资源简介 (共29张PPT)第三章 电磁场与电磁波初步第4节 电磁波的发现及其应用教学目标新课引入这些都是电磁波!电磁波是如何产生的呢?英国物理学家麦克斯韦系统地总结了库仑、安培、奥斯特、法拉第等前人的一系列发现和实验成果,建立了第一个完整的电磁理论体系,不仅科学地预言了电磁波的存在,而且揭示了光、电、磁现象的本质的统一性,完成了物理学的又一次大综合。这一理论自然科学的成果,奠定了现代的电力工业、电子工业和无线电工业的基础。麦克斯韦(J.C.Maxwell,1831—1879)英国物理学家。装置如图所示,当穿过螺线管甲的磁场随时间变化时,上面的线圈乙中产生感应电动势,引起感应电流使灯泡发光。麦克斯韦认为变化的磁场在线圈中产生电场,正是这种电场在线圈中驱使自由电子做定向的移动,引起了感应电流。线圈不存在时,变化的磁场同样在周围空间产生电场,即这是一种普遍存在的现象,跟闭合电路是否存在无关。一、电磁场1、变化的磁场能够在周围产生电场1、变化的磁场能够在周围产生电场麦克斯韦进一步指出:磁场随时间变化快,产生的电场强磁场随时间的变化不均匀时,产生变化的电场稳定的磁场周围不产生电场电场可以由两种方式产生:由电荷或由变化的磁场产生。电荷周围的电场磁场增大时周围的电场一、电磁场麦克斯韦经过反复思考提出假设:变化的电场也相当于一种电流,也在空间产生磁场,即变化的电场在空间产生磁场。既然变化的磁场能够在空间产生电场,那么,变化的电场能不能够在空间产生磁场?2、变化的电场能够在周围产生磁场2、变化的电场能够在周围产生磁场麦克斯韦进一步指出:电场随时间变化快,产生的磁场强电场随时间的变化不均匀时,产生变化的磁场稳定的电场周围不产生磁场麦克斯韦根据上述两个基本假设,进一步指出:如果在空间某区域有随时间不均匀变化的电场,那么这个变化的电场就在它周围产生变化的磁场,这个变化的磁场又在它周围引起变化的电场变化的电场和变化的磁场交替产生,形成不可分割的统一体,称为电磁场。麦克斯韦根据自己的理论进一步预言,如果在空间某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……。可见,变化的电场和变化的磁场是相互联系的,形成一个不可分离的统一体,这就是电磁场。二、电磁波和电磁波谱变化的电场和变化的磁场交替产生,由近及远地传播。这种变化的电磁场在空间以一定的速度传播的过程叫做电磁波。电磁波的特性:a、不需要传播介质,可以在真空中传播。b、传播速度等于光速。c、光是一种电磁波。1.电磁波:在一系列水波中,凸起的最高处叫作波峰,凹下的最低处叫作波谷。两个相邻的波峰(或波谷)之间的距离等于波长。在1s 内有多少次波峰(或波谷)通过,波的频率就是多少。用来描述波传播快慢的物理量叫作波速。波长、周期(频率)和波速的关系麦克斯韦英年早逝,没有见到科学实验对电磁场理论的证明。把天才的预言变成世人公认的真理,这是赫兹的功劳。现象:当感应圈两个金属球间有火花跳过时,立刻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。电磁波的验证:①电磁波谱:按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱,叫电磁波谱。②由无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线合起来构成范围非常广阔的电磁波谱。2.电磁波谱:电磁波的应用,主要包括两个方面:一是利用电磁波传递信息,二是利用电磁波的能量。三、电磁波的应用电磁波与我们的生活电视台通过电磁波,将精彩的电视节目展现给我们。1.利用电磁波传递信息移动通信设备极大的方便了我们的联系。每部移动电话都是一个无线电台,将用户的声音转变成高频电信号发射到空中,同时它又相当于一台收音机,捕捉空中的电磁波,使用户接收到对方送来的信息。移动通信基站射电望远镜:中国天眼FAST,主要用于寻找暗物质、暗能量和收集宇宙中的各种信号,揭示宇宙的奥秘。电磁波有能量。电磁波是一种物质存在的形式。例:微波炉,食物增加的能量是微波给的。2.利用电磁波的能量电磁波的能量除了服务于我们的日常生活外,也用于军事,如微波定向能武器、激光武器等。2.利用电磁波的能量[例] 关于电磁场理论,下列说法正确的是( )A.在电场周围一定产生磁场,变化的磁场周围一定产生电场B.在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.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 根据麦克斯韦电磁场理论,只有变化的电场能产生磁场,均匀变化的电场产生稳定的磁场,非均匀变化的电场才产生变化的磁场,A、B、C错误,D正确。典例分析D一、电磁场二、电磁波和电磁波谱三、电磁波的应用麦克斯韦理论:本课小结变化的磁场产生电场变化的电场产生磁场形成特点电磁波谱关系:c=λf1、按照麦克斯韦的电磁场理论,以下说法中正确的是( )A、恒定的磁场在周围产生恒定的电场B、变化的磁场在周围产生变化的电场C、均匀变化的磁场在周围产生均匀变化的电场D、均匀变化的磁场在周围产生恒定的电场D跟踪练习2、(多选)根据麦克斯韦的电磁场理论,以下叙述中正确的是( )A.教室中亮着的日光灯周围空间必有磁场和电场B.工作时的电磁打点计时器周围必有磁场和电场C.稳定的电场产生稳定的磁场,稳定的磁场产生稳定的电场D.只要空间某处的电场或磁场发生变化,就会在其周围产生电磁波AB解析 教室中亮着的日光灯、工作时的电磁打点计时器中流的电流是交变电流,在其周围产生交变磁场和电场,故选项A、B正确;稳定的电场不会产生磁场,故选项C错误;只有周期性变化的电场和磁场才能交替产生,由发生区域向外传播形成电磁波,选项D错误。3、无线电波的中波波长范围为200~3 000 m。求该波段的频率范围。答案 1.0×105~1.5×106 Hz谢谢大家 展开更多...... 收起↑ 资源预览