物理：新人教版選修3-4-14.1-電磁波的發(fā)現(xiàn)-(課件)

1、第十四章第十四章 電磁波電磁波第一節(jié)電磁波的發(fā)現(xiàn)第一節(jié)電磁波的發(fā)現(xiàn)1、電磁場(chǎng)理論的核心之一、電磁場(chǎng)理論的核心之一變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)實(shí)驗(yàn)為證實(shí)驗(yàn)為證如右圖如右圖, ,交流電產(chǎn)交流電產(chǎn)生了周期變化的磁生了周期變化的磁場(chǎng)場(chǎng), ,上面的線圈中上面的線圈中產(chǎn)生電流使燈泡發(fā)產(chǎn)生電流使燈泡發(fā)光光討論討論: : 如果用不導(dǎo)電的塑如果用不導(dǎo)電的塑料線繞制線圈料線繞制線圈, ,線圈線圈中還有電場(chǎng)、電流中還有電場(chǎng)、電流嗎嗎? ? 線圈不存在時(shí)線圈不存在時(shí), ,線圈線圈所處的空間還有電所處的空間還有電場(chǎng)嗎場(chǎng)嗎? ? 若改成恒定的直流若改成恒定的直流電電, ,還有電場(chǎng)嗎還有電場(chǎng)嗎? ?有電場(chǎng)有電場(chǎng),

2、,無(wú)電流無(wú)電流無(wú)無(wú)有有麥克斯韋認(rèn)為：麥克斯韋認(rèn)為：在變化的磁場(chǎng)周圍產(chǎn)在變化的磁場(chǎng)周圍產(chǎn)生電場(chǎng)生電場(chǎng), ,是一種普遍存在的現(xiàn)象是一種普遍存在的現(xiàn)象, ,跟閉跟閉合電路是否存在無(wú)關(guān)合電路是否存在無(wú)關(guān), ,導(dǎo)體環(huán)只是用來(lái)導(dǎo)體環(huán)只是用來(lái)顯示電流的存在顯示電流的存在說明說明: :在變化的磁場(chǎng)中在變化的磁場(chǎng)中所產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)所產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)線是閉合的線是閉合的 ( (渦旋電渦旋電場(chǎng)場(chǎng)) )2、電磁場(chǎng)理論的核心之二、電磁場(chǎng)理論的核心之二:變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng) 洞察力：洞察力：麥克斯韋確信自然規(guī)律的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)的統(tǒng)一性與和諧性，相信電場(chǎng)和磁場(chǎng)的對(duì)稱美

3、對(duì)稱美事實(shí)和推理：事實(shí)和推理：如圖所示如圖所示, ,在電容器充、在電容器充、放電的時(shí)候，不僅導(dǎo)體中的電流要產(chǎn)生放電的時(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磁場(chǎng)，而且在電容器兩極板間周期性變化著的電場(chǎng)周圍也要產(chǎn)生磁場(chǎng)化著的電場(chǎng)周圍也要產(chǎn)生磁場(chǎng). .大膽的假說：大膽的假說：變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)場(chǎng)BiE增大B麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的理解麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的理解: :恒定恒定的電場(chǎng)不產(chǎn)生磁場(chǎng)的電場(chǎng)不產(chǎn)生磁場(chǎng)恒定恒定的磁場(chǎng)不產(chǎn)生電場(chǎng)的磁場(chǎng)不產(chǎn)生電場(chǎng)均勻變化均勻變化的電場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生的電場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生恒恒定定的磁場(chǎng)的磁場(chǎng)均勻變化均勻變化的磁場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生的磁場(chǎng)在周圍

4、空間產(chǎn)生恒恒定定的電場(chǎng)的電場(chǎng)振蕩電場(chǎng)振蕩電場(chǎng)產(chǎn)生產(chǎn)生同頻率同頻率的的振蕩磁場(chǎng)振蕩磁場(chǎng)振蕩磁場(chǎng)振蕩磁場(chǎng)產(chǎn)生產(chǎn)生同頻率同頻率的的振蕩電場(chǎng)振蕩電場(chǎng)非均非均勻變勻變化磁化磁場(chǎng)場(chǎng)激激發(fā)發(fā)變化電場(chǎng)變化電場(chǎng)均均勻勻變變化化激激發(fā)發(fā)穩(wěn)穩(wěn)定定磁磁場(chǎng)場(chǎng)不不在在激激發(fā)發(fā)非非均均勻勻變變化化激激發(fā)發(fā)變化磁場(chǎng)變化磁場(chǎng)均勻變化均勻變化激激發(fā)發(fā)穩(wěn)定電場(chǎng)穩(wěn)定電場(chǎng)非均勻變化非均勻變化電場(chǎng)和磁場(chǎng)的變化關(guān)系電場(chǎng)和磁場(chǎng)的變化關(guān)系電磁場(chǎng)電磁場(chǎng): : 如果在空間某區(qū)域中有周如果在空間某區(qū)域中有周期性變化的電場(chǎng)期性變化的電場(chǎng), ,那么這個(gè)變化的那么這個(gè)變化的電場(chǎng)就在它周圍空間產(chǎn)生周期性變電場(chǎng)就在它周圍空間產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng)化的磁場(chǎng); ;

