遼寧省大連市高中物理 第十四章 電磁波 14.1 電磁波的發(fā)現課件 新人教版選修3-4.ppt

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1、無線電在生活中應用廣泛,無線電通信是怎樣傳輸信號的呢？今天我們就來學習這方面的簡單知識。,電磁波的發(fā)現,第十四章 電磁波,1、理解麥克斯韋電磁場理論的兩個支柱：變化的磁場產生電場、變化的電場產生磁場。了解變化的電場和磁場相互聯系形成同一的電磁場。2、了解電磁場在空間傳播形成電磁波。3、了解麥克斯韋電磁場理論以及赫茲實驗在物理學發(fā)展中的貢獻。,知識與能力,通過了解麥克斯韋電磁場理論以及赫茲實驗，體會兩位科學家研究物理問題的思想方法。,過程與方法,情感、態(tài)度與價值觀,1、體驗生活物理，激發(fā)學習科學知識的熱情。 2、學會“數字化”學習。,麥克斯韋電磁理論 電磁波的形成和電磁波的特點,教學重點,麥克斯

2、韋電磁理論的理解,教學難點,一、麥克斯韋的生平與貢獻 二、偉大的預言 三、電磁波 四、赫茲的電火花,1、電磁波發(fā)現的背景,（1）、麥克斯韋少年時在數學上極有天賦。,（2）、麥克斯韋受到法拉第巨大的激勵。,（3）、前人工作的成果是麥克斯韋取得成功的基石。,一、麥克斯韋的生平與貢獻,2、麥克斯韋的生平,麥克斯韋是19世紀最偉大的理論物理學家，經典電磁場理論的奠基人。1831年8月31日，麥克斯韋出生于愛丁堡，童年時對自然科學產生了濃厚的興趣。15歲時，在英國愛丁堡皇家學會學報上發(fā)表數學論文。1847年秋天,麥克斯韋考進了愛丁堡大學。三年后，他轉入的劍橋大學。1852年，麥克斯韋又成了劍橋大學研究生

3、，同時還參加了劍橋大學著名的斯托克斯講座，在這兩位數學大師的指點下，麥克斯韋不出三年就掌握了當時所有先進的數學方法，成為一名年輕有為的數學家。,麥克斯韋畢業(yè)后留校工作。開始了電磁學的研究。當時，電磁學在實驗研究方面的四大定律（庫侖定律、高斯定律、安培定律和法拉第電磁感應定律）已先后建立。特別是法拉第長期堅持對抗磁體的研究，并于1851年發(fā)表了認磁力線一文，這篇文章中蘊藏著朦朧的電磁理論的思想。這些先決條件為麥克斯韋的創(chuàng)造性研究準備了肥田沃土。,電磁通論,3、麥克斯韋的貢獻,麥克斯韋于1856年、1862年、1864年發(fā)表了三篇劃時代的論文，牢固地奠定了麥克斯韋電磁場理論的基礎。電磁通論在187

4、3年問世，這部經典著作，以著名的方程組把電荷、電流、電場和磁場間的普遍聯系完全統(tǒng)一了起來，電磁波傳播的研究和光的電磁理論是這部著作的精髓。在物理學史上，這一鴻篇巨著可以與牛頓的自然哲學之數學原理相媲美。,麥克斯韋電磁理論在他的生前并未得到充分的重視，因為他的思想太不尋常了，德國物理學家赫茲用實驗的方法證實了他電磁理論預言的所有方面，麥克斯韋的理論才得到了普遍的承認。,1、麥克斯圍電磁場理論,（1）變化的磁場產生電場,二、偉大的預言, 均勻變化的磁場產生穩(wěn)定的電場,, 振蕩磁場產生振蕩電場,,t,正弦曲線,振蕩磁場,振蕩電場,E與B 頻率相同,（2）變化的電場產生磁場, 均勻變化的電場產生穩(wěn)定的

5、磁場,, 振蕩電場產生振蕩磁場,,t,t,正弦曲線,振蕩電場,振蕩磁場,B與E 頻率相同,思考與討論,如果一個變化的電場會產生一個變化的磁場，那么下面還要發(fā)生什么現象呢？,變化的電場和變化的磁場總是相互聯系的，它們形成一個不可分離的統(tǒng)一場，這就是電磁場。,三、電磁波,（1）理論分析： 空間某處產生一個隨時間變化的電場，這個電場就會產生磁場。如果這個磁場也是隨時間變化的，那么這個磁場就會新的電場。這樣下去，電磁場就會在空間區(qū)域不斷向外傳播形成了電磁波。,1、電磁波的產生,,,,非均勻變 化的磁場,,變化電場,,,若是均勻變化,穩(wěn)定磁場,不再激發(fā),,若非均勻變化,變化磁場,,若是均勻變化,,穩(wěn)

6、定電場,,若非均勻變化,（2）、電磁波形成示意圖：,激發(fā),激發(fā),激發(fā),激發(fā),2、電磁波的特點：,（1）電磁波中的電場和磁場互相垂直，電磁波在與二者均垂直的方向傳播，所以電磁波是橫波。,（2）電磁波在真空中的傳播速度等于光在真 空中的傳播速度，C=3108m/s。 （3）不需要傳播介質，在真空中可以傳播,3.電磁波與機械波比較 傳播條件 機械波傳播需要介質，而電磁波不需要介質也能傳播。 傳播規(guī)律 都遵循“V=f=/T”這個關系式；且電磁波也能發(fā)生反射、折射、衍射、干涉等現象。 傳播本質 機械波傳播的是機械能，電磁波傳播的是電磁能。,赫茲用實驗證實電磁波的存在,令人振奮的電火花,四、赫茲的電火花,

7、,,微弱的電火花閃爍著麥克斯韋理論的光輝，赫茲向全世界宣告：電磁波發(fā)現了。,1、麥克斯韋電磁場理論的兩個支柱：變化的磁場產生電場、變化的電場產生磁場。 2、變化的電場和磁場相互聯系形成同一的電磁場。電磁場在空間傳播形成電磁波。3、赫茲實驗的過程及對無線電技術的貢獻。,D,1.根據麥克斯韋電磁場理論，下列說法正確的是（ ） A、在電場周圍一定產生磁場，在磁場周圍一定產生電場 B、在變化的電場周圍一定產生變化的磁場，在變化的磁場周圍一定產生變化的電場 C、均勻變化的電場周圍一定產生均勻變化的磁場 D、振蕩的電場周圍一定產生同頻率變化的磁場,2.按照麥克斯韋的電磁場理論，以下說法中正確的是（ ）

8、A、磁場在周圍一定產生電場 B、電場在周圍一定產生磁場 C、變化的磁場在周圍產生電場 D、變化的電場在周圍產生磁場,變化的磁場（電場）產生電場（磁場）,CD,3.按照麥克斯韋的電磁場理論，以下說法中正確的是（ ） A、恒定的磁場在周圍產生恒定的電場 B、變化的磁場在周圍產生變化的電場 C、均勻變化的磁場在周圍產生均勻變化的電場 D、均勻變化的磁場在周圍產生恒定的電場,均勻變化的磁場（電場）產生恒定的電場（磁場）,D,4.按照麥克斯韋的電磁場理論，以下說法中不正確的是（ ） A、振蕩的磁場在周圍產生恒定的電場 B、振蕩的磁場在周圍產生均勻變化的電場 C、振蕩的電場在周圍產生不同頻率的振蕩磁場 D、振蕩的電場在周圍產生同頻率的振蕩磁場,振蕩磁場（電場）產生同頻率的振蕩電場（磁場）,D,