课件23张PPT。第十四章 电磁波1.电磁波的发现1.了解电磁波发现的过程,领会人类认识世界的认知规律。 2.初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想以及在物理学发展史上的意义。 3.知道变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场。知道变化的电场和变化的磁场交替产生,由近及远地向周围传播就形成电磁波。 4.知道赫兹用实验证明了电磁波的存在,在人类历史上首先捕捉到了电磁波。1231.伟大的预言 (1)变化的磁场产生电场 实验基础:如图所示,在变化的磁场中放一个闭合电路,电路里就会产生感应电流。 麦克斯韦对该问题的见解:回路里有感应电流产生,一定是变化的磁场产生了电场,自由电荷在电场的作用下发生了定向移动。123该现象的实质:变化的磁场产生了电场。 (2)变化的电场产生磁场 麦克斯韦大胆地假设,既然变化的磁场能产生电场,变化的电场也会在空间产生磁场。123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。1232.电磁波 (1)电磁波的产生:如果在空间某区域有周期性变化的电场,那么它就在空间引起周期性变化的磁场,这个变化的磁场又引起新的变化的电场……于是,变化的电场和变化的磁场交替产生,由近及远地向周围传播,形成电磁波。 (2)电磁波是横波:根据麦克斯韦的电磁场理论,电磁波中的电场强度和磁感应强度互相垂直,而且二者均与波的传播方向垂直,因此电磁波是横波。 (3)电磁波的速度:麦克斯韦指出了光的电磁本性,他预言电磁波的速度等于光速。1233.赫兹的电火花 (1)赫兹的实验:如图所示。 (2)实验现象:当感应线圈的两个金属球间有火花跳过时,导线环两个金属小球间也跳过电火花。 (3)现象分析:当感应线圈使得与它相连的两个金属球间产生电火花时,空间出现了迅速变化的电磁场,这种电磁场以电磁波的形式在空间传播。在电磁波到达导线环时,它在导线环中激发出感应电动势,使得导线环的空隙处也产生了火花。123(4)实验结论:赫兹证实了电磁波的存在。 (5)赫兹的其他实验成果:赫兹做了一系列的实验,观察了电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射现象,并通过测量证明,电磁波在真空中具有与光相同的速度,证实了麦克斯韦关于光的电磁理论。 你能否列举出生活中的现象来证明电磁波的存在? 提示：夏天打雷时正在收听的收音机里会发出“喀喀”的声音;手机接收信号时其附近的电视机会发出声音。这些现象能说明电磁波的存在。一二三一、对麦克斯韦电磁场理论的理解 1.对电磁场的理解。 (1)电磁场的产生。 如果在空间某区域有周期性变化的电场,那么这个变化的电场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……变化的电场和磁场相互联系,形成了不可分割的统一体,这就是电磁场。一二三(2)电磁场与静电场、静磁场的比较。 三者可以在某空间混合存在,但由静电场和静磁场混合的空间不属于电磁场。电磁场是电场、磁场相互激发,相互耦连形成的统一体。电磁场由近及远传播,形成电磁波,如图所示。一二三2.对麦克斯韦电磁场理论的理解。 一二三特别警示电磁场是动态的,并且电场和磁场不可分割,磁感线、电场线都是闭合的曲线;静电场、静磁场是单独存在的,且电场线是非闭合曲线,静止的电场和磁场不是电磁场。一二三二、电磁波的特点有哪些? 1.同一种电磁波在不同介质中传播时,频率不变(频率由波源决定),波速、波长发生改变。在介质中的速度都比真空中的速度小,注意机械波在不同介质中速度不同,其传播速度由介质决定。 2.不同电磁波在同一介质中传播时,传播速度不同,频率越高波速越小,频率越低波速越大。 3.在真空中传播时,不同频率的电磁波的速度相同:v=c,且c=λf, 4.因为电磁波是交变电场、磁场互相激发产生的,所以 ... ...
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