
电磁波的发现 基础知识 基本技能 1.麦克斯韦理论 (1)麦克斯韦的电磁场理论:变化的电场产生磁场,变化的磁场产生电场。 (2)电磁场:变化的电场和磁场总是相互联系的,形成了一个不可分离的统一场。 (3)对麦克斯韦电磁场理论的理解: ①均匀变化的磁场(或电场)产生稳定的电场(或磁场); ②非均匀变化的磁场(或电场)产生变化的电场(或磁场); ③振荡磁场(或电场)产生同频率的振荡电场(或磁场)。 麦克斯韦在建立电磁场理论的过程,中,提出了什么假设?运用了哪些物理思想? 麦克斯韦提出了“变化的磁场产生电场”“变化的电场产生磁场”两个开创性的假说,研究中麦克斯韦采用了联想、推理、类比、对称等物理学的思想方法。 【例1】关于电磁场理论,下列说法中正确的是( ) A.在电场周围一定产生磁场,磁场周围一定产生电场 B.在变化的电场周围一定产生变化的磁场,变化的磁场周围一定产生变化的电场 C.均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场 D.周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场 解析:根据麦克斯韦的电磁场理论,只有变化的电场才产生磁场,均匀变化的电场产生恒定的磁场,非均匀变化的电场产生变化的磁场,只有D正确。 答案:D 2.电磁波的特点 (1)电磁波中的电场强度与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。 (2)电磁波的传播速度等于光速c,光的本质是电磁波。 谈重点:电磁波的波长和频率 (1)两个相邻的波峰(或波谷)之间的距离等于电磁波的波长。电磁波在空间以一定的速度传播,其波长λ、频率f(或周期T)和波速之间的关系遵从波动的一般关系,即v==λf。 (2)电磁波的频率即为电磁振荡的频率,它由波源决定,与介质无关。电磁波在真空中的传播速度等于光在真空中的传播速度,即电磁波在真空中的传播速度c=3.0×108 m/s。电磁波和光波一样,在介质中的传播速度都要小于真空中的传播速度,其大小与介质有关。 【例2】下列关于电磁波的叙述,正确的是( ) A.电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播 B.电磁波在任何介质中的传播速度均为3.0×108 m/s C.电磁波由真空进入介质传播时,波长将变短 D.电磁波不能产生干涉、衍射现象 解析: A √ A选项考查电磁波的产生机理,所以是正确的 B × 电磁波在真空中波速为3.0×108 m/s,在其他介质中波速都小于光速,其原因是频率不变,波长变短 C √ D × 电磁波具备波的一切特征 答案:AC 3.赫兹的实验 (1)赫兹利用如图的实验装置,证实了电磁波的存在。 (2)赫兹的其他实验成果 赫兹通过一系列的实验,观察到了电磁波的反射、折射、干涉、衍射和偏振现象,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。 【例3】雷雨天气,从收音机中会不断地传出很响的“咔嚓”声,这是为什么? 解析:雷雨天形成闪电时会发出很强的电磁波,收音机接收到后会感应出电流,使扬声器发出声响,形成很响的“咔嚓”声。 答案:见解析 基本方法 基本能力 4.电磁波与机械波的比较 (1)机械波与电磁波的共性 机械波与电磁波是本质上不同的两种波,但它们有共同的性质:①都具有波的特性,能发生反射、折射、干涉和衍射等物理现象;②都满足v=λf;③从一种介质传播到另一种介质,频率都不变。 (2)电磁波与机械波的区别 机械波 电磁波 对象 研究力学现象 研究电磁现象 波速 波速与介质有关,与频率无关 在真空中波速总是c;在介质中传播时,波速与介质及频率都有关系 传播 传播需要介质 传播无需介质 特点 有横波、纵波之分 是横波 产生 由质点(波源)的振动产生 由周期性变化的电场激发 联系 都具有波的一切特性。例如,都能发生干涉、衍射、反射、折射等。它们的波速、波长与频率的关系都是v=fλ,都能 ... ...
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