电磁场与电磁波PPT课件
合集下载
人教版物理选择性必修2电磁场与电磁波课件13张PPT
电磁波的传播靠的是电场和磁场的相互“激发”，所以不需要介质，可以在真空中传播。
电磁波形成示意图：
激
非均匀变 发 变
化的磁场
化 电
场
激
发
若是均匀变化
稳定磁场
若非均匀变化
变化磁场
激 发
不再激发 稳定电场
若是均匀变化
激 发
若非均匀变化
二、电磁波
2.电磁波的特点
（1）电磁波中的电场和磁场互相垂直，电磁波在与二者均垂直的方向传播，所以电磁波是横波。
观察到了电磁波的反射、 折射、干涉、偏振和衍射 等现象。
测得电磁波在真空中的速 度等于光速c，证明了电磁 波与光的统一性。
1．下列说法正确的是（ AC） A．恒定电流能够在周围空间产生稳定的磁场 B．稳定电场能够在周围空间产生稳定的磁场 C．均匀变化的电场能够在周围空间产生稳定的磁场 D．均匀变化的电场和磁场相互激发，形成由近及远的电磁波
周期性变化的磁场产生同频 率周期性变化的电场
2.变化的电场产生磁场
均匀变化的电场产生稳定的磁场 非均匀变化的电场产生变化的磁场
周期性变化的电场产生同频 率周期性变化的磁场
变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一的电磁场。
二、电磁波
1.电磁波的产生
变化的电场和磁场由近及远地向周围传播，形成了电磁波， 那么，这些电磁波是怎样产生的？
一、电磁场
1.变化的磁场产生电场
（即使在变化的磁场中没有闭合电路， 也同样要在空间产生电场。）
2.变化的电场产生磁场
变化的磁场产生电场
变化的电场产生磁场
一、电磁场
1.变化的磁场产生电场
均匀变化的磁场产生稳定的电场 非均匀变化的磁场产生变化的电场
电磁场与电磁波课件平面波3.ppt
S (t)
E(t) H (t)
ez
1
60
108 cos2 (2
108 t
4
3
z)
6
(A / m)
(W / m)
Sav
Re
1 2
E
H
*
ez
1
120
108
例 已知无界理想媒质(ε=9ε0, μ=μ0，σ=0)中正弦均匀平面电 磁波的频率f=108 Hz， 电场强度
E
ex
4e
jkz
ey
3e
jkz
• 在均匀的各向同性的媒质(Isotropic Homogeneous Media)中,等相位面总是平面, 这时的平面波称 为均匀平面波, Homogeneous Plane Wave.
小结：理想介质中的均匀平面波
Ex
Hy
2E
2E t 2
0
2H
2H t 2
0
2Ex z 2
2Ex t 2
沿z轴传播的平面波坐标关系
E, H互相垂直, 并与传播方向垂直, 即都无纵向分量, 因此平面波是横波, 称为横电磁波
TEM(Transverse Electro-Magnetic)波。如波沿着Z传播，场的方向只在横向平面内，即
Ez= Hz=0
平面波:传播方向上没有电场、磁场， 即横电磁波TEM波。
平面波说明2：横向面内电场不止x方向 例 电磁波在真空中传播，其电场强度矢量的复数表达式为
Hy
E0 e j(t kz)
/
Ex E0cos(t kz)
Hy
E0
/
cos(t
kz)
波阻抗
Ex Hy
理想介质中波阻抗是实 数，空气中为377欧姆。
电磁场与电磁波绪论课件
PART 03
电磁场与电磁波的应用
无线通信
无线通信是利用电磁波在空间传输信息的通信方式，包括移动通信、无线局域网、 卫星通信等。
无线通信技术不断发展，从2G到5G，传输速度和可靠性不断提高，覆盖范围也不断 扩大。
无线通信在现代社会中发挥着重要作用，是人们获取信息、交流沟通的主要方式之 一。
