电磁波的发现
电磁波的发现、电磁振荡课件
课堂要点小结
电磁场理论的两个基本观点
电磁波的发现 电磁振荡
电磁波的产生
电磁波
电磁波是横波
振荡电流 光波是电磁波
放电过程
振荡电路
充电过程 T＝2π LC
振荡周期和频率
f＝
2π
1 LC
例4 在LC振荡电路中，可以使振荡频率增大一倍的方 法是( ) A.自感系数L和电容C都增大一倍 B.自感系数L增大一倍，电容C减小一半 C.自感系数L减小一半，电容C增大一倍 D.自感系数L和电容C都减小一半
四、电磁振荡的周期和频率
解析 根据LC振荡电路频率公式f＝ 1 得，当L、C 2π LC
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.
二、电磁波
例2 下列关于电磁波的叙述中，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3×108 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 若磁场正在减弱，则电流在减小，是充电过程， 根据安培定则可确定电流由b向a，电场能增大，上极 板带负电，故选项A、B正确；
三、电磁振荡的产生
若磁场正在增强，则电流在增大，是放电过程，电场 能正在减小，根据安培定则，可判断电流由b向a，上 极板带正电，故选项C正确，D错误. 答案 ABC
四、电磁振荡的周期和频率
二、电磁振荡
1.振荡电流、极板带电荷量随时间的变化图象：
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同频率的电磁波传播速度是相同的(都等于光速)。
(2)不同频率的电磁波，在同一介质中传播，其速度是不同的，
频率越高，波速越小。
(3)v＝λf 中，f 是电磁波的频率，即为发射电磁波的 LC 振荡电
路的频率：f＝2π
1 ，改变 LC
L
或
C
即可改变
f，从而改变电磁波的
波长 λ。
[典例] (多选)根据麦克斯韦电磁场理论，变
3．解调是调制的逆过程 声音、图像等信号频率相对较低，不能转化为电信号直接发射 出去，而要将这些低频信号加载到高频电磁波信号上去。将声音、 图像信号加载到高频电磁波上的过程就是调制。而将声音、图像信 号从高频信号中还原出来的过程就是解调。 4．正确理解调谐的作用 世界上有许许多多的无线电台、电视台及各种无
[解析] 向上方向的磁场增强时，感应电流的磁场阻碍原磁场 的增强而方向向下，根据安培定则感应电流方向如图中 E 的方向所 示，选项 A 正确，B 错误。同理，当磁场反向即向下的磁场减弱时， 也会得到如图中 E 的方向，选项 C 正确，D 错误。 [答案] AC
电磁振荡的变化规律
1．各物理量变化情况一览表
合的
B．音频电流的频率比较低，不能直接用来发射电磁波
C．当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时，
接收电路产生的振荡电流最强
D．要使电视机的屏幕上有图像，必须要有检波过程
[思路点拨] 求解本题应把握以下两点： (1)知道电磁波的发射和接收原理。 (2)知道电谐振的原理。 [解析] 有效发射电磁波，必须采用开放电路和高频发射；一 般的音频电流的频率较低，不能直接用来发射电磁波；电磁波接 收原理是一种叫电谐振的现象，与机械振动中的共振有些相似； 电视机显示图像时，必须通过检波过程，把有效的信号从高频调 制信号中取出来，否则就不能显示，故 A 错误，B、C、D 正确。 [答案] BCD
电磁波的发现
二、电磁波的发现（1）发现者——海因里希·鲁道夫·赫兹海因里希·鲁道夫·赫兹（Heinrich Rudolf Hertz，1857年（丁巳年）2月22日－1894年（甲午年）1月1日），德国物理学家。
（2）发现过程——“赫兹实验”1886年，赫兹制成了一种仪器。
这种一起上有两个抛光的金属球，两球之间有很小的间隙。
这两个金属球接到一个感应圈两端。
由于两求见电压很高，间隙中的气场很强，空气分子被电离，从而形成了一个导电通路。
当有一簇电荷通过时，看上去就是火花。
赫兹还把一根导线弯成环状，导线两端安装两个金属球，其间留有空隙。
当把这个导线环放在距离感应线圈不太远的位置时，他观察到：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。
赫兹推断：当火花在感应圈两个金属球间跳动时，必定建立了一个迅速变化的磁场。
按照麦克斯韦的理论：这种变化的磁场以电磁波形式在空间中传播。
当电磁波经过导线环是，迅速变化的电磁场在导线环中激发了感应电动势，使得导线环的空隙中也产生了火花。
因此，这个导线环便是电磁波的检测器。
