高中物理人教版选修3-4课件：14.1 电磁波的发现
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物理：14.1《电磁波的发现》课件(新人教版选修3-4)
4、其它结论
赫兹观察到了电磁波的反射, 折射,干涉,偏振和衍射等现象.
他还测量出电磁波和光有相同 的速度. 这样赫兹证实了麦克斯韦关于 光的电磁理论.
再见
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用猜了,不错,咱の也是天眼.?1ka?n""怎么可能?"根汉心中壹惊,问道："你是真是假?""当然是真の."老道笑了笑,然后双眼闪了闪,就见他の双眼中出现了两朵神莲,和根汉の壹双天眼极为天似.根汉这回才相信了,确实是有可能是真の,这家伙竟然也有壹双天眼."你也不用想太多了, 老道咱能算到の东西可不多,唯独你咱都拥有壹双天眼,别の老道咱知道の可不多,你也不用像防贼壹样の防老道."老道灌了壹大口烈酒.根汉哼道："老东西,谁知道你哪句是真,哪句是假."他是有些这个家伙,壹会尔神秘,壹会尔又正经の,其实和老疯子也差不多,都是壹个疯子.或者 说,这些老家伙,多少年不死の家伙,都是壹些疯子.别人活壹世都难,多活壹世更是难以实现,他们却不知道活了多少世,不知道有多少世の尸身在世上呢.这些人,壹般都有壹些非常手段,都是壹些疯子,诡异の人物."老道咱这时候说话都是真の."老道咧嘴笑了笑,然后对根汉说："你小 子の来头,老道咱算不清楚,不过咱可是知道你最想要什么东西.""要什么?"根汉皱眉问.老道似乎也不想和根汉饶弯子："你小子想要星空之‘门’の通道是吧?""什么!"根汉心中壹惊,没想到这老道真の知道.是算到了壹些什么,只不过他真の,没有算到,自己是来自另外壹个世界の人 吗?没算到,自己是活死人体质吗?"你也别这么吃惊,老道咱还没有那种嗜好,去肆意の算别人の秘.密,再说了1你小子の命可不是这么好算の."
人教版高中物理选修3-4课件 14 电磁波的发现课件
，故D正确。
人民教育出版社 高二 | 选修3-4
课堂总结： 本节课我们讲授了麦克斯韦的电磁场理论，电磁 波的发现过程以及电磁波的特点。你们从中学到了哪 些知识？
人民教育出版社 高二 | 选修3-4
第十四章 · 电磁波
第一节电磁波的发现
人民教育出版社 高二 | 选修3-4
学习目标：
1.了解电磁波的历史背景。 2.了解麦克斯韦电磁场理论。
3.体会赫兹发现电磁波的实验过程与实验方法。
4.通过学习，进一步感受物理学的和谐之美。
人民教育出版社 高二 | 选修3-4
（2）电磁波的特点 1.电磁波在真空中传播时，它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，因此电磁波为横波。
2.电磁波的速度等于光速c，且在电磁波中，E和B这两个物理量随时间和空间
做周期性的变化。
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三、赫兹实验： 赫兹利用如图所示实验装置，证实了电磁波的存在。
麦克斯韦对此现象提出的假设：变化的磁场产
生电场，即使在变化的磁场中没有闭合电路，同样要
产生电场。
人民教育出版社 高二 | 选修3-4
（2）变化的电场产生磁场 麦克斯韦确信自然规律的统一性、和谐性，相信电场 和磁场的对称之美。他大胆地假设，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 。
人民习： 例1.某电路中电场随时间变化的图象如下图所示，能发射电磁波的电场
是哪一种? ( D )
人民教育出版社 高二 | 选修3-4
答案：D
图A是稳定的电场，不能产生磁场，故A错误；图B与图C是均匀变化的电场
，产生恒定不变的磁场，也不能产生电磁波，故错误； 图D是按正弦函数规律周期性变化的电场，会产生电磁场，向外发射电磁波
高中物理-第十四章-电磁波-第一节-电磁波的发现课件-新人教版选修3-4
【解析】 机械波是由振动产生，传播需要介质，电磁波 是由周期性变化的电场(或磁场)产生，传播不要介质，电磁波 和机械波的本质是不同的，但它们都有波的特性，所以A、 B、D选项正确．
【答案】 ABD
巩固练习1 (多选题)对于电磁波和机械波，下列说法正 确的是( )
