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第五章 初识电磁场与电磁波
第3节 初识电磁波及其应用
电磁波为信息的传递插上了翅膀。广播、电视、移动通信等方式，使古代人“顺风耳、千里眼”的梦想变成了现实。那么，电磁波是怎样发现的呢？
一、电磁波的产生
在变化的磁场中放入一个闭合电路，磁通量发生了变化，电路里会产生电流。
因为在闭合的电路中产生了电场
麦克斯韦
为什么闭合电路中磁通量发生了变化，就会产生电流呢
（1）变化的磁场产生电场
1.麦克斯韦的电磁场理论
在变化的磁场中放一个闭合电路，由于穿过电路的磁通量发生变化，电路里会产生感应电流。
电子定向移动需要电场
自由电荷要定向移动形成电流，就必须有电场；没有闭合电路，也同样要在空间产生电场。
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。
电容器
（2）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场。称为电磁场。
2.电磁场
它非常特殊，既不是电场也不是磁场，更不是电场和磁场的叠加，而是电场和磁场相互依赖，形成不可分割的整体。
思考：通过观察如图中变化的磁场所产生电场的电场线，对比静电场中的电场线，你有什么发现？两者有区别吗
变化的磁场所产生的电场的电场线是闭合的;而静电场中的电场线是不闭合的，起源正电荷或无穷远，终止于无穷远或负电荷。
3.对麦克斯韦电磁场理论的理解
恒定的电场不产生磁场 恒定的磁场不产生电场
均匀变化的电场在周 围空间产生稳定的磁场 均匀变化的磁场在周
围空间产生稳定的电场
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
周期性变化的电场产生 同频率周期性变化的磁场 周期性变化的磁场产生
同频率周期性变化的电场
伟大的预言——空间可能存在电磁波。
变化的电场和磁场交替产生，由近及远地向周围传播。
变化
的电场
变化
的磁场
变化
的电场
新的电
场和磁场
4.电磁波的传播
声波
水波
空气、水，是声波和水波传播的介质。电磁波可以在真空中传播，不需要介质。
光是以波动形式传播的一种电磁振动——光是一种电磁波。
电磁波的传播速度——等于光速
2.赫兹的电火花实验
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。
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，为无线电技术的发展开拓了道路。
捕捉电磁波演示
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
D
二、电磁波的应用
　 麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，这说明电磁波是一种客观存在的物质。
阳光照射
这种种现象说明电磁波具有能量。
微波炉加热
无线充电
1.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.电磁波通信
光缆传输、电视、雷达、移动电话、因特网
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
1.电磁辐射的危害
（1）干扰通信系统
（2）使自动控制装置发生故障
（3）飞机导航仪表发生错误和偏差，
（4）影响地面站对人造卫星、宇宙飞船的控制。
（5）干扰电视信号， 使电视图像不清晰或变形， 并发岀令人难以忍受的噪声。
（6）过量的电磁辐射对心脏、 血液和眼睛等都有很大的危害。
三、电磁污染及防护
（1）从电磁波源方面来防护，可以通过技术革新减小电磁波发射功率，或者采用替代措施，将向空间发射的电磁波信号改为通过电缆或光缆传送。
（2）从电磁波的传播途径方面来防护，可以采用屏蔽的方法，将电磁辐射源与外界隔离，阻止它向外扩散与传播，或者将电磁辐射源建在远离人群的地方，使电磁波的强度随距离的增大而衰减。
（3）对于无屏蔽条件或虽然采取了屏蔽措施但不能完全屏蔽的情况，在电磁波辐射区域工作的人员必须采取个人防护措施，如穿防护衣、戴防护头盔和防护眼镜等，以减轻电磁辐射对人体的伤害。
2.电磁辐射的防护
一、电磁波的产生
“磁生电”
赫兹检测到了电磁波，测出电磁波波速等于光速。
麦克斯韦猜想与假设：
1.变化的磁场产生电场
“电生磁”
2.变化的电场产生磁场
麦克斯韦预言了电磁波的存在预言光是一种电磁波
二、电磁波的应用
三、电磁污染及防护

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