雷达探测
详细描述
磁测法使用磁通量探头或磁力计来测量磁场 强度或磁通量密度，通过测量磁力或磁通量 变化来推算电场强度。这种方法在磁场测量 和磁力应用中较为常见，具有较高的灵敏度 和分辨率。
光测法
总结词
光测法是一种通过测量光的干涉、衍射和偏 振等特性来研究电磁场的方法。
详细描述
光测法利用光的干涉、衍射和偏振等特性与 电磁场相互作用的原理，通过测量光的变化 来推算电磁场的分布和性质。这种方法在光 学和光谱学领域中较为常见，具有较高的空
总结词
电磁波的电场矢量方向称为极化方向， 极化是电磁波的一个重要特性。
VS
详细描述
在空间中传播的电磁波，其电场矢量的方 向称为极化方向。由于电场和磁场相互垂 直，因此极化方向与传播方向构成一个平 面。不同的极化方向可以影响电磁波的传 播方式和性质，如折射、反射等。极化是 研究电磁波传播和应用的重要参数之一。
雷达探测是利用电磁波探测目标 并获取其位置、速度、形状等信
息的探测方式。
雷达广泛应用于军事、航空、气 象等领域，对于监测和预警具有
重要意义。
雷达探测技术不断发展，探测精 度和抗干扰能力不断提高，能够
更好地满足各种应用需求。
医学成像
医学成像是指利用电磁波对生 物体进行无损检测和成像的技 术。
医学成像技术包括X射线、超 声、核磁共振等，能够提供人 体内部结构和病变的详细信息 。
电磁场与电磁波恒定磁场ppt课件
J
，在空间中
激励的磁感应强度为
B(r )
0
4
J (r
|
') r
(rr'
|3
r
'
)
d
'
由于
两端对场点
坐标取散度
B
0
4
[
J (r
'
)
|
r r
rr'
'
|3
]d
'
|
r r
rr'
'
|3
(
|
r
1
r
'
) |
所以
B
0
4
[( |
r
1
r
'
) |
J (r
'
)]d
'
应用矢量恒等式：
2 0I r d 0I
0 2r
2
2
0 d 0I
图4.2.4 任意闭合环路与电流的关系
若积分的闭合环路不绕过I，如图4.2.4(b)所示，则上式的积分变成
B
dl
0I
B d
c
2 A
B A
闭合回路，当绕B行一dl周后，0BI
A
B
因此
d 0
c
2 A
安培提出：磁感应强度在空间任意闭合环路上的积分（即环流）
Im dIm M dl M d S
c
s
又因为
Im Jm dS M dS
a
sin )
0 SI 4
c
os
r2
0 SI 4
( az ar r2
《电磁场和电磁波》课件
电磁辐射对其他生物的影响
电磁辐射不仅对人体有害，对其他生物也有一定的影响， 如影响动物的繁殖能力、影响植物的生长等。
电磁辐射对电子设备的影响
过量的电磁辐射可能对电子设备造成干扰，影响设备的正 常运行，如导致计算机死机、手机信号不稳定等。
电磁辐射的防护措施
远离高强度电磁辐射源
尽量远离电磁波辐射强度较高的区域，如高压线、基站、微波炉 等。
微波炉利用微波的能量加热食物 中的水分子，实现快速烹饪。
微波炉是现代家庭常见的厨房电 器，方便快捷，提高了生活品质
。
微波炉技术的发展对于改善人们 的生活方式和提高生活质量起到
了重要作用。
04
电磁波的危害与防护
电磁辐射的危害
电磁辐射对人体的影响
长期暴露于电磁辐射环境下，可能对人体的神经系统、免 疫系统、生殖系统等产生负面影响，如头痛、失眠、记忆 力减退、免疫力下降、精子质量下降等。
未来电磁场和电磁波的应用前景
医疗领域
01
利用电磁波的特性，未来可开发出新型的医疗设备和技术，如
无创检测、肿瘤治疗等，提高医疗水平和治疗效果。
环保领域
02
利用电磁场和电磁波的特性，可实现对污染物的检测、治理和