5、這個(gè)變化的磁場(chǎng)又在它這個(gè)變化的磁場(chǎng)又在它周圍空間產(chǎn)生新的周期性變化的電周圍空間產(chǎn)生新的周期性變化的電場(chǎng)場(chǎng), ,變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)是相互聯(lián)變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)是相互聯(lián)系著的系著的, ,形成不可分割的統(tǒng)一體形成不可分割的統(tǒng)一體, ,這這就是就是電磁場(chǎng)電磁場(chǎng)3 3偉大的預(yù)言偉大的預(yù)言電磁波電磁波麥克斯韋推斷：如果在空間某區(qū)域麥克斯韋推斷：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)又引起新的變場(chǎng)；這個(gè)變化的磁場(chǎng)又引起新的變化的電場(chǎng)化的電場(chǎng)于是，變化的電場(chǎng)和于是，變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)交

6、替產(chǎn)生，由近及遠(yuǎn)地變化的磁場(chǎng)交替產(chǎn)生，由近及遠(yuǎn)地向周圍傳播一個(gè)偉大的預(yù)言誕生向周圍傳播一個(gè)偉大的預(yù)言誕生了了空間可能存在電磁波空間可能存在電磁波 二、電磁波的特點(diǎn)：二、電磁波的特點(diǎn)：1電磁波是橫波電磁波在真電磁波是橫波電磁波在真空中傳播時(shí)，它的電場(chǎng)強(qiáng)度空中傳播時(shí)，它的電場(chǎng)強(qiáng)度E與與磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B相互垂直，而且二相互垂直，而且二者均與波的傳播方向垂直如圖者均與波的傳播方向垂直如圖所示所示二、電磁波的特點(diǎn)：二、電磁波的特點(diǎn)：2電磁波中的電磁波中的E和和B這兩個(gè)物理量這兩個(gè)物理量隨時(shí)間和空間做周期性的變化隨時(shí)間和空間做周期性的變化3電磁波的速度等于光速電磁波的速度等于光速c！4光的本質(zhì)是電磁

7、波光的本質(zhì)是電磁波5電磁波能產(chǎn)生反射、折射、干涉、電磁波能產(chǎn)生反射、折射、干涉、偏振和衍射等現(xiàn)象偏振和衍射等現(xiàn)象 三、電磁波的實(shí)驗(yàn)證明三、電磁波的實(shí)驗(yàn)證明1 1、赫茲的電火花實(shí)驗(yàn)原理圖、赫茲的電火花實(shí)驗(yàn)原理圖L接收線圈發(fā) 射電路電磁波ECKAB2 2實(shí)驗(yàn)原理：實(shí)驗(yàn)原理：當(dāng)開關(guān)當(dāng)開關(guān)K K突然斷開時(shí)，感突然斷開時(shí)，感應(yīng)線圈兩端產(chǎn)生高壓，金屬桿應(yīng)線圈兩端產(chǎn)生高壓，金屬桿A A、B B兩端兩端的金屬球間的空氣被擊穿而產(chǎn)生電火花，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)射電流，火花放電是間歇性的，因此發(fā)射電

8、路就間歇性的發(fā)射出電磁波，接收金電路就間歇性的發(fā)射出電磁波，接收金屬線圈兩端的金屬球也跳出電火花，說屬線圈兩端的金屬球也跳出電火花，說明接收線圈接收到了電磁波。明接收線圈接收到了電磁波。3 3實(shí)驗(yàn)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)結(jié)論：證明電磁波存在，為麥證明電磁波存在，為麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論奠定了堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)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)?；A(chǔ)。4 4、其它結(jié)論、其它結(jié)論赫茲觀察到了電磁波的反射赫茲觀察到了電磁波的反射, ,折射折射, ,干涉干涉, ,偏振和衍射等現(xiàn)象偏振和衍射等現(xiàn)象. .他還測(cè)量出電磁波和光有相同他還測(cè)量出電磁波和光有相同的速度的速度. .這樣赫茲證實(shí)了麥克斯韋關(guān)于這樣赫茲證實(shí)了麥克斯韋關(guān)于

9、光的電磁理論光的電磁理論. .再見再見2021/4/20179、 人的價(jià)值，在招收誘惑的一瞬間被決定。2022-3-62022-3-6Sunday, March 06, 202210、低頭要有勇氣，抬頭要有低氣。2022-3-62022-3-62022-3-63/6/2022 1:46:19 AM11、人總是珍惜為得到。2022-3-62022-3-62022-3-6Mar-226-Mar-2212、人亂于心，不寬余請(qǐng)。2022-3-62022-3-62022-3-6Sunday, March 06, 202213、生氣是拿別人做錯(cuò)的事來(lái)懲罰自己。2022-3-62022-3-62022-3-62022-3-63/6/202214、抱最大的希望，作最大的努力。2022年3月6日星期日2022-3-62022-3-62022-3-615、一個(gè)人炫耀什么，說明他內(nèi)心缺少什么。2