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(共27张PPT)
第13章　电磁感应与电磁波初步
第4节　地磁波的发现及应用
导入
　　手机信号是如何实现传递的呢？中间的媒介是什么？
　　电磁波是什么呢？它是如何产生的呢？电磁波又是如何被发现的呢？
环节一：电磁场理论
电
磁
奥斯特
法拉第
　　变化的磁场可以产生电流。为什么变化的磁场会产生电流呢？
环节一：电磁场理论
　　有电流一定有电源，有电源一定有非静电力，非静电力使电子定向移动形成电流。如图所示，线圈充当了电源，那么是什么力让原本静止的电子开始受力移动的呢？
环节一：电磁场理论
　　电子运动一定受到了电场力，电子周围一定有电场，而这个电场的产生一定是线圈内的磁通量发生了变化的缘故。
麦克斯韦
环节一：电磁场理论
　　线圈中产生了感应电流，这说明了什么？
　　麦克斯韦认为：变化的磁场在线圈中产生了电场，正是这种电场在线圈中引起了感应电流。
环节一：电磁场理论
　　如果用不导电的塑料线绕制线圈，线圈中还会有电流、电场吗？
有电场，无电流。
　　假如线圈不存在,线圈所在处的空间还有电场吗？
空间仍有电场存在。
环节一：电磁场理论
　　麦克斯韦所揭示的电磁感应现象的本质：变化的磁场产生了电场。正是这种电场(涡旋电场)在线圈中驱使自由电子做定向的移动，产生了感应电流，这就是法拉第发现的电磁感应现象。
环节一：电磁场理论
注意：
(1)即使变化的磁场中没有闭合回路，也会在空间产生电场。
(2)均匀变化的磁场，会产生恒定的电场。
环节一：电磁场理论
　　变化的磁场能够产生电场，那么变化的电场能产生磁场吗？
自然规律具有统一性与和谐性。
　　变化的电场就像导线中的电流一样，会在周围空间产生磁场，即变化的电场会产生磁场。
环节一：电磁场理论
　　(1)均匀变化的电场会产生稳定的磁场。
　　(2)非均匀变化的电场会产生变化的磁场。
　　变化的电场与磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一的电磁场。电场和磁场是电磁场这个统一体的两种具体表现形式。
环节二：伟大的预言——电磁波
　　如果电场和磁场都是周期性变化的，那么，它们之间会相互激发下去，形成一个紧密联系的电磁统一体，由近及远地向周围传播。因此，麦克斯韦把这种电磁统一体称为电磁波。
环节二：伟大的预言——电磁波
　　电磁波是怎么传播的呢？是不是像机械波一样需要空气之类的介质呢？
　　电场和磁场本身就是一种物质，因此，电磁波是依靠电场和磁场在空间的相互“激发”而传播的。
环节二：伟大的预言——电磁波
　　电磁波可以在真空中传播，那么电磁波是以多大的速度传播的呢？
　　电磁波的传播速度等于光速！也就是说，电磁波的速度和光的速度一样。根据这个推算，麦克斯韦预言了光是一种电磁波，并揭示了电、磁、光现象在本质上的统一性，建立了完整的电磁场理论。
环节二：伟大的预言——电磁波
　　演示实验中产生的电火花其实是变化的电流，它会在周围空间产生电磁波，电磁波以光速向周围空间传播，接收天线接收到了较强的电磁波，进而使二极管发光。
环节二：伟大的预言——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。
环节三：电场波谱
波长(λ)：相邻两个波峰(波谷)之间的距离，单位是米(m)。
周期(T)：波峰(波谷)传播一个波长的距离所用的时间，
　　　　单位是秒(s)。
频率(f)：1 s内波峰(波谷)通过的次数，单位是赫兹(Hz)。
波速(v)：电磁波传播的快慢。
环节三：电场波谱
　　电磁波在真空中的传播速度等于光速，由c=λf可知，真空中电磁波的频率与波长成反比。
　　电磁波的频率很广，无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，都是电磁波。
环节三：电磁波谱
电磁波谱
环节三：电场波谱
　　(1)从无线电波到γ射线，它们都是本质相同的电磁波，其行为服从共同的规律，但因波长(或频率)不同又表现出不同的特点。
　　(2)电磁波谱中的各部分没有严格的分界线。无线电波的微波部分和红外线的一部分重叠；紫外线和X射线的一部分重叠；X射线和γ射线的一部分重叠。
环节三：电场波谱
电磁 波谱 无线电波 红外线 可见光 紫外线 X射线 γ射线
频率 由左向右，频率：逐渐升高 真空中 的波长 由左向右，波长逐渐减小 特性 波动性强 热效应强 感光性强 化学作用，荧光效应 穿透力强 穿透力最强
用途 通讯、广播、电视、雷达等 加热、遥测、红外摄像等 照明、 照相等 日光灯、杀菌消毒、治疗皮肤病等 检查、探测、透视、治疗 探测、治疗
环节四：电场波具有能量，可携带信息
(1)电磁波具有能量。
(2)电磁波可以传递信息。
课堂练习
1.关于电磁场的理论，下列说法中正确的是　　　(　　)
A.变化的电场周围产生的磁场一定是变化的
B.均匀变化的磁场周围产生的电场也是均匀变化的
C.变化的电场周围产生的磁场一定是稳定的
D.周期性变化的电场周围产生的磁场也是周期性变化的
D
课堂练习
2.关于电磁场的产生，下列说法中正确的是　　　(　　)
A.静止的电荷周围一定有磁场
B.运动电荷周围一定有磁场
C.恒定电流周围能产生电磁波
D.电磁波需要空气等介质才能传播
B
课堂练习
　　3.关于电磁波传播速度的表达式v=λf，下列说法中正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(　　)
　　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
D
课堂练习
　　4.根据电磁波谱选出下列各组电磁波，其中频率相互交错重叠，且波长顺序由短到长排列的是　　　　(　　)
　　A.微波、红外线、紫外线
　　B.γ射线、X射线、紫外线
　　C.紫外线、可见光、红外线
　　D.紫外线、X射线、γ射线
B
谢谢！

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