A．电磁波和声波都是纵波 B．由空气进入水中传播时，电磁波的传播速度变小，声 波的传播速度变大 C．电磁波是横波，机械波可以是纵波 D．机械波的传播速度由介质决定，而电磁波在介质中的 传播速度，不仅与介质有关，而且与电磁波的频率有关
【答案】 CD
名师点拨 这是一道力、电综合试题，其中许多物理量是 相互关联又相互制约的，如变化的磁场产生电场，F电改变小 球的运动状态，运动状态的变化又带来F电的变化，继而又带 来弹力FN的变化等等．
由质点(波源) 由周期性变化的电流
的振动产生
(电磁振荡)激发
干涉 可以发生
衍射 可以发生
横波
可以是
纵波
可以是
可以发生 可以发生
是 否
典例分析
举一反三 触类旁通
一、电磁波与机械波的比较 【例1】 (多选题)关于电磁波和机械波，下列说法正确 的是( ) A．电磁波是由发生区域向远处传播，机械波是振源的振 动向远处传播 B．电磁波的传播不需要介质，机械波传播需要介质 C．机械波和电磁波本质是一致的 D．它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象
2．麦克斯韦对电磁波的预言 如果在空间某区域中有周期性变化的电场，那么这个变化 的电场就在空间引起变化的磁场；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 及远向周围传播，形成了电磁波．
3．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)电磁波的速度等于光速c，光的本质是电磁波．
人教版高中物理选修3-4 14.1《电磁波的发现》(共13张PPT)
2、电磁波形成示意图：
非均匀变 化的磁场
激 发 激 发
变 化 电 场
若是均匀变化 若非均匀变化
激 发
稳定磁场 变化磁场
不再激发
稳定电场
激 发
若是均匀变化 若非均匀变化
3、电磁波的特性： a.不需要传播介质,可以在真空中传播。 b.传播速度等于光速。 c.光是一种电磁波。
三、赫兹的电火花
1、试验装置：
无
麦克斯韦认为在变化的磁场周围产生电场, 是一种普遍存在的现象,跟闭合电路是否存 在无关,导体环只是用来显示电流的存在 说明:在变化的磁场中所 产生的电场的电场线是 闭合的 (涡旋电场)
电场线
电ห้องสมุดไป่ตู้场理论的核心之二: 变化的电场产生磁场
麦克斯韦假设:变化的电场就像导线中的电流一 样,会在空间产生磁场,即变化的电场产生磁
a.连接感应圈的两个金属球。 b.导线环上的两个金属球。
2、试验现象：
当感应圈两个金属球间有火花跳过时，导线环两个小球 间也跳过了火花。
3、现象解释：
当感应圈两个金属球间有火花跳过时，立刻产生了一个 交变电磁场，形成电磁波在空间传播，经过导线环时激发出 感应电动势，使得导线环中也产生了火花。
4、捕捉电磁波的模拟试验：
二、伟大的预言
1、两个基本观点： a.变化的磁场产生电场。 b.变化的电场产生磁场。
麦克斯韦电磁场理论的两大基本要点是：
（1）、不仅电荷能够产生电场，变化的磁 场也能产生电场； （2）、不仅电流能够产生磁场，变化的电 场也能产生磁场。
按照这个理论，变化的电场和磁场总是 相互联系的，形成不可分割的统一体——电 磁场。
14.1电磁波的发现
§1、电磁波的发现
2020-2021学年高二下学期物理人教版选修3-4：14.1电磁波的发现 课件
二、麦克斯韦电磁场理论
核心观点之二：变化的电场产生磁场
现象：变化的电场周围小磁 针发生摆动
结论：变化的电场产生变 化的磁场
二、麦克斯韦电磁场理论
理解:
① 恒定的电场不产生磁场 ② 恒定的磁场不产生电场 ③ 均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场 ④ 均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场 ⑤ 周期性变化的电场产生同周期变化的磁场 ⑥ 周期性变化的磁场产生同周期变化的电场
赫兹关于电磁波的实验，为无线电技术的发展开拓了新的道路，构成了现 代文明的骨架，后人为了纪念他，把频率的单位定为赫兹。
赫兹观察到了电磁波的反射,折射,干涉,偏振和衍射等现象. 他还测量出电磁波和光有相同的速度. 这样赫兹证实了麦克斯韦关于光的电磁理论.
