41《電磁波的發(fā)現(xiàn)》PPT課件(新人教版選修1-1)

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1、新 課 標(biāo) 人 教 版 課 件 系 列 高 中 物 理 選 修 1-1 凱 里 一 中 劉 濤 4.1 電 磁 波 的 發(fā) 現(xiàn) 教 學(xué) 目 標(biāo) 知 識(shí) 與 能 力 ： 1、 理 解 麥 克 斯 韋 電 磁 場(chǎng) 理 論 的 兩 個(gè) 支 柱 ： 變 化 的 磁 場(chǎng) 產(chǎn)生 電 場(chǎng) 、 變 化 的 電 場(chǎng) 產(chǎn) 生 磁 場(chǎng) 。 了 解 變 化 的 電 場(chǎng) 和 磁 場(chǎng) 相互 聯(lián) 系 形 成 同 一 的 電 磁 場(chǎng) 。 2、 了 解 電 磁 場(chǎng) 在 空 間 傳 播 形 成 電 磁 波 。 3、 了 解 麥 克 斯 韋 電 磁 場(chǎng) 理 論 以 及 赫 茲 實(shí) 驗(yàn) 在 物 理 學(xué) 發(fā) 展中 的 貢 獻(xiàn) 。 體

2、會(huì) 兩 位 科 學(xué) 家 研 究 物 理 問(wèn) 題 的 思 想 方 法 。 教 學(xué) 重 點(diǎn) ： 理 解 麥 克 斯 韋 電 磁 場(chǎng) 理 論 ； 電 磁 場(chǎng) 在 空 間 傳 播 形 成 電 磁 波 教 學(xué) 難 點(diǎn) ： 電 磁 場(chǎng) 在 空 間 傳 播 形 成 電 磁 波 偉 大 的 預(yù) 言一 、 麥 克 斯 韋 的 電 磁 場(chǎng) 理 論 要 點(diǎn) 偉 大 的 預(yù) 言 1、 變 化 的 磁 場(chǎng) 產(chǎn) 生 電 場(chǎng) 演 示 實(shí) 驗(yàn) 裝 置 如 圖 所 示 ， 當(dāng) 穿 過(guò) 螺 線 管 的 磁 場(chǎng) 隨 時(shí) 間變 化 時(shí) ， 上 面 的 線 圈 中 產(chǎn) 生 感 應(yīng) 電 動(dòng) 勢(shì) ， 引起 感 應(yīng) 電 流 使 燈 泡 發(fā)

3、光 。 法 拉 第 發(fā) 現(xiàn) 的 （ 1） 線 圈 中 產(chǎn) 生 感 應(yīng) 電 動(dòng) 勢(shì) 說(shuō) 明 了 什 么 ？ 麥 克 斯 韋 認(rèn) 為 變 化 的 磁 場(chǎng) 在 線 圈 中 產(chǎn) 生 電 場(chǎng) ，正 是 這 種 電 場(chǎng) (渦 旋 電 場(chǎng) )在 線 圈 中 驅(qū) 使 自 由電 子 做 定 向 的 移 動(dòng) ， 引 起 了 感 應(yīng) 電 流 。 （ 2） 如 果 用 不 導(dǎo) 電 的 塑 料 線 繞 制 線 圈 ， 線 圈中 還 會(huì) 有 電 流 、 電 場(chǎng) 嗎 ？ 有 電 場(chǎng) 、 無(wú) 電 流 。 （ 3） 想 象 線 圈 不 存 在 時(shí) 線 圈 所 在 處 的 空 間 還有 電 場(chǎng) 嗎 ？ 有 ！ （ 4） 總 結(jié)

