高中物理教科版高中選修第三章電磁振蕩電磁波電磁場(chǎng)和電磁波

知道是誰(shuí)最早發(fā)現(xiàn)的電磁波嗎！麥克斯韋是繼法拉第之后，依據(jù)庫(kù)侖、高斯、歐姆、安培、畢奧、薩伐爾、法拉第等前人的一系列發(fā)現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)成果，建立了第一個(gè)完整的電磁理論體系的人，不僅科學(xué)地預(yù)言了電磁波的存在，而且揭示了光、電、磁現(xiàn)象的本質(zhì)的統(tǒng)一性，完成了物理學(xué)的又一次大綜合。這一理論科學(xué)的成果，奠定了現(xiàn)代的電力工業(yè)、電子工業(yè)和無(wú)線(xiàn)電工業(yè)的基礎(chǔ)。英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋（J.C.Maxwell,1831—1879)力學(xué)電磁學(xué)奠基者伽利略法拉第集大成者牛頓麥克斯韋

奧斯特電流的磁效應(yīng)

法拉第電磁感應(yīng)現(xiàn)象一、麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論——1.變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)裝置如圖所示，當(dāng)穿過(guò)螺線(xiàn)管的磁場(chǎng)隨時(shí)間變化時(shí)，上面的線(xiàn)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。線(xiàn)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(xiàn)圈中產(chǎn)生電場(chǎng)，正是這種電場(chǎng)(渦旋電場(chǎng))在線(xiàn)圈中驅(qū)使自由電子做定向的移動(dòng)，引起了感應(yīng)電流。

總結(jié)：麥克斯韋認(rèn)為線(xiàn)圈只不過(guò)用來(lái)顯示電場(chǎng)的存在，線(xiàn)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)。如果用不導(dǎo)電的塑料繞制線(xiàn)圈，線(xiàn)圈中還會(huì)有電流、電場(chǎng)嗎？想象線(xiàn)圈不存在時(shí)線(xiàn)圈所在處的空間還有電場(chǎng)嗎？一、麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論——1.變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)①均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)EtOBtO②周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩電場(chǎng)tBOEOt正弦曲線(xiàn)振蕩磁場(chǎng)振蕩電場(chǎng)E與B頻率相同一、麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論——1.變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)麥克斯韋經(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)。一、麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論——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)？

①均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)BtOEtO②周期性變化的電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場(chǎng)tEOBOt正弦曲線(xiàn)振蕩電場(chǎng)振蕩磁場(chǎng)B與E頻率相同一、麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論——2.變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)二、電磁波思考與討論如果一個(gè)變化的電場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)變化的磁場(chǎng)，那么下面還要發(fā)生什么現(xiàn)象呢？變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)總是相互聯(lián)系的，它們形成一個(gè)不可分離的統(tǒng)一場(chǎng)，這就是電磁場(chǎng)。1、電磁場(chǎng)EOttBOtBO二、電磁波BBEEEE電磁場(chǎng)在空間中由近及遠(yuǎn)的傳播，形成電磁波。2、電磁波3、電磁波的特點(diǎn)：（1）電磁波中的電場(chǎng)和磁場(chǎng)互相垂直，電磁波在與二者均垂直的方向傳播，所以電磁波是橫波。

E⊥B⊥V二、電磁波波速：v=λ/T=λf3、電磁波的特點(diǎn)：二、電磁波（3）電磁波的頻率由振源決定，同一電磁波在不同介質(zhì)中傳播，v和λ變化，v介<c（2）電磁波可以在真空中傳播速度等于光速c=3×108m/s（5）電磁波具有波的共性，能發(fā)生反射、折射、干涉、衍射、多普勒效應(yīng)和偏振現(xiàn)象。（6）電磁波有能量。（4）不同電磁波在同一介質(zhì)中傳播，速度不同，f越高，v越小；f越低，v越大二、電磁波4、電磁波的預(yù)言與證實(shí)赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)電磁波的存在現(xiàn)象：當(dāng)感應(yīng)圈兩個(gè)金屬球間有火花跳過(guò)時(shí)，立刻產(chǎn)生一個(gè)交變電磁場(chǎng)，形成電磁波在空間傳播，經(jīng)過(guò)導(dǎo)線(xiàn)環(huán)時(shí)激發(fā)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，使得導(dǎo)線(xiàn)環(huán)中也產(chǎn)生了火花。二、電磁波[傳播條件]機(jī)械波傳播需要介質(zhì)，而電磁波不需要介質(zhì)也能傳播。[傳播規(guī)律]都遵循“v=λf=λ/T”這個(gè)關(guān)系式；且電磁波也能發(fā)生反射、折射、衍射、干涉等現(xiàn)象。[傳播本質(zhì)]機(jī)械波傳播的是機(jī)械能，電磁波傳播的是電磁能。二、電磁波5、電磁波與機(jī)械波有何區(qū)別呢？二、電磁波生活中哪些物體可以發(fā)射電磁波呢？課后活動(dòng)典例分析例1、按照麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，以下說(shuō)法中正確的是（

）A、恒定的磁場(chǎng)在周?chē)a(chǎn)生恒定的電場(chǎng)B、變化的磁場(chǎng)在周?chē)a(chǎn)生變化的電場(chǎng)C、均勻變化的磁場(chǎng)在周?chē)a(chǎn)生均勻變化的電場(chǎng)D、均勻變化的磁場(chǎng)在周?chē)a(chǎn)生恒定的電場(chǎng)均勻變化的磁場(chǎng)（電場(chǎng)）產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)（磁場(chǎng)）D典例分析例2、關(guān)于電磁波，下列說(shuō)法中正確的是（）A、均勻變化的電場(chǎng)和均勻變化的磁場(chǎng)互相激發(fā)，由產(chǎn)生處向遠(yuǎn)處傳播形成電磁波B、振蕩電場(chǎng)和振蕩磁場(chǎng)互相激發(fā)，由產(chǎn)生處向遠(yuǎn)處傳播形成電磁波C、電磁波的振蕩電場(chǎng)和振蕩磁場(chǎng)方向互相垂直，且與傳播方向互相垂直D、電磁波能夠發(fā)生反射、干涉、衍射、偏振現(xiàn)象恒定的磁場(chǎng)，不再繼續(xù)激發(fā)電場(chǎng)，形不成電磁波BCD橫波典例分析例3、比較電磁波和機(jī)械波，下列說(shuō)法中正確的是（

）A、電磁波和機(jī)械波都可以在真空中傳播B、電磁波和機(jī)械波都是傳遞能量的一種形式C、電磁波和機(jī)械波都能產(chǎn)生反射、干涉、衍射、偏振現(xiàn)象D、電磁波和聲波都是縱波機(jī)械波只能在介質(zhì)中傳播電磁波是橫波，聲波是縱波BC典例分析例4、任何電磁波在真空中都具有相同的（

）A、頻率B、波長(zhǎng)C、波速D、能量C課堂小結(jié)1、麥克斯韋