德国于1994年发行的纪念赫兹逝世 100周年的邮票
于光速c！
3．光的本质是电磁波． 4．电磁波能产生反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象．
六、电磁波与机械波的区别与联系
• 联系：都具有波的特性（反射、折射、干涉、衍射） • 区别：1.电磁波传播可以不需要介质
2.在真空中传播速度为光速，在介质中的传播速度与介质 和频率都有关（机械波只与介质有关）
3.机械波可以为横波和纵波，但电磁波一定是横波
核心观点之一：变化的磁场产生电场
实验为证
如右图,交流电产生了周期 变化的磁场,上面的线圈中 ~ 产生电流使灯泡发光
二、麦克斯韦电磁场理论
①如果用不导电的塑料线绕制线圈, 线圈中还有电场、电流吗?
有电场,无电流
②线圈不存在时,线圈所处的空间还
~
有电场吗? 有
③若改成恒定的直流电,还有电场吗? 无
二、麦克斯韦电磁场理论
的带正电的小球，正以速率v沿逆时针方向匀速转动。若在此空间突然加上竖
高中物理人教版选修3-4课件：14.1 电磁波的发现
第十四章 电磁波
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1.电磁波的发现
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D典例透析
IANLITOUXI
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。
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3.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。 (4)实验结论:赫兹证实了电磁波的存在。
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2.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。
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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。
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3.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。 (4)实验结论:赫兹证实了电磁波的存在。
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2.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。
高中物理人教版(选修3-4)第十四章电磁波第1节电磁波的发现(共56张PPT)
麦 克 斯 韦
韦伯穿过一个又一个欧姆。把回音 带给我──“我是你忠实而又真诚的 法拉，充电到一个伏特，表示对你 的爱。-----麦克斯韦
新 课 内 容
一、麦克斯韦的电磁场理论要点
麦克斯韦的电磁场理论要点——伟大的预言
1、变化的磁场产生电场 -----法拉第的发现 装置如图所示，当穿过螺线管的磁场随时间 变化时，上面的线圈中产生感应电动势，引起感 应电流使灯泡发光。
新 课 内 容
二、电磁场、电磁波
3.电磁波形成示意图：
激 发
激 发
若是均匀变化 变 化 电 场 若非均匀变化
激 发
稳定磁场
不再激发
稳定电场
激 发
非均匀变 化的磁场
若是均匀变化 变Biblioteka 磁场 若非均匀变化新 课 内 容
三、赫兹的电火花