监控，为环保事业提供技术支持。
能源领域
03
利用电磁波的特性，可开发出新型的能源技术，如太阳能、风
02
注意使用时间和距离
尽量避免长时间使用电磁产品，使用时应保持一定的距离，如使用微波
炉时应远离炉体1米以上。
03
定期检查和维护
定期检查电磁产品的运行状况，及时维修或更换损坏的部件，避免因设
备故障而产生过量的电磁辐射。
05
电磁场和电磁波的发展趋势
电磁辐射不仅对人体有害，对其他生物也有一定的影响， 如影响动物的繁殖能力、影响植物的生长等。
电磁辐射对电子设备的影响
过量的电磁辐射可能对电子设备造成干扰，影响设备的正 常运行，如导致计算机死机、手机信号不稳定等。
电磁辐射的防护措施
远离高强度电磁辐射源
尽量远离电磁波辐射强度较高的区域，如高压线、基站、微波炉 等。
微波炉利用微波的能量加热食物 中的水分子，实现快速烹饪。
微波炉是现代家庭常见的厨房电 器，方便快捷，提高了生活品质
。
微波炉技术的发展对于改善人们 的生活方式和提高生活质量起到
了重要作用。
04
电磁波的危害与防护
电磁辐射的危害
电磁辐射对人体的影响
长期暴露于电磁辐射环境下，可能对人体的神经系统、免 疫系统、生殖系统等产生负面影响，如头痛、失眠、记忆 力减退、免疫力下降、精子质量下降等。
未来电磁场和电磁波的应用前景
医疗领域
01
利用电磁波的特性，未来可开发出新型的医疗设备和技术，如
无创检测、肿瘤治疗等，提高医疗水平和治疗效果。
环保领域
02
利用电磁场和电磁波的特性，可实现对污染物的检测、治理和
监控，为环保事业提供技术支持。
能源领域
03
利用电磁波的特性，可开发出新型的能源技术，如太阳能、风
02
注意使用时间和距离
尽量避免长时间使用电磁产品，使用时应保持一定的距离，如使用微波
炉时应远离炉体1米以上。
03
定期检查和维护
定期检查电磁产品的运行状况，及时维修或更换损坏的部件，避免因设
备故障而产生过量的电磁辐射。
05
电磁场和电磁波的发展趋势
11.4电磁场与电磁波 课件(共31张PPT)-高中物理沪科版(2020)必修第三册
电磁场与电磁波
电磁场与电磁波
前面我们学习了电流的磁效应以及电磁感应现象等， 初步了解了电现象和磁现象之间的相互联系和转化。
今天我们一起来学习电磁场与电磁波。
问 题：电磁波的产生？
北斗卫星导航系统是通 过电磁波传递信息，为 全球用户提供全天候、 全天时，高精度定位、 导航和授时服务，并具 有短报文通信能力的国 家重要的时空基础设施。
活动：做一做
根据电磁波的传播
速度等于光速c。
所以可得时间 t s月星 s星地
c
6.5107 4108 s 3108
=1.55s
三、电磁波的应用
➢ 传递能量：微波炉加热、红外线热辐射、阳光使人温暖等
三、电磁波的应用
➢ 传递能量：微波炉加热、红外线热辐射、阳光使人温暖等 高能量电磁波常应用于医疗卫生等方面
什么是电磁波？ 电磁波是如何产生的呢？
电流形成的原因？
电荷的定向移动 →电场力
变化的磁场 闭合回路
电场感Biblioteka 电流 电磁感应现象的实质是：变化的磁场产生电场
麦克斯韦
问 题：电磁波的产生？
变化的磁场
电场
变化的电场
磁场
演示实验：观察平行金属板之间的磁场变化
平行金属板
手摇式感 应起电机
小磁针
放电叉
演示实验：观察平行金属板之间的磁场变化
磁石吸铁 库仑定律 电流的磁效应 电流之间的作用力 电磁感应现象
麦克斯韦建立了完整的电磁场理论，把光也纳入了电磁场理论的范畴
麦克斯韦方程组
一、电磁场与电磁波
1. 电磁场 交替变化的电场和磁场相互联系，形 成一个不可分离的统一的场—电磁场。 电磁场具有物质性。 电磁场具有能量。