4、： 麥 克 斯 韋 認(rèn) 為 線 圈 只 不 過(guò) 用 來(lái) 顯示 電 場(chǎng) 的 存 在 ， 線 圈 不 存 在 時(shí) ， 變 化 的 磁 場(chǎng)同 樣 在 周 圍 空 間 產(chǎn) 生 電 場(chǎng) ， 即 這 是 一 種 普 遍存 在 的 現(xiàn) 象 ， 跟 閉 合 電 路 是 否 存 在 無(wú) 關(guān) 。 2 變 化 的 電 場(chǎng) 產(chǎn) 生 磁 場(chǎng) 既 然 變 化 的 磁 場(chǎng) 能 夠 在 空 間 產(chǎn) 生 電 場(chǎng) ， 那么 ， 變 化 的 電 場(chǎng) 能 不 能 夠 在 空 間 產(chǎn) 生 磁 場(chǎng) ？ 麥 克 斯 韋 相 信 自 然 界 規(guī)律 的 統(tǒng) 一 與 和 諧 ， 相 信 電 場(chǎng)與 磁 場(chǎng) 具 有 對(duì) 稱 之 美 。 他 大膽 地

5、 提 出 的 相 似 和 聯(lián) 系 。 經(jīng)過(guò) 反 復(fù) 思 考 提 出 假 設(shè) ： 變 化的 電 場(chǎng) 也 相 當(dāng) 于 一 種 電 流 ，也 在 空 間 產(chǎn) 生 磁 場(chǎng) ， 即 變 化的 電 場(chǎng) 在 空 間 產(chǎn) 生 磁 場(chǎng) 。 二 電 磁 場(chǎng) 、 電 磁 波 1、 電 磁 場(chǎng) 麥 克 斯 韋 根 據(jù) 自 己 的 理 論 進(jìn) 一 步 預(yù) 言 ， 如 果在 空 間 某 域 中 有 周 期 性 變 化 的 電 場(chǎng) ， 那 么 ，這 個(gè) 變 化 的 電 場(chǎng) 就 在 它 周 圍 空 間 產(chǎn) 生 周 期 性變 化 的 磁 場(chǎng) ， 這 個(gè) 變 化 的 磁 場(chǎng) 又 在 它 周 圍 空間 產(chǎn) 生 新 的 周 期 性

6、變 化 的 電 場(chǎng) 。 可 見 ，變 化 的 電 場(chǎng) 和 變 化 的 磁 場(chǎng) 是 相 互 聯(lián) 系 的 ， 形成 一 個(gè) 不 可 分 離 的 統(tǒng) 一 體 ， 這 就 是 電 磁 場(chǎng) 。 2、 電 磁 波（ 1） 變 化 的 電 場(chǎng) 和 變 化 的 磁 場(chǎng) 交 替 產(chǎn) 生 ， 由近 及 遠(yuǎn) 地 傳 播 。 這 種 變 化 的 電 磁 場(chǎng) 在 空 間 以一 定 的 速 度 傳 播 的 過(guò) 程 叫 做 電 磁 波 。（ 2） 電 磁 波 與 機(jī) 械 波 不 同 ， 不 需 要 介 質(zhì) ， 可以 在 真 空 中 傳 播 。 電 磁 波 的 速 度 等 于 光 速 ！光 是 以 波 動(dòng) 形 式 傳 播 的

7、 一 種 電 磁 振 動(dòng) 3、 電 磁 場(chǎng) 和 電 磁 波 理 論 的 理 解 （ 1） 均 勻 變 化 的 磁 場(chǎng) ， 產(chǎn) 生 穩(wěn) 定 的 電 場(chǎng) ， 均 勻 變 化 的 電 場(chǎng) ，產(chǎn) 生 穩(wěn) 定 的 磁 場(chǎng) 。 這 里 的 “ 均 勻 變 化 ” 指 在 相 等 時(shí) 間 內(nèi) 磁 感應(yīng) 強(qiáng) 度 (或 電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 )的 變 化 量 相 等 ， 或 者 說(shuō) 磁 感 應(yīng) 強(qiáng) 度 (或 電場(chǎng) 強(qiáng) 度 )對(duì) 時(shí) 間 變 化 率 一 定 。 （ 2） 非 均 勻 變 化 的 磁 場(chǎng) 產(chǎn) 生 變 化 的 電 場(chǎng) ， 不 均 勻 變 化 的 電場(chǎng) 產(chǎn) 生 變 化 的 磁 場(chǎng) （ 3） 振 蕩 的 (即