麦克斯韦英年早逝，未能见到科学实验对电磁场理 论的证明。把天才的预言变成世人公认的真理，这是赫 兹的功劳。
STS---无线电发展史
在赫兹发现电磁波六年后，意大利的马可尼、俄国的波波夫分 别实现无线电传播，并很快投人实际使用。其他利用电磁波的技术， 也像雨后春笋般相继问世。 无线电报（1894年）、无线电广播（1906年）、无线电导航
（1911年）、无线电话（1916年）、短波通讯（1921年）、无线电
第十四章
电磁波
第 1节
电磁波的发现
学习目标
1．知道麦克斯韦电磁场理论的基本内容。 2．知道电磁波的特点。 3.会分析LC振荡回路中振荡电流的产生过程。
4.知道LC电路中能量转化情况。
5.知道LC电路的周期和频率公式，知道周期（频率）的决定要素。 重点难点： 1.麦克斯韦电磁场理论的基本内容。 2.LC回路振荡过程的分析。
高中物理 第14章 第1节电磁波的发现课件 新人教版选修3-4
高中物理选修3-4课件
• 答案：B • 解析： 电磁波可以在真空中传播，而声波 传播则需要介质，当手机 B拨打手机 A时(A 置于一透明真空罩中)，A能显示B的号码， 不能发出响声，即B正确．
高中物理选修3-4课件
• 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． • 答案：D • 点评：在理解麦克斯韦的电磁场理论时， 要注意静电场不产生磁场，静磁场也不产 生电场．还要注意根据电场 ( 或磁场 ) 的变 化情况来确定所产生的是什么样的磁场 (或电场)．
高中物理选修3-4课件
解析：A、B 均与事实相符，所以 A、B 正确．由空气 v 进入水中时，根据 λ＝ f ，电磁波波速变小，频率不变，波 长变小；声波速度变大，频率不变，波长变大，所以 C 正 确．电磁波在介质中的速度与介质有关，也与频率有关， 在同一介质中，频率越大，波速越小，所以 D 错误．
高中物理选修3-4课件
• 解析：机械波与电磁波产生的根源不 同．产生的本质不同，A错误．B、C、D正 确.
高中物理选修3-4课件
•
( 物理与日常生活 ) 高压线向远方输送着 大量电能，如果居民的房屋在高压线下边 不远处，对人会有影响吗？ • 解析：高压线中通过的是三相交流电，每 相电流都是按正弦规律变化的交变电流， 这就满足了产生电磁场的条件，如果人长 期处在较强电磁场中会受到电磁场的影 响．在变压电站的工作人员都有电磁辐射 费，这也说明电磁辐射对人体会产生不好 的作用．
高中物理选修3-4课件
• •
•
• •
电磁波与声波比较，下列说法正确的是 ( ) A ．电磁波的传播不需要介质，声波的传 播需要介质 B ．由空气进入水中时，电磁波速度变小， 声波速度变大 C ．由空气进入水中时，电磁波波长变小， 声波波长变大 D ．电磁波和声波在介质中的传播速度， 都是由介质决定，与频率无关
高中人教版物理选修3-4课件：第十四章 1 电磁波的发现 2 电磁振荡
磁场的动态变化过程及其相关物理量的变化情况,了解电磁波的产
生过程
4.了解LC振荡电路固有周期和固有频率的公式,了解实际生产、生
活中调节振荡电路频率的基本方法-2-VIP特权福利
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答案:能产生振荡电流的电路叫振荡电路。由电感线圈和电容组
成的电路是最简单的振荡电路,称为LC振荡电路。
-6-
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电磁波的发现
读一读·思一思
2
电磁振荡
课前篇自主预习
课堂篇探究学习
辨一辨·议一议
三、电磁振荡的周期和频率
阅读教材第80页,通过学习,了解LC振荡电路固有周期和固有频
率的公式。
1.电磁振荡的周期是指哪一段时间?
