高二物理課件人教版選修3-1：《電磁波的發(fā)現(xiàn)》

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歡迎進(jìn)入物理課堂 4 1電磁波的發(fā)現(xiàn) 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)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) 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?chē)臻g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?chē)臻g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?chē)臻g產(chǎn)生新的周期性變化的電場(chǎng) 可見(jiàn) 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?chē)臻g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(jiàn)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?chē)臻g產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)B 穩(wěn)定電場(chǎng)能夠在周?chē)臻g產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)C 均勻變化的電場(chǎng)能夠在周?chē)臻g產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)D 均勻變化的電場(chǎng)和磁場(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 C D 課堂練習(xí)和課外作業(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P441 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) 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 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全