=λf ? 电磁波 2 1、电磁波谱：按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫电磁波谱。 2、由无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线合起来构成范围非常广阔的电磁波谱。 电磁波谱 3 电磁波有能量。电磁波是一种物质存在的形式。 例：微波炉，食物增加的能量是微波给的。 电磁波的能量 4 电磁波与我们的生活 电视台通过电磁波，将精彩的电视节目展现给我们。 电磁波通信 5 移动通信设备极大的方便了我们的联系。每部移动电话都是一个无线电台，将用户的声音转变成高频电信号发射到空中，同时它又相当于一台收音机，捕捉空中的电磁波，使用户接收到对方送来的信息。 移动通信基站 电磁波通信 5 观察铁钉的颜色变化，思考产生这种现象的原因？ 热辐射 6 固体或液体在任何温度下都在辐射各种波长的电磁波，这种由于物体中的分子、原子受到激发而发射电磁波的现象称为热 ... ...