2019-2020年高中物理 第四章電磁波及其應用 第一節(jié)、電磁波的發(fā)現(xiàn)教案 新人教版選修1-1.doc
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2019-2020年高中物理 第四章電磁波及其應用 第一節(jié)、電磁波的發(fā)現(xiàn)教案 新人教版選修1-1 教學目標: 1、理解麥克斯韋電磁場理論的兩個支柱:變化的磁場產(chǎn)生電場、變化的電場產(chǎn)生磁場。了解變化的電場和磁場相互聯(lián)系形成同一的電磁場。 2、 了解電磁場在空間傳播形成電磁波。 3、 了解麥克斯韋電磁場理論以及赫茲實驗在物理學發(fā)展中的貢獻。體會兩位科學家研究物理問題的思想方法。 教學過程: 一、偉大的預言 說明:法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象那年,麥克斯韋在蘇格蘭愛丁堡附近誕生,從小就表現(xiàn)出了驚人的數(shù)學和物理天賦,他從小熱愛科學,喜歡思考,1854年從劍橋大學畢業(yè)后,精心研讀了法拉第的著作,法拉第關于“場”和“力線”的思想深深吸引了麥克斯韋,但麥克斯韋也發(fā)現(xiàn)了法拉第定性描述的弱點,那就是不能定量的描述電場和磁場的關系。因此,這位初出茅廬的科學家決定用他的數(shù)學才能來彌補。1860年初秋,麥克斯韋特意去拜訪法拉第,兩人雖然在年齡上相差四十歲,在性情、愛好、特長方面也迥然各異,可是對物質(zhì)世界的看法卻產(chǎn)生了共鳴。法拉第鼓勵麥克斯韋:“你不應停留在數(shù)學解釋我的觀點”,而應該突破它。 說明:麥克斯韋學習了庫侖、安培、奧斯特、法拉第、亨利的研究成果,結合了自己的創(chuàng)造性工作,最終建立了經(jīng)典電磁場理論。 說明:法拉第電磁感應定律告訴我們:閉合線圈中的磁通量發(fā)生變化就能產(chǎn)生感應電流,我們知道電荷的定向移動形成電流,為什么會產(chǎn)生感應電流呢?一定是有了感應電場,因此,麥克斯韋認為,這個法拉第電磁感應的實質(zhì)是變化的磁場產(chǎn)生電場,電路中的電荷就在這個電場的作用下做定向移動,產(chǎn)生了感應電流。即使變化的磁場周圍沒有閉合電路,同樣要產(chǎn)生電場。變化的磁場產(chǎn)生電場,這是一個普遍規(guī)律 說明:自然規(guī)律存在著對稱性與和諧性,例如有作用力就有反作用力。既然變化的磁場能夠產(chǎn)生電場,那么變化的電場能否產(chǎn)生磁場呢?麥克斯韋大膽地假設,變化的電場能夠產(chǎn)生磁場。 問:什么現(xiàn)象能夠說明變化的電場能夠產(chǎn)生磁場?(例如通電螺線管中的電流發(fā)生變化,那么螺線管內(nèi)部的磁場要發(fā)生變化) 說明:根據(jù)這兩個基本論點,麥克斯韋推斷:如果在空間在空間某區(qū)域中有不均勻變化的電場,那么這個變化的電場能夠引起變化的磁場,這個變化的磁場又引起新的變化的電場.........這樣變化的電場引起變化的磁場,變化的磁場又引起變化的電場,變化的電場和磁場交替產(chǎn)生,由近及遠傳播就形成了電磁波。 二、電磁波 問:在機械波的橫波中,質(zhì)點的振動方向和波的傳播方向之間有何關系?(兩者垂直) 說明:根據(jù)麥克斯韋的理論,電磁波中的電場強度和磁感應強度互相垂直,而且兩者均與電磁波的傳播方向垂直,電磁波是橫波。 問:電磁波以多大的速度傳播呢?(以光速C傳播) 問:在機械波中是位移隨時間做周期性變化,在電磁波中是什么隨時間做周期性變化呢?(電場強度E和磁感應強度B) 三、赫茲的電火花 說明:德國科學家赫茲證明了麥克斯韋關于電磁場的理論 第一節(jié)、電磁波的發(fā)現(xiàn) 板書設計 一、偉大的預言 1、變化的磁場產(chǎn)生電場 變化的電場產(chǎn)生磁場 2、變化的電場和磁場交替產(chǎn)生,由近及遠傳播形成電磁波 二、電磁波 1、電磁波是橫波,E和B互相垂直,而且兩者均與電磁波的傳播方向垂直 2、電磁波以光速C傳播) 3、電磁波中電場強度E和磁感應強度B隨時間做周期性變化 三、赫茲的電火花 赫茲證明了麥克斯韋關于電磁場的理論- 配套講稿:
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