资源简介

(共17张PPT)
第十三章 电磁感应与电磁波初步
第4节 电磁波的发现及应用
知识回顾
1、什么是电流的磁效应？电流的磁效应是谁发现的？
2、什么是电磁感应现象？电磁感应现象是谁发现的？
产生感应电流的条件是什么？
1. 变化的磁场产生电场
英国物理学家麦克斯韦进一步想到: 变化的磁场既然在闭合回路中产生了感应电流，它也一定产生了电场。
法拉第的电磁感应现象告诉我们: 在变化的磁场中放入一个闭合电路，电路里会产生感应电流。
一、电磁场
电场是促使导体中的自由电荷定向移动形成电流的原因
麦克斯韦认为: 线圈只不过用来显示电场的存在，线圈不存在时，变化的磁场同样在周围空间产生电场。即变化的磁场产生了电场。
一、电磁场
变化的电场产生磁场
对称性
大胆假设
变化的磁场产生了电场
2. 变化的电场产生磁场
麦克斯韦确信自然规律的统一性与和谐性，相信电场与磁场的对称之美，他大胆地假设: 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。
1、电磁感应现象的实质是: 变化的磁场产生了电场
变化的电场产生了磁场
2、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.
1 恒定的电场不产生磁场 恒定的磁场不产生电场
2 均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场 均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场
3 不均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场 不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场
4 振荡电场产生同频率的振荡磁场 振荡磁场产生同频率的振荡电场
对麦克斯韦电磁理论的理解
（振荡: 大小和方向都在迅速的周期性变化）
一、电磁场 —— 麦克斯韦的电磁场理论
二、电磁波
麦克斯韦进一步推断：
如果在空间某区域中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。
于是一个伟大的预言诞生了 —— 空间可能存在电磁波。
不均匀变化
磁场
电场
电场
磁场
电场
电场
周期性变
化的电场
麦克斯韦还推算出: 电磁波的传播速度等于光速！并提出光的电磁理论：光是以波动形式传播的一种电磁振动，即光是一种电磁波。
二、电磁波
1886年，赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论。他还通过测量证明，电磁波的传播速度与光速相同。证实了光是一种电磁波。
赫兹在人类历史上首先捕捉到了电磁波。他的实验为无线电技术的发展开拓了道路，后人为了纪念他，把频率的单位定义为赫兹。
麦克斯韦预言电磁波存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在。
赫兹用实验证实电磁波的存在
遗憾的是，麦克斯韦英年早逝，没有看到科学实验对电磁场理论的证实。把天才的预言变成世人公认的真理的人，是德国科学家赫兹。
当感应圈两个金属球间有火花跳过时，会产生一个交变电磁场，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。
三、电磁波谱
在一列水波中，凸起的最高处叫作波峰; 凹下的最低处叫作波谷。邻近的两个波峰（或波谷）的距离叫作波长。在1s内有多少次波峰（或波谷）通过，波的频率就是多少。水波不停地向远方传播，用来描述波传播快慢的物理量叫作波速。
1.波的特性
2.波速、波长、频率的关系
波速=波长×频率
c=λf
对于电磁波，有同样的关系。如果用 λ 表示电磁波的波长、f 表示它的频率，那么，电磁波的波速 c 与λ、f 的关系是：
其中，电磁波在真空中的速度 c = 3.0×108 m/s
三、电磁波谱
3. 按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列起来，就是电磁波谱
①. 可见光只是电磁波中的一小部分
②. 不同的电磁波由于具有不同的频率，才具有不同的特性。
三、电磁波谱
1. 赫兹通过实验证实了电磁波的存在，这意味着,电磁场不仅仅是一种描述方式，而且是真正的物质存在。
2. 生活中常用微波炉来加热食物，食物增加的能量是微波给它的。可见，电磁波具有能量。
四、电磁波的能量
五、电磁波通讯
电磁波携带信息，既可以有线传播，也可以无线传播。人们接入互联网得到的信息都是通过电磁波来传递的。
一、电磁场
1.变化的磁场产生电场；变化的电场产生磁场
2.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场。称为电磁场。
二、电磁波
1.麦克斯韦预言电磁波的存在，赫兹证明了电磁波的存在。
2.电磁波可以在真空中以光速在传播，不需要介质。光也是一种电磁波。
三、电磁波谱
1. 波速=波长×频率 c=λf
2.按波的波长或频率大小的顺序把它们排列起来，就是电磁波谱。
3.可见光只是电磁波中的一小部分，不同的电磁波由于具有不同的频率，才具有不同的特性。
四、电磁波的能量： ①电磁波具有能量。②电磁波是一种场物质
五、电磁波通信
课堂小结
1．根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是（　C　）
A．电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场
B．变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围一定产生变化的电场
C．电磁波是一种物质，可以在真空中传播
D．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场周围一定产生均匀变化的电场
2．如图所示是空间磁感应强度B随时间t的变化图像，在它周围空间产生的电场中的某一点场强E应（　C　）
A．逐渐增强
B．逐渐减弱
C．不变
D．无法确定
3．关于电磁波传播速度表达式c＝λf，下列说法正确的是 (　D　)
A．波长越长，传播速度越快
B．频率越高，传播速度越快
C．发射能量越大，传播速度越快
D．电磁波的传播速度与传播介质有关
4．关于电磁场和电磁波，下列说法不正确的是（　D　）
A．变化的电场能够产生磁场，变化的磁场能够产生电场
B．麦克斯韦预言电磁波的存在
C．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线都是电磁波
D．紫外线是一种波长比紫光更长的电磁波，能够灭菌消毒

展开更多......

收起↑