电磁场与电磁波
前面我们学习了电流的磁效应以及电磁感应现象等， 初步了解了电现象和磁现象之间的相互联系和转化。
今天我们一起来学习电磁场与电磁波。
问 题：电磁波的产生？
北斗卫星导航系统是通 过电磁波传递信息，为 全球用户提供全天候、 全天时，高精度定位、 导航和授时服务，并具 有短报文通信能力的国 家重要的时空基础设施。
活动：做一做
根据电磁波的传播
速度等于光速c。
所以可得时间 t s月星 s星地
c
6.5107 4108 s 3108
=1.55s
三、电磁波的应用
➢ 传递能量：微波炉加热、红外线热辐射、阳光使人温暖等
三、电磁波的应用
➢ 传递能量：微波炉加热、红外线热辐射、阳光使人温暖等 高能量电磁波常应用于医疗卫生等方面
什么是电磁波？ 电磁波是如何产生的呢？
电流形成的原因？
电荷的定向移动 →电场力
变化的磁场 闭合回路
电场感Biblioteka 电流 电磁感应现象的实质是：变化的磁场产生电场
麦克斯韦
问 题：电磁波的产生？
变化的磁场
电场
变化的电场
磁场
演示实验：观察平行金属板之间的磁场变化
平行金属板
手摇式感 应起电机
小磁针
放电叉
演示实验：观察平行金属板之间的磁场变化
磁石吸铁 库仑定律 电流的磁效应 电流之间的作用力 电磁感应现象
麦克斯韦建立了完整的电磁场理论，把光也纳入了电磁场理论的范畴
麦克斯韦方程组
一、电磁场与电磁波
1. 电磁场 交替变化的电场和磁场相互联系，形 成一个不可分离的统一的场—电磁场。 电磁场具有物质性。 电磁场具有能量。
电磁场与电磁波_第六章.ppt
Eim Eim
1c
Erm Erm
1c
Etm Etm
2c
•
由此解得：
Erm
2c 2c
1c 1c
Eim
Etm
22c 2c 1c
Eim
• 定义反射波电场振幅与入射波电场振幅的
比值为分界面上的反射系数，并用 表示
Erm 2c 1c Eim 2c 1c
• 类似透射系数:
• 定义透射波电场振幅与入射波电场振幅的
Ei
(
z)
ex
Eim e
j1z
Hi (z)
ey
1
1
E e j1z im
1 1
1
• 反射波为：
Er
(z)
ex Eime
j1z
Hr (z)
ey
1
1
Eime
j1z
• 故媒质1中合成波的电场和磁场分别为：
E1 ( z )
ex Eim
(e
j1z
e
j1z
)
ex
j 2 Eim
sin
1z
H1(z)
ey
1
1
Eim (e j1z
e
) j1z
ey
2
1
Eim
cos 1z
• 瞬时表达式：
E1
(
z,
t
)
Re[
E1
(
z
)e
jt
]
ex
2Eim
s
in
1
z
sin
t
H1 ( z, t )
Re[
H1(z)e
jt
]
ey
2
1
电磁场与电磁波ppt完美版课件
探究一
探究二
随堂检测
画龙点睛变化的磁场周围产生电场,与是否有闭合电路存在无关。
2.对麦克斯韦电磁场理论的理解
探究一
探究二
随堂检测
实例引导例1根据麦克斯韦电磁场理论,下列说法正确的是( )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识
自我检测
1.正误判断。(1)电磁波也能产生干涉、衍射现象。( )答案:√(2)电磁波的传播不需要介质,可以在真空中传播。答案:√2.探究讨论。为什么电磁波是横波?答案:根据麦克斯韦电磁场理论,电磁波在真空中传播时,它的电场强度和磁感应强度是相互垂直的,且二者均与波的传播方向垂直。因此,电磁波是横波。
探究一
探究二
随堂检测
