物理：新人教版選修3-4-14.1-電磁波的發(fā)現(xiàn)-(課件)

1、第十四章第十四章 電磁波電磁波第一節(jié)電磁波的發(fā)現(xiàn)第一節(jié)電磁波的發(fā)現(xiàn)1、電磁場理論的核心之一、電磁場理論的核心之一變化的磁場產(chǎn)生電場變化的磁場產(chǎn)生電場實驗為證實驗為證如右圖如右圖, ,交流電產(chǎn)交流電產(chǎn)生了周期變化的磁生了周期變化的磁場場, ,上面的線圈中上面的線圈中產(chǎn)生電流使燈泡發(fā)產(chǎn)生電流使燈泡發(fā)光光討論討論: : 如果用不導(dǎo)電的塑如果用不導(dǎo)電的塑料線繞制線圈料線繞制線圈, ,線圈線圈中還有電場、電流中還有電場、電流嗎嗎? ? 線圈不存在時線圈不存在時, ,線圈線圈所處的空間還有電所處的空間還有電場嗎場嗎? ? 若改成恒定的直流若改成恒定的直流電電, ,還有電場嗎還有電場嗎? ?有電場有電場,

2、,無電流無電流無無有有麥克斯韋認(rèn)為：麥克斯韋認(rèn)為：在變化的磁場周圍產(chǎn)在變化的磁場周圍產(chǎn)生電場生電場, ,是一種普遍存在的現(xiàn)象是一種普遍存在的現(xiàn)象, ,跟閉跟閉合電路是否存在無關(guān)合電路是否存在無關(guān), ,導(dǎo)體環(huán)只是用來導(dǎo)體環(huán)只是用來顯示電流的存在顯示電流的存在說明說明: :在變化的磁場中在變化的磁場中所產(chǎn)生的電場的電場所產(chǎn)生的電場的電場線是閉合的線是閉合的 ( (渦旋電渦旋電場場) )2、電磁場理論的核心之二、電磁場理論的核心之二:變化的電場產(chǎn)生磁場變化的電場產(chǎn)生磁場 洞察力：洞察力：麥克斯韋確信自然規(guī)律的麥克斯韋確信自然規(guī)律的統(tǒng)一性與和諧性，相信電場和磁場的統(tǒng)一性與和諧性，相信電場和磁場的對稱美

3、對稱美事實和推理：事實和推理：如圖所示如圖所示, ,在電容器充、在電容器充、放電的時候，不僅導(dǎo)體中的電流要產(chǎn)生放電的時候，不僅導(dǎo)體中的電流要產(chǎn)生磁場，而且在電容器兩極板間周期性變磁場，而且在電容器兩極板間周期性變化著的電場周圍也要產(chǎn)生磁場化著的電場周圍也要產(chǎn)生磁場. .大膽的假說：大膽的假說：變化的電場產(chǎn)生磁變化的電場產(chǎn)生磁場場BiE增大B麥克斯韋電磁場理論的理解麥克斯韋電磁場理論的理解: :恒定恒定的電場不產(chǎn)生磁場的電場不產(chǎn)生磁場恒定恒定的磁場不產(chǎn)生電場的磁場不產(chǎn)生電場均勻變化均勻變化的電場在周圍空間產(chǎn)生的電場在周圍空間產(chǎn)生恒恒定定的磁場的磁場均勻變化均勻變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生的磁場在周圍

4、空間產(chǎn)生恒恒定定的電場的電場振蕩電場振蕩電場產(chǎn)生產(chǎn)生同頻率同頻率的的振蕩磁場振蕩磁場振蕩磁場振蕩磁場產(chǎn)生產(chǎn)生同頻率同頻率的的振蕩電場振蕩電場非均非均勻變勻變化磁化磁場場激激發(fā)發(fā)變化電場變化電場均均勻勻變變化化激激發(fā)發(fā)穩(wěn)穩(wěn)定定磁磁場場不不在在激激發(fā)發(fā)非非均均勻勻變變化化激激發(fā)發(fā)變化磁場變化磁場均勻變化均勻變化激激發(fā)發(fā)穩(wěn)定電場穩(wěn)定電場非均勻變化非均勻變化電場和磁場的變化關(guān)系電場和磁場的變化關(guān)系電磁場電磁場: : 如果在空間某區(qū)域中有周如果在空間某區(qū)域中有周期性變化的電場期性變化的電場, ,那么這個變化的那么這個變化的電場就在它周圍空間產(chǎn)生周期性變電場就在它周圍空間產(chǎn)生周期性變化的磁場化的磁場; ;

