電磁場(chǎng)與電磁波 【知識(shí)精講+備課精研+高效課堂】 高二物理 課件（2019人教版選擇性必修第二冊(cè)）

第四章電磁振蕩與電磁波4.2電磁場(chǎng)與電磁波電磁振蕩電路中的能量有一部分要以電磁波的形式輻射到周圍空間中去，那么，這些電磁波是怎樣產(chǎn)生的？一、電磁場(chǎng)電磁場(chǎng)理論的核心之一1.變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)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關(guān)，導(dǎo)體環(huán)只是用來顯示電流的存在。注意：這種電場(chǎng)的電場(chǎng)線是閉合的（渦旋電場(chǎng)）這實(shí)際上是個(gè)假設(shè)。這個(gè)假設(shè)基于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，是很自然的。一、電磁場(chǎng)1.變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)①恒定的磁場(chǎng)不產(chǎn)生電場(chǎng)②均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)③周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的周期性變化的電場(chǎng)④非均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生變化的電場(chǎng)EtOBtOtB

OEOt正弦曲線振蕩磁場(chǎng)振蕩電場(chǎng)E與B頻率相同一、電磁場(chǎng)2.變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)電磁場(chǎng)理論的核心之二麥克斯韋認(rèn)為變化的電場(chǎng)就像運(yùn)動(dòng)的電荷，也會(huì)在空間產(chǎn)生磁場(chǎng)。這是另一個(gè)假設(shè)。這個(gè)假設(shè)沒有直接的實(shí)驗(yàn)做基礎(chǔ)，它出于對(duì)自然規(guī)律的洞察力，是很大膽的，但卻更具有創(chuàng)造性。①恒定的電場(chǎng)不產(chǎn)生磁場(chǎng)②均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)③周期性變化的電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場(chǎng)④非均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象電磁感應(yīng)現(xiàn)象假設(shè)一：變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)假設(shè)二：變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)一、電磁場(chǎng)變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)

變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)總是相互聯(lián)系的，

形成一個(gè)不可分割的統(tǒng)一的電磁場(chǎng)。電場(chǎng)磁場(chǎng)電場(chǎng)電場(chǎng)磁場(chǎng)電場(chǎng)周期性變化的電場(chǎng)

變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)交替產(chǎn)生，形成了一個(gè)不可分割的統(tǒng)一體——電磁場(chǎng)。

電磁場(chǎng)由遠(yuǎn)及近地向周圍傳播，一個(gè)偉大的預(yù)言誕生了——空間可能存在電磁波。二、電磁波變化的電場(chǎng)與變化的磁場(chǎng)交替產(chǎn)生，由近及遠(yuǎn)地向周圍傳播，形成電磁波。機(jī)械波的傳播需要介質(zhì)

電磁波靠電和磁的相互"感應(yīng)"傳播，而不是靠介質(zhì)的機(jī)械傳遞。二、電磁波1.電磁波是橫波電磁波在真空中傳播時(shí)，它的電場(chǎng)強(qiáng)度E與磁感應(yīng)強(qiáng)度B相互垂直，而且二者均與波的傳播方向垂直。即E⊥B⊥V。

二、電磁波麥克斯韋2.預(yù)言光是電磁波

光是按電磁波規(guī)律傳播的一種電磁振蕩——光是一種電磁波。二、電磁波3.赫茲的電火花赫茲電火花傳播火花

當(dāng)與感應(yīng)圈相連的兩個(gè)金屬球間產(chǎn)生電火花時(shí)，周圍空間出現(xiàn)了迅速變化的電磁場(chǎng)。這種變化的電磁場(chǎng)以電磁波的形式在空間傳播。當(dāng)電磁波到達(dá)導(dǎo)線環(huán)時(shí)，它在導(dǎo)線環(huán)中激發(fā)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，使得導(dǎo)線環(huán)的空隙中也產(chǎn)生了火花，說明這個(gè)導(dǎo)線環(huán)接收到了電磁波。二、電磁波赫茲實(shí)驗(yàn)的模擬3.赫茲的成果①觀察到了電磁電磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等現(xiàn)象。②測(cè)得電磁波在真空中的速度等于光速c，證明了光是一種電磁波。③物質(zhì)存在兩種形式，一種是由原子和分子構(gòu)成的實(shí)物，另一種則是以電磁場(chǎng)為代表的場(chǎng)。

電磁波與機(jī)械波的比較電磁波機(jī)械波不同點(diǎn)相同點(diǎn)在真空或介質(zhì)中均可傳播有介質(zhì)才能傳播波速度由介質(zhì)決定傳播速度與介質(zhì)和頻率有關(guān)（頻率越高的電磁波在同一種介質(zhì)中的傳播速度越?。┒紩?huì)發(fā)生折射、反射、衍射、干涉現(xiàn)象υ＝λ·f，都是周期性的，都是傳播能量的過程麥克斯韋麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的建立

變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)這是一個(gè)普遍規(guī)律，跟閉合電路是否存在無關(guān)。變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)電場(chǎng)就像運(yùn)動(dòng)的電荷，也會(huì)在空間產(chǎn)生磁場(chǎng)。電磁波的發(fā)現(xiàn)過程“磁生電”赫茲?rùn)z測(cè)到了電磁波，測(cè)出電磁波波速等于光速。麥克斯韋猜想與假設(shè)：1.變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)“電生磁”2.變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在預(yù)言光是一種電磁波1.有四個(gè)電路，其中的電場(chǎng)隨時(shí)間變化的圖像分別對(duì)應(yīng)圖中的一個(gè)，其中能發(fā)射電磁波的是（）根據(jù)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，周期性變化的電場(chǎng)可以在空間引起周期性變化的磁場(chǎng)，這個(gè)變化的磁場(chǎng)又引起新的變化的電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)交替產(chǎn)生，由近及遠(yuǎn)地向周圍傳播，從而形成電磁波。而恒定不變的磁場(chǎng)和隨時(shí)間均勻變化的電場(chǎng)都不能發(fā)射電磁波。D解析：2.關(guān)于電磁波，下列說法中正確的是（）A.變化的電場(chǎng)一定在周圍空間產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)B.麥克斯韋首先預(yù)言了電磁波的存在，赫茲最先用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在C.電磁波的傳播速度等于光速CD.各種頻率的電磁波在真空中以不同的速度來傳播變化的電場(chǎng)一定在周圍空間產(chǎn)生磁場(chǎng)，周期性變化的電場(chǎng)才會(huì)在周圍空間產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，A錯(cuò)誤；麥克斯韋首先預(yù)言了電磁波的存在，赫茲最先用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，B正確；電磁波在真空中傳播速度等于光速C，C錯(cuò)誤；各種頻率的電磁波在真空中傳播的速度相同等于光速，D錯(cuò)誤。B解析：3.關(guān)于電磁波，下列說法中正確的是（）A.在真空中，頻率越高的電磁波傳播速度越大B.在真空中，電磁波的能量越大，傳播速度越大C.赫茲實(shí)驗(yàn)中導(dǎo)線環(huán)的空隙中產(chǎn)生電火花是因?yàn)殡姶挪ㄔ趯?dǎo)線環(huán)中激發(fā)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)D.只要赫茲實(shí)驗(yàn)中的電火花一停止，產(chǎn)生的電磁波立即消失在真空中所有電磁波的傳播速度都等于光速，與電磁波的頻率、能量大小無關(guān)，A、