间产生变化的电场——变化的电场和变化的磁场是相互联系着的,
形成不可分割的统一体,这就是电磁场。
-11-
1
电磁波的发现
探究一
2
探究二
课前篇自主预习
电磁振荡
探究三
课堂篇探究学习
课堂篇探究学习
当堂检测
2.对麦克斯韦电磁场理论的理解
恒定的磁场不产生电场
均匀变化的磁场在周围空间产
生过程
4.了解LC振荡电路固有周期和固有频率的公式,了解实际生产、生
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答案:能产生振荡电流的电路叫振荡电路。由电感线圈和电容组
成的电路是最简单的振荡电路,称为LC振荡电路。
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1
电磁波的发现
读一读·思一思
2
电磁振荡
课前篇自主预习
课堂篇探究学习
辨一辨·议一议
三、电磁振荡的周期和频率
阅读教材第80页,通过学习,了解LC振荡电路固有周期和固有频
率的公式。
1.电磁振荡的周期是指哪一段时间?
间产生变化的电场——变化的电场和变化的磁场是相互联系着的,
形成不可分割的统一体,这就是电磁场。
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1
电磁波的发现
探究一
2
探究二
课前篇自主预习
电磁振荡
探究三
课堂篇探究学习
课堂篇探究学习
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2.对麦克斯韦电磁场理论的理解
恒定的磁场不产生电场
均匀变化的磁场在周围空间产
2018-2019学年高二物理人教版选修3-4课件：14.1电磁波的发现
1
2
3
(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Leabharlann 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
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。
λ=
������ 。 ������
4.因为电磁波是交变电场、磁场互相激发产生的,所以电磁波传 播时不需要介质,可在真空中传播。
一
二
三
5.电磁波是横波,电场方向与磁场方向都跟传播方向垂直。 6.电磁波遇到其他物体时,能发生反射、折射等现象。 7.电磁波具有波的共性,能产生干涉、衍射等现象。 8.电磁波可以脱离“波源”独立存在。电磁波发射出去后,产生电 磁波的振荡电路停止振荡后,空间中的电磁波仍继续传播。
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第十四章
电磁波
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1.电磁波的发现
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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。
电磁波 研究电磁现象 电场强度 E 和磁感应强度 B 随时间和空间做周期性变化 传播不需要介质,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 由周期性变化的电流(电磁振 荡)激发 可以发生 可以发生 是 —
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一 二 三
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7.电磁波具有波的共性,能产生干涉、衍射等现象。 8.电磁波可以脱离“波源”独立存在。电磁波发射出去后,产生电 磁波的振荡电路停止振荡后,空间中的电磁波仍继续传播。
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1.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。 该现象的实质:变化的磁场产生了电场。
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2.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。
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电磁波与机械波的区别 【例2】 声波和电磁波均可传递信息,且都具有波的共同特征。 下列说法正确的是( ) A.声波的传播速度小于电磁波的传播速度 B.声波和电磁波都能引起鼓膜振动 C.电磁波不能被人听见,声波能被人听见 D.二胡演奏发出的是声波,而电子琴演奏发出的是电磁波 点拨:在理解的基础上记住电磁波与机械波的区别与联系是分析 问题的关键。 解析:声波属于机械波,其传播需要介质,传播速度小于电磁波的 传播速度,选项A对;鼓膜的振动是空气的振动带动的,电磁波不能 引起鼓膜振动,人耳听不到电磁波,选项B错,C对;二胡和电子琴发出 的都是声波,选项D错。
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。
-8-Leabharlann 1.电磁波的发现一 二 三
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1.电磁波的发现
类型一 类型二
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答案:AC 题后反思电磁波是电磁现象,机械波是力学现象,两者都具有波的 特性:干涉、衍射等,但它们具有本质的不同,如机械波的传播依赖 于介质的存在,但电磁波的传播则不需要介质;机械波的波速仅由 介质决定,而介质中电磁波的波速由介质和波的频率决定。
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3.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。 (4)实验结论:赫兹证实了电磁波的存在。
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������
4.因为电磁波是交变电场、磁场互相激发产生的,所以电磁波传 播时不需要介质,可在真空中传播。 5.电磁波是横波,电场方向与磁场方向都跟传播方向垂直。 6.电磁波遇到其他物体时,能发生反射、折射等现象。
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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。 (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。
