4．电磁波的发现及应用 [学习任务] 1．了解麦克斯韦的电磁场理论。 2．知道电磁波是如何形成的。 3．知道电磁波在真空中的传播速度及波长、频率和波速的关系。 4．知道电磁波谱的组成及各波段的特点、应用。 [问题初探] 问题1．麦克斯韦电磁理论的核心内容是什么？ 问题2．电磁波是怎样形成的？ 问题3．电磁波的传播需要介质吗？ [提示] 问题1．变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。 问题2．周期性变化的电场和周期性变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成电磁波。 问题3．不需要。 [自我感知] 经过你认真的预习，结合你对本节课的理解和认识，请画出本节课的知识逻辑体系。 电磁场 电磁波 [链接教材] 如图所示是电磁波的形成示意图，从中可以看出什么特点？ 提示：变化的电场和变化的磁场交替产生。 1．麦克斯韦电磁场理论 (1)变化的磁场产生电场。 (2)变化的电场产生磁场。 2．电磁场：变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一的电磁场。 3．电磁波的产生：周期性变化的磁场周围会产生周期性变化的电场，周期性变化的电场周围也会产生周期性变化的磁场。变化的电场和变化的磁场相互联系在一起，就会在空间形成一个统一的、不可分割的电磁场，这种在空间交替变化的电磁场传播出去就形成了电磁波。 4．电磁波的传播：电磁波可以在真空中传播，电磁波的传播不需要介质。 5．光也是电磁波 (1)电磁波在真空中的传播速度与真空中的光速相同。 (2)麦克斯韦指出：光是以波动形式传播的一种电磁振动。 6．科学研究：德国物理学家赫兹通过实验证实了电磁波的存在，证实了麦克斯韦的电磁场理论，为无线电技术的发展开拓了道路。 如图所示，在变化的磁场中放入一个闭合电路，电路里会产生感应电流。 问题1．观察上面两幅图，变化的磁场所产生电场的电场线和以前所学静电场的电场线有区别吗？ 提示：变化的磁场所产生的电场的电场线是闭合的；而静电场中的电场线是不闭合的。 问题2．变化的磁场一定能产生电磁波吗？为什么？ 提示：不一定，均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场，不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场，如果变化的磁场能产生变化的电场，变化的电场又能产生变化的磁场，才能在周围空间产生电磁波。 问题3．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？ 提示：没有电流，但有电场存在。 1．麦克斯韦电磁场理论要点 (1)变化的磁场在线圈中产生电场 这种电场(涡旋电场)在线圈中驱使自由电子做定向的移动，引起了感应电流。线圈只不过是用来显示电场的存在，变化的磁场同样在周围空间产生电场，跟闭合电路是否存在无关。 (2)变化的电场产生磁场 变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场。在给电容器充电的时候，不仅导体中的电流要产生磁场，而且在电容器两极板间变化着的电场周围也要产生磁场。 2．对麦克斯韦电磁场理论中“变化”的理解 如何变化 电场 磁场 恒定 恒定的电场不产生磁场 恒定的磁场不产生电场 均匀变化 均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场 均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场 非均匀变化 非均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场 非均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场 周期性变化 周期性变化的电场产生同频率周期性变化的磁场 周期性变化的磁场产生同频率周期性变化的电场 3．电磁波的特点：在传播方向上，任意一点的E和B都随时间周期性变化，E和B相互垂直，且与电磁波的传播方向垂直，如图所示。 【典例1】 (对麦克斯韦电磁场理论的理解)(多选)关于电磁场理论的叙述正确的是( ) A．变化的磁场周围一定存在着电场，与是否有闭合电路无关 B．周期性变化的磁场产生同频率变化的电场 C．变化的电场和稳定的磁场相 ... ...
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