而也正是这个导线环，证明了电磁波的存在。
（3）实验延伸——赫兹的贡献在著名的系列实验“赫兹实验”后，赫兹又进行了一系列关于电磁波反射、折射、衍射、干涉和偏振等现象，证明了电磁波与光具有相同的性质。
他还测得，电磁波在真空中具有与光相同的传播速度c。
这样，赫兹证实了麦克斯韦关于光的电磁理论。
赫兹关于电磁波的实验，为无线电技术的发展开拓了道路。
因此，他被誉为无线电通信的先驱。
后人为了纪念塔，把频率的单位定为赫兹。
电磁波的发现 课件
机械波
电磁波
对象 研究力学现象 研究电磁现象
周期性 位移随时间和 电场强度E和磁感应
变化的 空间做周期性 强度B随时间和空间
物理量 变化
做周期性变化
传播 产生
传播需要介 传播无需介质，在真
质，波速与介 空中波速总是c，在介
质有关，与频 质中传播时，波速与
率无关
介质及频率都有关系
由质点(波源) 由周期性变化的电流
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．
二、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.
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
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
电磁波的发现
一、麦克斯韦的电磁场理论及对电磁波的预言 1．麦克斯韦电磁场理论 英国物理学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象成果的基 础上，建立了完整的电磁场理论．可定性表述为：变化的磁场 产生电场，变化的电场产生磁场．
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．
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电磁波的实验证明
• 赫兹的电火花实验
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. 这样赫兹了麦克斯韦关于光的电磁理论.
赫兹在人类历史上首先捕捉到了电磁波
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理解: (1) 电场均匀变化产生稳定磁场
(2) 非均匀变化产生变化磁场
麦克斯韦电磁场理论的理解:
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 振荡电场产生同频率的振荡磁场 ⑥ 振荡磁场产生同频率的振荡电场
电场和磁场的变化关系
非均匀 变化磁 场
激发
变 化 电 场
均 匀
稳 激发 定
变
磁
化
场
激发
若非
变
均匀 变化
化 磁 场
不 在 激 发
均匀变化
激发
稳 定 电
场
非均匀变化
电磁波
1 电磁场: 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,……
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
电场线
产生的电场的电场线是
闭合的 (涡旋电场)
电磁场理论的核心之二: 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场
根据麦克斯韦理论,在给电容器充电的时候,不仅导体中的 电流要产生磁场,而且在电容器两极板间变化着的电场周 围也要产生磁场
13.4 电磁波的发现及应用+13.5 能量量子化
场理论，为无线电技术的发展开拓了道路。
二、电磁波谱
（一）电磁波的描述
1.频率(f)：1s内通过波峰(波谷)的次数
2.波速(v)：描述波传播快慢
3.三者的关系： = λ
（二）电磁波谱
波长
波峰
波谷
= λ
真空中的光速
三、电磁波的应用
（一）电磁波的能量
变化的磁场产生电场
变化的电场产生磁场
变化的电场和磁场相互联
系， 形成一个统一的电磁场
周期性变化的电场，会在空
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
地传播光也是一种电磁波！
一、电磁波的发现
对麦克斯韦电磁场理论的理解：
除了热辐射外，物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波。
这就为我们研究热辐射的问题带造成了困难。
一、热辐射
2、黑体：能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射