5、這個變化的磁場又在它這個變化的磁場又在它周圍空間產(chǎn)生新的周期性變化的電周圍空間產(chǎn)生新的周期性變化的電場場, ,變化的電場和變化的磁場是相互聯(lián)變化的電場和變化的磁場是相互聯(lián)系著的系著的, ,形成不可分割的統(tǒng)一體形成不可分割的統(tǒng)一體, ,這這就是就是電磁場電磁場3 3偉大的預(yù)言偉大的預(yù)言電磁波電磁波麥克斯韋推斷：如果在空間某區(qū)域麥克斯韋推斷：如果在空間某區(qū)域有不均勻變化的電場，那么這個變有不均勻變化的電場，那么這個變化的電場就會在空間引起變化的磁化的電場就會在空間引起變化的磁場；這個變化的磁場又引起新的變場；這個變化的磁場又引起新的變化的電場化的電場于是，變化的電場和于是，變化的電場和變化的磁場交

6、替產(chǎn)生，由近及遠地變化的磁場交替產(chǎn)生，由近及遠地向周圍傳播一個偉大的預(yù)言誕生向周圍傳播一個偉大的預(yù)言誕生了了空間可能存在電磁波空間可能存在電磁波 二、電磁波的特點：二、電磁波的特點：1電磁波是橫波電磁波在真電磁波是橫波電磁波在真空中傳播時，它的電場強度空中傳播時，它的電場強度E與與磁感應(yīng)強度磁感應(yīng)強度B相互垂直，而且二相互垂直，而且二者均與波的傳播方向垂直如圖者均與波的傳播方向垂直如圖所示所示二、電磁波的特點：二、電磁波的特點：2電磁波中的電磁波中的E和和B這兩個物理量這兩個物理量隨時間和空間做周期性的變化隨時間和空間做周期性的變化3電磁波的速度等于光速電磁波的速度等于光速c！4光的本質(zhì)是電磁

7、波光的本質(zhì)是電磁波5電磁波能產(chǎn)生反射、折射、干涉、電磁波能產(chǎn)生反射、折射、干涉、偏振和衍射等現(xiàn)象偏振和衍射等現(xiàn)象 三、電磁波的實驗證明三、電磁波的實驗證明1 1、赫茲的電火花實驗原理圖、赫茲的電火花實驗原理圖L接收線圈發(fā) 射電路電磁波ECKAB2 2實驗原理：實驗原理：當(dāng)開關(guān)當(dāng)開關(guān)K K突然斷開時，感突然斷開時，感應(yīng)線圈兩端產(chǎn)生高壓，金屬桿應(yīng)線圈兩端產(chǎn)生高壓，金屬桿A A、B B兩端兩端的金屬球間的空氣被擊穿而產(chǎn)生電火花，的金屬球間的空氣被擊穿而產(chǎn)生電火花，每跳出一次火花，就產(chǎn)生一次高頻振蕩每跳出一次火花，就產(chǎn)生一次高頻振蕩電流，火花放電是間歇性的，因此發(fā)射電流，火花放電是間歇性的，因此發(fā)射電

8、路就間歇性的發(fā)射出電磁波，接收金電路就間歇性的發(fā)射出電磁波，接收金屬線圈兩端的金屬球也跳出電火花，說屬線圈兩端的金屬球也跳出電火花，說明接收線圈接收到了電磁波。明接收線圈接收到了電磁波。3 3實驗結(jié)論：實驗結(jié)論：證明電磁波存在，為麥證明電磁波存在，為麥克斯韋的電磁場理論奠定了堅實的實驗克斯韋的電磁場理論奠定了堅實的實驗基礎(chǔ)。基礎(chǔ)。4 4、其它結(jié)論、其它結(jié)論赫茲觀察到了電磁波的反射赫茲觀察到了電磁波的反射, ,折射折射, ,干涉干涉, ,偏振和衍射等現(xiàn)象偏振和衍射等現(xiàn)象. .他還測量出電磁波和光有相同他還測量出電磁波和光有相同的速度的速度. .這樣赫茲證實了麥克斯韋關(guān)于這樣赫茲證實了麥克斯韋關(guān)于

9、光的電磁理論光的電磁理論. .再見再見2021/4/20179、 人的價值，在招收誘惑的一瞬間被決定。2022-3-62022-3-6Sunday, March 06, 202210、低頭要有勇氣，抬頭要有低氣。2022-3-62022-3-62022-3-63/6/2022 1:46:19 AM11、人總是珍惜為得到。2022-3-62022-3-62022-3-6Mar-226-Mar-2212、人亂于心，不寬余請。2022-3-62022-3-62022-3-6Sunday, March 06, 202213、生氣是拿別人做錯的事來懲罰自己。2022-3-62022-3-62022-3-62022-3-63/6/202214、抱最大的希望，作最大的努力。2022年3月6日星期日2022-3-62022-3-62022-3-615、一個人炫耀什么，說明他內(nèi)心缺少什么。2