高中物理 14.1《電磁波的發(fā)現(xiàn)》課件 新人教版選修3-.ppt

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第十四章電磁波 第一節(jié)電磁波的發(fā)現(xiàn) 1 電磁場理論的核心之一 變化的磁場產生電場 實驗為證 如右圖 交流電產生了周期變化的磁場 上面的線圈中產生電流使燈泡發(fā)光 討論 如果用不導電的塑料線繞制線圈 線圈中還有電場 電流嗎 線圈不存在時 線圈所處的空間還有電場嗎 若改成恒定的直流電 還有電場嗎 有電場 無電流 無 有 麥克斯韋認為 在變化的磁場周圍產生電場 是一種普遍存在的現(xiàn)象 跟閉合電路是否存在無關 導體環(huán)只是用來顯示電流的存在 說明 在變化的磁場中所產生的電場的電場線是閉合的 渦旋電場 2 電磁場理論的核心之二 變化的電場產生磁場 洞察力 麥克斯韋確信自然規(guī)律的統(tǒng)一性與和諧性 相信電場和磁場的對稱美 事實和推理 如圖所示 在電容器充 放電的時候 不僅導體中的電流要產生磁場 而且在電容器兩極板間周期性變化著的電場周圍也要產生磁場 大膽的假說 變化的電場產生磁場 麥克斯韋電磁場理論的理解 恒定的電場不產生磁場恒定的磁場不產生電場均勻變化的電場在周圍空間產生恒定的磁場均勻變化的磁場在周圍空間產生恒定的電場振蕩電場產生同頻率的振蕩磁場振蕩磁場產生同頻率的振蕩電場 非均勻變化磁場 激發(fā) 變化電場 均勻變化 激發(fā) 穩(wěn)定磁場 不在激發(fā) 非均勻變化 激發(fā) 變化磁場 均勻變化 激發(fā) 穩(wěn)定電場 非均勻變化 電場和磁場的變化關系 電磁場 如果在空間某區(qū)域中有周期性變化的電場 那么這個變化的電場就在它周圍空間產生周期性變化的磁場 這個變化的磁場又在它周圍空間產生新的周期性變化的電場 變化的電場和變化的磁場是相互聯(lián)系著的 形成不可分割的統(tǒng)一體 這就是電磁場 3 偉大的預言 電磁波麥克斯韋推斷 如果在空間某區(qū)域有不均勻變化的電場 那么這個變化的電場就會在空間引起變化的磁場 這個變化的磁場又引起新的變化的電場 于是 變化的電場和變化的磁場交替產生 由近及遠地向周圍傳播 一個偉大的預言誕生了 空間可能存在電磁波 二 電磁波的特點 1 電磁波是橫波 電磁波在真空中傳播時 它的電場強度E與磁感應強度B相互垂直 而且二者均與波的傳播方向垂直 如圖所示 二 電磁波的特點 2 電磁波中的E和B這兩個物理量隨時間和空間做周期性的變化 3 電磁波的速度等于光速c 4 光的本質是電磁波 5 電磁波能產生反射 折射 干涉 偏振和衍射等現(xiàn)象 三 電磁波的實驗證明 1 赫茲的電火花實驗原理圖 2 實驗原理 當開關K突然斷開時 感應線圈兩端產生高壓 金屬桿A B兩端的金屬球間的空氣被擊穿而產生電火花 每跳出一次火花 就產生一次高頻振蕩電流 火花放電是間歇性的 因此發(fā)射電路就間歇性的發(fā)射出電磁波 接收金屬線圈兩端的金屬球也跳出電火花 說明接收線圈接收到了電磁波 3 實驗結論 證明電磁波存在 為麥克斯韋的電磁場理論奠定了堅實的實驗基礎 4 其它結論赫茲觀察到了電磁波的反射 折射 干涉 偏振和衍射等現(xiàn)象 他還測量出電磁波和光有相同的速度 這樣赫茲證實了麥克斯韋關于光的電磁理論