规律方法理解麦克斯韦的电磁场理论的关键掌握四个关键词:“恒定的”“均匀变化的”“非均匀变化的”“周期性变化的(即振荡的)”,这些都是对时间来说的,是时间的函数。
探究一
探究二
随堂检测
变式训练1如图所示的四种电场中,哪一种能产生电磁波( )
解析:由麦克斯韦电磁场理论,当空间出现恒定的电场时(如A图),由于它不激发磁场,故无电磁波产生;当出现均匀变化的电场时(如B、C图),会激发出磁场,但磁场恒定,不会激发出电场,故也不会产生电磁波;只有振荡的电场(即周期性变化的电场)(如D图),才会激发出振荡的磁场,振荡的磁场又激发出振荡的电场……如此周而复始,便会形成电磁波。答案:D
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
二、单质
4、制备 (1)工业制法 液化空气，蒸发。 (2)实验室制法 原理：NH4Cl+NaNO2(饱和)=NaCl+N2↑+2H2O 药品：NH4Cl溶液，饱和亚硝酸钠溶液 装置：液液加热 除杂：干燥
二、单质
收集： 【讨论】为何使用冰盐冷却？A用来何用？加 热前必须怎么做？收集前应如何操作？如何 收集？加热片刻后可以移去酒精灯，为什么？
本质
种类 传播 速度
电磁波
机械波
都是波，都会发生干涉、衍射等现象
都满足关系：v=λf
是一种客观存在的物质
本身不是物质， 是运动形式的传播
是横波
有横波也有纵波
不需介质 传播电磁能及信息
真空中：恒定 介质：取决于介质与频率
需要介质 传播机械能及信息
取决于介质
讨论与交流
从电磁波的特点出发，你认为电磁场是客 观存在的物质吗？
二、单质
磷（红磷、白磷） 1、分子结构：
2、物理性质： 3、化学性质：
4P+5O2=2P2O5 P2O5+H2O(冷)=2HPO3(偏磷酸剧毒) P2O5+3H2O(热)=2H3PO4(无毒) 2P+3Cl2=2PCl3 2P+5Cl2=2PCl5
二、单质
隔绝空气
416℃ 冷却
白磷----→红磷----→升华---→白磷
三、氢化物
4、制备 (1)工业制备 N2+3H2=2NH3(催化剂、加热、加压) (2)实验室制法 原理：2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3↑+2H2O 药品：固体NH4Cl，消石灰(浓氨水、CaO) 装置：固固加热(液固加热) 除杂：干燥
H3
H2O (NH2)2C
CO2 180℃
O
2000atm
NH3•H 2NOH4 CNlH4N O(N3H4)2S ONH4 4H CO3
[+Cu(NH3)4]2 [Ag(NH3)2]+ CaCl2•8NH
3
三、氢化物
NH3+ H2O=NH3•H2O=NH4++OH NH3+HCl=NH4Cl NH3+HNO3=NH4NO3 2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4
NH3+H2SO4=NH4HSO4 NH3+H20+CO2=NH4HCO3 4NH3+3O2(纯氧)=2N2+6H2O 4NH3+5O2=4NO+6H2O(催化剂加热) 8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl
三、氢化物
2NH3+3CuO=3Cu+N2+H2O 2NH3+Ag+=[Ag(NH3)2]+ 4NH3+Cu2+=[Cu(NH3)4]2+ 8NH3+CaCl2= CaCl2•8NH3 2NH3+CO2=(NH2)2CO+H2O(180℃,2000atm)
法制硝酸的原理，了解硝酸工业尾气的吸收。 比较磷的两种同素异形体的物理性质，掌握磷的重