的物体叫做黑体。
特点：（1）不反射电磁波，但可以向外辐射电磁波；
（2）黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与它的温度
有关，与材料和表面状况无关。
第十三章 电磁感应与电磁波
初步
13.4 电磁波的发现及应用
一、电磁波的发现
英国物理学家麦克斯韦系统地总结了
人类直至19世纪中叶对电磁规律的研究
成果，其中有库仑、安培、奥斯特、 法
拉第等人的奠基之功，更有他本人的创
造性工作。在此基础上，他最终建立了
经典电磁场理论。
一、电磁波的发现
（一）麦克斯韦的预言：
二、能量子
1、概念：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的
电磁波的发现
麦克斯韦电磁理论 在他的生前并未得到充 分的重视，因为他的思 想太不寻常了，德国物 理学家赫兹用实验的方 法证实了他电磁理论预 言的所有方面，麦克斯 韦的理论才得到了普遍 的承认。
二、伟大的预言 1、麦克斯围电磁场理论
（1）变化的磁场产生电场
① 均匀变化的磁场产生稳定的电场
B E
O
t
O
t
② 振荡磁场产生振荡电场 B 振荡磁场 O O E
振荡电场
t
t
正弦曲线
E与B 频率相同
（2）变化的电场产生磁场
① 均匀变化的电场产生稳定的磁场
E B
O
t
O
t
② 振荡电场产生振荡磁场 E 振荡电场 O O
B
振荡磁场
t
t
正弦曲线
B与 E 频率相同
三、电磁波
1、电磁波的产生 （1）理论分析： 空间某处产生一个随时间变化的电场，这个 电场就会产生磁场。如果这个磁场也是随时间变 化的，那么这个磁场就会新的电场。……这样下 去，电磁场就会在空间区域不断向外传播形成了 电磁波。
第十四章 电磁波
电磁波的发现
麦克斯韦的生平
麦克斯韦是19世纪最伟大的理论物理 学家，经典电磁场理论的奠基人。1831年8 月31日，麦克斯韦出生于爱丁堡，童年时 对自然科学产生了浓厚的兴趣。15岁时， 在英国《爱丁堡皇家学会学报》上发表数 学论文。1847年秋天,麦克斯韦考进了爱丁 堡大学。三年后，他转入的剑桥大学。 1852年，麦克斯韦又成了剑桥大学研究生， 同时还参加了剑桥大学著名的斯托克斯讲 座，在这两位数学大师的指点下，麦克斯 韦不出三年就掌握了当时所有先进的数学 方法，成为一名年轻有为的数学家。
赫兹用实验证实电磁波的存在
电磁波的发现与无线电波的应用
电磁波的发现与无线电波的应用
电磁波一直是科学界和工程领域中引人注目的研究对象之一。
本文将探讨电磁波的发现历程以及无线电波在现代社会中的广泛应用。
电磁波的发现
19世纪末，物理学家麦克斯韦提出了电磁波的理论，他认为光是一种电磁波，这一理论为后来的实验验证和应用奠定了基础。
后来，由赫兹实验证实了电磁波的存在，这一发现开启了电磁波研究的新篇章。
无线电波的应用
随着对电磁波的深入研究，无线电波的应用逐渐走入人们的生活和工作中。
无线电通信、广播、雷达技术等领域都广泛应用了无线电波技术，为现代社会的发展和进步提供了强大的支持。
在通信领域，无线电波使得人与人之间可以实现远程通信，手机、卫星通讯等技术都是基于无线电波传输的。
而在广播领域，无线电波让信息可以传播到世界各地，为人们提供了丰富的信息和娱乐选择。
雷达技术利用无线电波可以实现对目标的探测和跟踪，广泛应用于军事和民用领域。
电磁波的未来
随着科技的不断进步，对电磁波的研究也在不断深化。
人们正在探索更高频率的电磁波，以应对日益增长的通信需求和技术挑战。
人们也在研究如何更好地利用电磁波资源，提高能源利用效率和环境友好性。
电磁波的发现和无线电波的应用是现代科学技术发展的重要里程碑，它们改变了人类的生活方式和工作方式，推动着社会的不断进步。
在未来，电磁波必将继续发挥重要作用，为人类创造更美好的生活和工作环境。
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电磁波的发现教学设计
通过情景导入激发学生的学习兴趣，学生自主学习和探究使学生在学习知识的同时，学会获取知识的方法和培养学生初步的探索研究的能力。
师生互动掌握重点，老师精讲开拓学生的视野，改变学生的认知方式，培养学生的思维能力突破难点，通过作业巩固和检测学习效果。
本节达到以下课程目标：
1.理解麦克斯韦电磁场理论的两个支柱:变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场。
2.了解变化的电场和磁场相互联系形成统一的电磁场,了解电磁场在空间传播形成电磁波。
3.了解麦克斯韦电磁场理论以及赫兹实验在物理学发展中的贡献。
体会两位科学家研究物理问题的思想方法
感谢您的阅读，祝您生活愉快。