1　電磁波的發(fā)現(xiàn) (3)

1、14.1電磁波的發(fā)現(xiàn)一、電磁波發(fā)現(xiàn)的背景1、麥克斯韋少年時(shí)在數(shù)學(xué)上極有天賦。2、麥克斯韋受到法拉第巨大的激勵(lì)。3、前人工作的成果是麥克斯韋取得 成功的基石。1、電磁波的發(fā)現(xiàn) 麥克斯韋（James Clerk Maxwell，18311879），英國(guó)物理學(xué)家，經(jīng)典電磁理論的奠基人1831年6月13日出生于愛丁堡1847年入愛丁堡大學(xué)聽課，專攻數(shù)學(xué)他很重視實(shí)驗(yàn)，涉獵電化學(xué)、光學(xué)、分子物理學(xué)以及機(jī)械工程等等他說(shuō)：“把數(shù)學(xué)分析和實(shí)驗(yàn)研究聯(lián)合使用得到的物理科學(xué)知識(shí)，比之一個(gè)單純的實(shí)驗(yàn)人員或單純的數(shù)學(xué)家所具有的知識(shí)更加堅(jiān)實(shí)、有益而牢固” 1850年考入劍橋大學(xué)，1854年以優(yōu)異成績(jī)畢業(yè)并獲得了學(xué)位，留校工

2、作1856年起任蘇格蘭阿伯丁的馬里沙耳學(xué)院的自然哲學(xué)講座教授，直到1874年經(jīng)法拉第舉薦，自1860年起任倫敦皇家學(xué)院的物理學(xué)和天文學(xué)教授1871年起負(fù)責(zé)籌劃卡文迪什實(shí)驗(yàn)室，隨后被任命在劍橋大學(xué)創(chuàng)辦卡文迪什實(shí)驗(yàn)室并擔(dān)任第一任負(fù)責(zé)人1879年11月5日麥克斯韋因患癌癥在劍橋逝世，終年僅48歲 二、偉大的預(yù)言1、兩個(gè)基本觀點(diǎn)：a.變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)。b.變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)。麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的兩大基本要點(diǎn)是： （1）、不僅電荷能夠產(chǎn)生電場(chǎng)，變化的磁 場(chǎng)也能產(chǎn)生電場(chǎng)；（2）、不僅電流能夠產(chǎn)生磁場(chǎng)，變化的電 場(chǎng)也能產(chǎn)生磁場(chǎng)。 按照這個(gè)理論，變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)總是相互聯(lián)系的，形成不可分割的統(tǒng)一體電磁場(chǎng)。電

3、場(chǎng)和磁場(chǎng)是電磁場(chǎng)這個(gè)統(tǒng)一體的兩種具體表現(xiàn)形式。電磁場(chǎng)理論的核心之一變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)實(shí)驗(yàn)為證如右圖,交流電產(chǎn)生了周期變化的磁場(chǎng),上面的線圈中產(chǎn)生電流使燈泡發(fā)光討論:如果用不導(dǎo)電的塑料線繞制線圈,線圈中還有電流電場(chǎng)嗎?線圈不存在時(shí),線圈所處的空間還有電場(chǎng)嗎?若改成恒定的直流電,還有電場(chǎng)嗎?有電場(chǎng),無(wú)電流有無(wú)麥克斯韋認(rèn)為在變化的磁場(chǎng)周圍產(chǎn)生電場(chǎng),是一種普遍存在的現(xiàn)象,跟閉合電路是否存在無(wú)關(guān),導(dǎo)體環(huán)只是用來(lái)顯示電流的存在說(shuō)明:在變化的磁場(chǎng)中所產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)線是閉合的 (渦旋電場(chǎng))電場(chǎng)線電磁場(chǎng)理論的核心之二:變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)麥克斯韋假設(shè):變化的電場(chǎng)就像導(dǎo)線中的電流一樣,會(huì)在空間產(chǎn)生磁場(chǎng),即變化的電

4、場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)根據(jù)麥克斯韋理論,在給電容器充電的時(shí)候,不僅導(dǎo)體中的電流要產(chǎn)生磁場(chǎng),而且在電容器兩極板間變化著的電場(chǎng)周圍也要產(chǎn)生磁場(chǎng)理解: (1) 電場(chǎng)均勻變化產(chǎn)生穩(wěn)定磁場(chǎng) (2) 非均勻變化產(chǎn)生變化磁場(chǎng)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的理解:恒定的電場(chǎng)不產(chǎn)生磁場(chǎng)恒定的磁場(chǎng)不產(chǎn)生電場(chǎng)均勻變化的電場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)均勻變化的磁場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)振蕩電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場(chǎng)振蕩磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩電場(chǎng)非均勻變化的磁場(chǎng)變化電場(chǎng)若是均勻變化穩(wěn)定磁場(chǎng)不再激發(fā)若非均勻變化變化磁場(chǎng)若是均勻變化穩(wěn)定電場(chǎng)若非均勻變化2、電磁波形成示意圖：3、電磁波的特性：a.不需要傳播介質(zhì),可以在真空中傳播。b.傳播速度等于光速。

5、c.光是一種電磁波。激發(fā)激發(fā)激發(fā)激發(fā)三、赫茲的電火花1、試驗(yàn)裝置：a.連接感應(yīng)圈的兩個(gè)金屬球。b.導(dǎo)線環(huán)上的兩個(gè)金屬球。2、試驗(yàn)現(xiàn)象： 當(dāng)感應(yīng)圈兩個(gè)金屬球間有火花跳過(guò)時(shí)，導(dǎo)線環(huán)兩個(gè)小球間也跳過(guò)了火花。3、現(xiàn)象解釋： 當(dāng)感應(yīng)圈兩個(gè)金屬球間有火花跳過(guò)時(shí)，立刻產(chǎn)生了一個(gè)交變電磁場(chǎng)，形成電磁波在空間傳播，經(jīng)過(guò)導(dǎo)線環(huán)時(shí)激發(fā)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，使得導(dǎo)線環(huán)中也產(chǎn)生了火花。4、捕捉電磁波的模擬試驗(yàn)：小結(jié)一、 麥克斯韋電磁場(chǎng)理論1變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)2變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)3電磁場(chǎng)傳播電磁波4、電磁波不需介質(zhì)，以光速傳播。二、赫茲證實(shí)：1、電磁場(chǎng)、電磁波的存在。2、電磁波能反射、折射、干涉、衍射和偏振等現(xiàn) 象，證明了電磁波與光具有相同的性質(zhì)。練習(xí)：1.下面說(shuō)法中正確的是（ ）A、恒定電流能夠在周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)B、穩(wěn)定電場(chǎng)能夠在周圍