要的化学性质和用途。
一、氮族元素
二、单质
氮气
1、分子结构： N N
2、物理性质：无色无味稳定气体,难溶于水. 3、化学性质：常温下比较稳定
(1)氧化性：N2+3Mg=Mg3N2(点燃)淡黄 色
N2+3H2=2NH3(催化剂加热) (2)还原性：N2+O2=2NO(放电)
电磁场具有： 1、 能量
2、 动量（与其他物质相互作用） 3、 运动质量
爱因斯坦认为：“在一个现代物理学家看来， 电磁场正和他所坐的椅子一样的实在。”
小结： 一、麦克斯韦电磁理论的两大支柱 变化的磁场产生电场 变化的电场产生磁场 二、电磁场
三、电磁波及其特点
B、E、v三者两两垂直
氮族元素
元素及其化合物之四
如果将线圈移走，则变化的磁场在该处是否仍 产生电场呢？
讨论与交流
变化的磁场产生的电场与我们熟悉的静电场有何不同？
静电场的电场线是由正电荷 出发，终止于负电荷，是不闭合 的，而变化的磁场产生的电场没 有起点，也没有终点，是闭合的 “涡旋电场”。
讨论与交流
磁现象和电现象有哪些相似之处？
自然界中只有两种电荷（正电荷、负电荷） 自然界中也只有两种磁极（N极、S极）
第二节
电磁场与电磁波
伽利略
牛顿
法拉第 麦克斯韦 伽利略 法拉第
牛顿 麦克斯韦
自然科学之父 力学之父 电学之父 电波之父 铺垫式的人物
集大成式的人物
导体中形成电流的条件是什么？
导体两端有电压， 从而在导体中产生一电场， 电场力作用下自由电荷定向移动，从而形成电流
环中产生了电流，说明了什么？
变化的磁场在环所在处产生了电场
电能生磁（奥斯特）
磁能生电（法拉第）
二、变化的电场产生磁场
猜测：变化的电场是否也能产生磁场呢？
静止的电荷
静电场
电荷运动
电场变化
产生磁场
三、电磁场
振荡的磁场
振Hale Waihona Puke 的磁场变化的磁场与变化的电场 总是相互联系的，形成一个不 可分离的统一的场
——电磁场
四、电磁波
电磁场由其产生区域向远处传播，形成电磁波
麦克斯韦预言
目的
根据氮族元素在周期表的位置及结构特点，掌握该 族元素的非金属性及其重要性质的递变规律，并和 相邻的氧族、卤素进行比较。
理解氮分子结构特点，掌握氮气的性质和用途。 根据氨分子的结构特点，掌握氨的性质、制法、用
途，掌握铵盐的特性和检验方法。 比较并掌握氮的两种重要氧化物NO和NO2的性质。 掌握硝酸的重要性质和用途，工业上氨的催化氧化
赫兹实验验证
五、电磁波的特点 1、是__横___波，在垂直传播方向上的振动有__两___个，一个
是__电___场，一个是__磁___场
2、电磁波的频率等于发射电磁波的振荡电路的___________，
在振不荡同介频质率中传播时，其频率不变。
3、在不同介质中其传播速度＿不＿＿同＿＿，在真空中的传播速 度为＿＿3＿×＿10＿8m＿＿/s＿，在同一介质中其速度还与频率有关
4、电磁波的波长：_λ_＝__v_/_f_____，取决于＿＿介＿质＿与＿频＿率＿＿
5、电磁波具有＿电＿磁＿＿能，电磁波的发射过程就是向外辐射
能量、传递信息的过程。
6、也会发生＿反＿射＿＿、＿折＿射＿＿、＿衍＿射＿＿、＿干＿涉＿＿、＿ ＿多＿普＿勒＿＿效＿应＿＿＿等现象
六、电磁波与机械波的比较
联系
260℃ Δ
4、保存：少量白磷保存在水中；红磷密封保存。
三、氢化物
氨气 1、分子结构：
2、物理性质：无色、 有刺激性气味、极 易溶于水、易液化 的气体（1：700）
三、氢化物
3、化学性质： (1)碱性 (2)还原性 (3)络合 (4)其他
三、氢化物
N2
N2H2O
NNHO4Cl
N
N2HC2uO