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(共30张PPT)
4.2 电磁场与电磁波
高中物理选择性必修第二册课件
主讲老师：xxx
高中物理选择性必修第二册
电磁场
电磁波
拓展学习
巩固提升
问题？
01.
高中物理选择性必修第二册
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，这些电磁波是怎样产生的？
电磁场
第一部分
变化的磁场产生电场
01.
高中物理选择性必修第二册
变化的磁场产生电场
麦克斯韦的观点：电路里有感应电流产生，一定是变化的磁场产生了电场，闭合电路中的自由电荷在电场的作用下发生了定向移动。
变化的电场产生磁场
02.
高中物理选择性必修第二册
麦克斯韦提出假设：变化的电场就像运动的电荷，也在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。
变化的电场产生磁场
电磁场
03.
高中物理选择性必修第二册
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。
B
B
E
E
E
E
电磁波
04.
高中物理选择性必修第二册
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
第二部分
高中物理选择性必修第二册
微弱的电火花闪烁着麦克斯韦理论的光辉，赫兹向全世界宣告：电磁波发现了。
赫兹的实验
01.
赫兹的实验
02.
高中物理选择性必修第二册
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。
高中物理选择性必修第二册
1.实验现象：
当感应圈两个金属球间有火花跳过时，导线环两个小球间也跳过了火花。
2.现象解释：
当感应圈两个金属球间有火花跳过时，立刻产生了一个交变电磁场，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。
赫兹的实验
04.
高中物理选择性必修第二册
3.实验结论：赫兹实验证实了电磁波的存在。
4.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。
5.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。
赫兹的实验
05.
电磁波的特点
06.
高中物理选择性必修第二册
1.电磁场由产生区域向外传播就形成了电磁波，无需介质。
2.电磁波在真空中传播的速度是光速。光是电磁波的一种。
3.电磁波在空间传播时，在任一位置上（或任一时刻）E、B、v
三矢量相互垂直。 电磁波是横波。
4.电磁波是一种物质，具有能量。
电磁波具有波的共性，能发生反射、
折射、干涉、衍射、多普勒效应和偏振现象。
高中物理选择性必修第二册
电磁波与机械波
07.
电磁波 机械波
不同点
相同点 在真空或介质中均可传播
有介质才能传播
波速度由介质决定
传播速度与介质和频率有关（频率越高的电磁波在同一种介质中的传播速度越小）
都会发生折射、反射、衍射、干涉现象
υ ＝λ·f，都是周期性的，都是传播能量的过程
拓展学习
第三部分
科学漫步
01.
高中物理选择性必修第二册
麦克斯韦 (1831-1879)。麦克斯韦是继法拉第之后，集电磁学大成的伟大科学家。他依据库仑、高斯、欧姆、安培、毕奥、萨伐尔、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。
科学漫步
02.
高中物理选择性必修第二册
麦克斯韦1831年6月出生于英国爱丁堡，他的父亲原是律师，但他的主要兴趣是在制作各种机械和研究科学问题，他这种对科学的强烈爱好，对麦克斯韦一生有深刻的影响。
科学漫步
03.
高中物理选择性必修第二册
海因里希·鲁道夫·赫兹（Heinrich Rudolf Hertz，1857年2月22日－1894年1月1日），德国物理学家，于1888年首先证实了电磁波的存在。并对电磁学有很大的贡献，故频率的国际单位制单位赫兹以他的名字命名。
赫兹是一个短命的物理学家。他于1894年逝世时，年仅37岁，这无疑是物理学界的巨大损失。他从21岁考人柏林大学直到不幸去世，进行科学研究不足15年，然而却建立了永垂青史的功绩。　　
电磁波的成果
04.
高中物理选择性必修第二册
无线电报(1901) 广播(1906) 电话(1916) 传真(1923) 电视(1929) 微波(1933) 雷达(1935) 卫星通讯 电子计算机因特网等都与电磁波理论相关。
总结提升
第四部分
周期
课堂小结
高中物理选择性必修第二册
电磁场
麦克斯韦：预言了电磁波的存在；预言光是一种电磁波
电磁波
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
2 . 变化的电场产生磁场
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。
例题1
例题精选
01.
【参考答案】B
高中物理选择性必修第二册
19世纪60年代，英国物理学家麦克斯韦建立了完整的电磁场理论，精辟地揭示了电场与磁场之间的联系，预言了电磁波的存在。在闭合金属线圈中通入以下不同的电流，能产生电磁波的是（ ）
A． B．
C． D．
解析
例题解析
02.
高中物理选择性必修第一册
【解析】A．在闭合金属线圈中通入恒定电流，产生稳定的电场，不能产生电磁波。故A错误；
B．在闭合金属线圈中通入周期性变化的电流，产生周期性变化的磁场，然后周期性变化的磁场，又会产生周期性变化的电场，传播开去，能产生电磁波。故B正确；
CD．在闭合金属线圈中通入均匀变化的电流，产生稳定的磁场，不能产生电磁波。故CD错误。故选B。
例题2
例题精选
03.
【参考答案】A
高中物理选择性必修第二册
下列关于电磁波的说法正确的是（　　）
A．要有效发射电磁波，振荡电路要有足够高的振荡频率
B．只要有变化的电场和磁场，就能产生电磁波
C．利用电磁波不能传递信号和能量
D．电磁波在空气中不能传播
解析
例题解析
04.
高中物理选择性必修第一册
【解析】A．要有效发射电磁波，振荡电路要有足够高的振荡频率，故A正确；
B．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，只有周期性变化的电场和周期性变化的磁场，才能产生电磁波，故B错误；
C．利用电磁波能传递信号和能量，故C错误；
D．电磁波在真空和空气中都能传播，但传播的速度不相同，故D错误。
故选A。
例题3
例题精选
05.
【参考答案】AC
高中物理选择性必修第二册
（多选）电磁波使古代人“顺风耳、千里眼”的梦想变成了现实。下列关于电磁波的说法正确的是（　　）
A．变化的电场会产生磁场，变化的磁场会产生电场
B．水波、声波和电磁波的传播都离不开介质
C．电磁波是一种物质，具有能量
D．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并通过实验捕捉到了电磁波
解析
例题解析
06.
高中物理选择性必修第一册
【解析】A．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的电场会产生磁场，变化的磁场会产生电场，故A正确；
B．水波、声波的传播离不开介质，电磁波的传播不需要介质，故B错误；
C．电磁波是一种物质，具有能量，故C正确；
D． 麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验捕捉到了电磁波，故D错误。故选 AC。

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