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4.2电磁场与电磁波
第四章电磁振荡与电磁波
电磁场
电磁波
01
02
目录
CONTENTS
电磁场
PART 1
电磁振荡电路中的能量有一部分要以电磁波的形式辐射到周围空间中去，那么,这些电磁波是怎祥产生的
奥斯特——电流的磁效应
法拉第—电磁感应现象
麦克斯韦—完整电磁理论体系
对电和磁的认知过程
绝世天才——麦克斯韦
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。
这实际上是个假设。这个假设基于电磁感应现象，是很自然的。
注意：这种电场的电场线是闭合的（涡旋电场）
一、电磁场
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周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场
④非均匀变化的磁场产生变化的电场
B
t
O
t
B
O
E
O
t
正弦曲线
振荡磁场
振荡电场
E与B频率相同
E
t
O
麦克斯韦认为变化的电场就像运动的电荷，也会在空间产生磁场。
这是另一个假设。这个假设没有直接的实验做基础，它出于对自然规律的洞察力，是很大胆的，但却更具有创造性。
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周期性变化的电场产生同频率的振荡磁场
④非均匀变化的电场产生变化的磁场
01.
例1.(2023天津静海期中)关于麦克斯韦的电磁场理论,下
列说法正确的是 (　　)
A.电场一定产生磁场
B.磁场一定产生电场
C.均匀变化的磁场产生均匀变化的电场
D.变化的电场产生磁场
D
例2.(多选题)各磁场的磁感应强度B随时间t变化的情况如图所示,下
列说法中正确的是 (　　)
A.图甲中磁场能产生电场
B.图乙中磁场能产生电磁波
C.图丙中磁场能产生电场
D.图丁中磁场能产生电磁波
BCD
电磁波
PART 2
变化的磁场产生电场
变化的电场产生磁场
变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一的电磁场。
电场
磁场
电场
电场
磁场
电场
周期性变化的电场
变化的电场和变化的磁场交替产生，形成了一个不可分割的统一体——电磁场。
电磁场由远及近地向周围传播，一个伟大的预言诞生了——空间可能存在电磁波。
知识点一　电磁场与电磁波
1.变化的电场与变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成电磁波。
机械波的传播需要介质
电磁波靠电和磁的相互"感应"传播，而不是靠介质的机械传递。
二、电磁波
1.电磁波是横波,在传播方向上的任一点电场强度E和磁感应强度B相互垂直且均与波的传播方向垂直。
2.电磁波的传播不需要介质。在真空中,电磁波的传播速度跟光速c相同。
3.电磁波具有波的共性,和机械波一样,能发生反射、折射、干涉、衍射等现象,也是传播能量的一种形式。
4.电磁波的传播速度v=λf,同一种电磁波在不同介质中传播时,频率不变,波速、波长发生改变;不同频率的电磁波在同一种介质中传播,波速不同。
5.电场储存电场能,磁场储存磁场能,电磁场储存电磁能。电磁波的发射过程就是辐射能量的过程。
2.机械波的特点
麦克斯韦
3.预言光是电磁波
光是按电磁波规律传播的一种电磁振荡——光是一种电磁波。
赫兹的电火花
赫兹
当与感应圈相连的两个金属球间产生电火花时，周围空间出现了迅速变化的电磁场。这种变化的电磁场以电磁波的形式在空间传播。当电磁波到达导线环时，它在导线环中激发出感应电动势，使得导线环的空隙中也产生了火花，说明这个导线环接收到了电磁波。
实验结论：赫兹实验证实了电磁波的存在。
实验意义：证明了麦克斯韦的预言，为麦克斯韦的电磁场理论奠定了坚实的实验基础。
赫兹的其他实验成果：赫兹通过一系列实验，观察到了电磁波的反射、折射、干涉、衍射和偏振等现象，并通过测量证明，电磁波在真空中具有与光相同的速度，证实了麦克斯韦的电磁场理论。
赫兹实验：
例3.(多选题)我们通常听到的声音是靠声波来传播的,而手
机接收的是电磁波。下列关于声波和电磁波的说法中正确
的是 (　　)
A.声波和电磁波都能产生反射和折射现象
B.声波和电磁波都能在真空中传播
C.声波和电磁波都能发生多普勒效应
D.声波可以传递能量,电磁波无法传递能量
AC
例4.(2024山东烟台期中)所谓5G是指第五代移动通信技术,
采用3 300 MHz~5 000 MHz频段的无线电波。第四代
移动通信技术4G,其频段范围是
1 880 MHz~2 635 MHz。未来5G网络的传输速率(指
单位时间传送的数据量大小)可达10 Gbps(bps为
bit per second的英文缩写,即比特率、比特/秒),是4G网
络的50~100倍。下列说法正确的是 (　　)
A.4G信号和5G信号都是纵波
B.4G信号更容易发生衍射现象
C.4G信号和5G信号相遇能产生稳定干涉现象
D.5G信号比4G信号在真空中的传播速度快
B
例5.(2024湖南衡阳期中)2023年10月26日11时14分,长
征二号F遥十七运载火箭托举着神舟十七号载人飞船,在酒
泉卫星发射中心点火升空,送汤洪波、唐胜杰、江新林3名
航天员奔赴“天宫”。如图所示,神十六、神十七两个乘组
“太空会师”,航天员能与地面工作人员保持实时联络,直
播画面通过电磁波传送到地面。下列关于电磁波的说法正
确的是 (　　)
A.电磁波传播过程中,电场和磁场不是独立存在的
B.电磁波在不同介质中的传播速度大小都相同
C.电磁波不能发生衍射现象
D.太空中航天员讲话时画面与声音同步,说明电磁波与声波
具有相同的传播速度
A
谢
谢
聆
听

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