高中物理 14.1《電磁波的發(fā)現(xiàn)》課件 新人教版選修3-.ppt

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第十四章 電磁波,第一節(jié) 電磁波的發(fā)現(xiàn),1、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(xiàn)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(xiàn)繞制線(xiàn)圈,線(xiàn)圈中還有電場(chǎng)、電流嗎? 線(xiàn)圈不存在時(shí),線(xiàn)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,無(wú),有,麥克斯韋認(rèn)為：在變化的磁場(chǎng)周?chē)a(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(xiàn)是閉合的 (渦旋電場(chǎng)),2、電磁場(chǎng)理論的核心之二:,變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng),洞察力：麥克斯韋確信自然規(guī)律的統(tǒng)一性與和諧性，相信電場(chǎng)和磁場(chǎng)的對(duì)稱(chēng)美．,事實(shí)和推理：如圖所示,在電容器充、放電的時(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周期性變化著的電場(chǎng)周?chē)惨a(chǎn)生磁場(chǎng). 大膽的假說(shuō)：變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(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?chē)臻g產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng) 均勻變化的磁場(chǎng)在周?chē)臻g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),,非均勻變化磁場(chǎng),,激發(fā),,變化電場(chǎng),,均勻變化,,激發(fā),,穩(wěn)定磁場(chǎng),,,不在激發(fā),,非均勻變化,,激發(fā),,變化磁場(chǎng),,均勻變化,,激發(fā),,穩(wěn)定電場(chǎng),,非均勻變化,,,,電場(chǎng)和磁場(chǎng)的變化關(guān)系,電磁場(chǎng): 如果在空間某區(qū)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),……,變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)是相互聯(lián)系著的,形成不可分割的統(tǒng)一體,這就是電磁場(chǎng),3．偉大的預(yù)言——電磁波 麥克斯韋推斷：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)就會(huì)在空間引起變化的磁場(chǎng)；這個(gè)變化的磁場(chǎng)又引起新的變化的電場(chǎng)……于是，變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)交替產(chǎn)生，由近及遠(yuǎn)地向周?chē)鷤鞑ィ粋€(gè)偉大的預(yù)言誕生了——空間可能存在電磁波．,二、電磁波的特點(diǎn)： 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．如圖所示．,二、電磁波的特點(diǎn)： 2．電磁波中的E和B這兩個(gè)物理量隨時(shí)間和空間做周期性的變化． 3．電磁波的速度等于光速c！ 4．光的本質(zhì)是電磁波． 5．電磁波能產(chǎn)生反射、折射、干涉、偏振和衍射等現(xiàn)象．,三、電磁波的實(shí)驗(yàn)證明,1、赫茲的電火花實(shí)驗(yàn)原理圖,2．實(shí)驗(yàn)原理：當(dāng)開(kāi)關(guān)K突然斷開(kāi)時(shí)，感應(yīng)線(xiàn)圈兩端產(chǎn)生高壓，金屬桿A、B兩端的金屬球間的空氣被擊穿而產(chǎn)生電火花，每跳出一次火花，就產(chǎn)生一次高頻振蕩電流，火花放電是間歇性的，因此發(fā)射電路就間歇性的發(fā)射出電磁波，接收金屬線(xiàn)圈兩端的金屬球也跳出電火花，說(shuō)明接收線(xiàn)圈接收到了電磁波。 3．實(shí)驗(yàn)結(jié)論：證明電磁波存在，為麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論奠定了堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。,4、其它結(jié)論 赫茲觀(guān)察到了電磁波的反射,折射,干涉,偏振和衍射等現(xiàn)象. 他還測(cè)量出電磁波和光有相同的速度. 這樣赫茲證實(shí)了麥克斯韋關(guān)于光的電磁理論.,