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(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。
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题后反思(1)“变化的磁场产生电场”的含义 ①恒定的磁场不产生电场。 ②均匀变化的磁场产生恒定的电场。 ③非均匀变化的磁场产生变化的电场。 ④振荡的磁场产生同频率的振荡电场。 (2)“变化的电场产生磁场”的含义 ①恒定的电场不产生磁场。 ②均匀变化的电场产生恒定的磁场。 ③非均匀变化的电场产生变化的磁场。 ④振荡的电场产生同频率的振荡磁场。
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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, ������ λ= 。
恒定的磁场不产生电场 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 振荡磁场产生同频率的振荡电 场
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。
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三、电磁波与机械波的比较
机械波 对象 研究力学现象 周期性变化 位移随时间和空间 的物理量 做周期性变化 传播需要介质,波速 传播 与介质有关,与频率 无关 由质点(波源)的振动 产生 产生 干涉 可以发生 衍射 可以发生 横波 可以是 纵波 可以是
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2.对麦克斯韦电磁场理论的理解
恒定的电场不产生磁场 均匀变化的电场在周围空间产 生恒定的磁场 不均匀变化的电场在周围空间 产生变化的磁场 振荡电场产生同频率的振荡磁 场
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麦克斯韦电磁场理论 【例1】 根据麦克斯韦电磁场理论,下列说法中正确的是 ( ) A.有电场的空间一定存在磁场,有磁场的空间也一定能产生电场 B.在变化的电场周围一定产生变化的磁场,在变化的磁场周围一 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.周期性变化的磁场周围空间一定产生周期性变化的电场 点拨:弄清麦克斯韦电磁场理论的确切含义是分析此类问题的关 键。 解析:根据麦克斯韦电磁场理论,只有变化的电场才能产生磁场, 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项正确。 答案:D
电磁波
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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。
电磁波 研究电磁现象 电场强度 E 和磁感应强度 B 随时间和空间做周期性变化 传播不需要介质,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 由周期性变化的电流(电磁振 荡)激发 可以发生 可以发生 是 —
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7.电磁波具有波的共性,能产生干涉、衍射等现象。 8.电磁波可以脱离“波源”独立存在。电磁波发射出去后,产生电 磁波的振荡电路停止振荡后,空间中的电磁波仍继续传播。
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1.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。 该现象的实质:变化的磁场产生了电场。
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2.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。
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电磁波与机械波的区别 【例2】 声波和电磁波均可传递信息,且都具有波的共同特征。 下列说法正确的是( ) A.声波的传播速度小于电磁波的传播速度 B.声波和电磁波都能引起鼓膜振动 C.电磁波不能被人听见,声波能被人听见 D.二胡演奏发出的是声波,而电子琴演奏发出的是电磁波 点拨:在理解的基础上记住电磁波与机械波的区别与联系是分析 问题的关键。 解析:声波属于机械波,其传播需要介质,传播速度小于电磁波的 传播速度,选项A对;鼓膜的振动是空气的振动带动的,电磁波不能 引起鼓膜振动,人耳听不到电磁波,选项B错,C对;二胡和电子琴发出 的都是声波,选项D错。
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。
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3.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。 (4)实验结论:赫兹证实了电磁波的存在。
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4.因为电磁波是交变电场、磁场互相激发产生的,所以电磁波传 播时不需要介质,可在真空中传播。 5.电磁波是横波,电场方向与磁场方向都跟传播方向垂直。 6.电磁波遇到其他物体时,能发生反射、折射等现象。
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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。 (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。
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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, ������ λ= 。
恒定的磁场不产生电场 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 振荡磁场产生同频率的振荡电 场
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。
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恒定的电场不产生磁场 均匀变化的电场在周围空间产 生恒定的磁场 不均匀变化的电场在周围空间 产生变化的磁场 振荡电场产生同频率的振荡磁 场
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