8、周 期 性 變 化 的 )磁 場(chǎng) 產(chǎn) 生 同 頻 率 的 振 蕩 電 場(chǎng) ，振 蕩 的 電 場(chǎng) 產(chǎn) 生 同 頻 率 的 振 蕩 磁 場(chǎng) 。 （ 4） 變 化 的 電 場(chǎng) 和 變 化 的 磁 場(chǎng) 總 是 相 互 聯(lián) 系 著 ， 形 成 一 個(gè)不 可 分 離 的 統(tǒng) 一 體 ， 這 就 是 電 磁 場(chǎng) ， 向 周 圍 空 間 傳 播 這 就 是電 磁 波 。 三 赫 茲 的 電 火 花 1、 麥 克 斯 韋 英 年 早 逝 ， 沒(méi) 有 見 到 科 學(xué) 實(shí) 驗(yàn) 對(duì)電 磁 場(chǎng) 理 論 的 證 明 。 把 天 才 的 預(yù) 言 變 成 世 人公 認(rèn) 的 真 理 ， 這 是 赫 茲 的 功 勞 。 2、 赫

9、 茲 的 實(shí) 驗(yàn) ： 2、 赫 茲 的 實(shí) 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 根 據(jù) 麥 克 斯 韋 電 磁 理 論 ， 下 列 說(shuō) 法 中 正 確 的 是

10、A 變 化 的 電 場(chǎng) 一 定 產(chǎn) 生 變 化 的 磁 場(chǎng)B 均 勻 變 化 的 電 場(chǎng) 一 定 產(chǎn) 生 均 勻 變 化 的 磁 場(chǎng)C 穩(wěn) 定 的 電 場(chǎng) 一 定 產(chǎn) 生 穩(wěn) 定 的 磁 場(chǎng)D 振 蕩 的 電 場(chǎng) 一 定 產(chǎn) 生 同 頻 率 的 振 蕩 磁 場(chǎng) 。答 案 :D 2.下 列 說(shuō) 法 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 空 間 產(chǎn) 生 穩(wěn) 定 的 磁 場(chǎng) C.均 勻 變 化 的 電 場(chǎng) 能 夠 在 周 圍 空 間 產(chǎn) 生 穩(wěn) 定 的 磁 場(chǎng) D.均 勻 變 化 的 電 場(chǎng) 和 磁

11、 場(chǎng) 相 互 激 發(fā) ， 形 成 由 近 及 遠(yuǎn) 的 電 磁 波 AC 3.當(dāng) 電 磁 波 的 頻 率 增 加 時(shí) ， 它 在 真 空 中 的 速 度 將 ( ) A.減 小 B.增 大 C.不 變 D.減 小 、 增 大 和 不 變 均 有 可 能4.關(guān) 于 電 磁 波 的 傳 播 速 度 ， 以 下 敘 述 正 確 的 是 ( ) A.波 長(zhǎng) 越 長(zhǎng) ， 傳 播 速 度 越 快 B.頻 率 越 高 ， 傳 播 速 度 越 快 C.發(fā) 射 量 越 大 ， 傳 播 速 度 越 快 D.所 有 電 磁 波 在 真 空 中 的 傳 播 速 度 都 一 樣 大 CD 課 堂 練 習(xí) 和 課 外 作

12、業(yè)課 堂 練 習(xí) ： P80問(wèn) 題 與 練 習(xí) 1-4課 外 作 業(yè) ： 作 業(yè) 本 P44 1-7 選 修 1-1 第 四 章 電 磁 波 及 其 應(yīng) 用 問(wèn) 題 與 練 習(xí) 一 電 磁 波 的 發(fā) 現(xiàn) 1 答 ： 麥 克 斯 韋 從 法 拉 第 電 磁 感 應(yīng) 現(xiàn) 象 認(rèn) 識(shí) 到 變 化 的 磁 場(chǎng)能 夠 產(chǎn) 生 電 場(chǎng) 。 麥 克 斯 韋 確 信 自 然 界 規(guī) 律 的 統(tǒng) 一 與 和 諧 ， 相 信 電 場(chǎng) 與 磁 場(chǎng) 有對(duì) 稱 之 美 。 他 認(rèn) 為 ； 既 然 變 化 的 磁 場(chǎng) 能 夠 空 間 產(chǎn) 生 電 場(chǎng) ， 那 么 變化 的 電 場(chǎng) 也 能 夠 在 空 間 產(chǎn) 生 磁 場(chǎng)

13、。 2 答 ： 麥 克 斯 韋 關(guān) 于 電 磁 場(chǎng) 理 論 的 兩 大 支 柱 是 ：（ 1） 變 化 的 磁 場(chǎng) 能 夠 在 空 間 產(chǎn) 生 電 場(chǎng) ，（ 2） 變 化 的 電 場(chǎng) 也 能 夠 在 空 間 產(chǎn) 生 磁 場(chǎng) 。 根 據(jù) 上 述 兩 個(gè) 基 本 論 點(diǎn) ， 麥 克 斯 韋 進(jìn) 一 步 推 斷 ： 如 果 在 空 間 某 區(qū) 域 有 不 均 勻 變 化 的 電 場(chǎng) ， 那 么 這 個(gè) 變 化 的 電場(chǎng) 就 在 空 間 引 起 變 化 的 磁 場(chǎng) ； 這 個(gè) 變 化 的 磁 場(chǎng) 又 會(huì) 引 起 新 的 變 化的 電 場(chǎng) 和 磁 場(chǎng) 于 是 ， 變 化 的 電 場(chǎng) 和 磁 場(chǎng) 交 替

14、產(chǎn) 生 ， 形 成 懷 近 及 遠(yuǎn) 的 電 磁 波 。 選 修 1-1 第 四 章 電 磁 波 及 其 應(yīng) 用 問(wèn) 題 與 練 習(xí) 一 電 磁 波 的 發(fā) 現(xiàn)3 答 ： 可 以 。 赫 茲 用 電 火 花 實(shí) 驗(yàn) ， 已 經(jīng) 證 實(shí) 了電 磁 波 的 存 在 。4 答 ： 電 磁 波 的 發(fā) 現(xiàn) 和 和 驗(yàn) 證 是 人 類 走 向 現(xiàn) 代文 明 的 里 程 碑 ， 是 現(xiàn) 代 通 信 設(shè) 備 廣 泛 應(yīng) 用 的 基 礎(chǔ) 。 正是 電 磁 波 的 發(fā) 現(xiàn) 才 使 人 們 告 別 了 傳 統(tǒng) 落 后 的 通 信 方 式 ，享 受 當(dāng) 前 各 種 通 信 方 式 帶 來(lái) 的 方 便 快 捷 ， 因 此 ， 人 們要 永 遠(yuǎn) 紀(jì) 念 麥 克 斯 韋 和 赫 茲 這 兩 位 科 學(xué) 偉 人 。 教 材 中展 示 的 墨 西 哥 1967年 發(fā) 行 的 紀(jì) 念 郵 票 ， 票 面 上 把 麥 克斯 韋 和 赫 茲 兩 位 物 理 學(xué) 家 并 列 出 來(lái) ， 已 經(jīng) 反 映 人 們 對(duì)他 們 的 歷 史 功 績(jī) 的 紀(jì) 念 和 緬 懷 。