電磁波的發(fā)現(xiàn)

關于電磁波的發(fā)現(xiàn)

奧斯特電流的磁效應

法拉第電磁感應現(xiàn)象第2頁,共36頁，2024年2月25日，星期天英國物理學家經(jīng)典電磁理論的奠基人。1831年6月13日出生于愛丁堡。15歲那年他的一篇關于卵形曲線畫法的論文發(fā)表在《愛丁堡皇家學會會刊》上，比笛卡爾的方法還簡便。16歲進入愛丁堡大學聽課，專攻數(shù)學，很重視實驗。19歲考入劍橋大學，23歲以優(yōu)異的成績畢業(yè)，并留校工作。29歲起任倫敦皇家學院物理學和天文學教授。1871年起負責籌劃卡文迪許實驗室。1879年因癌癥逝世，終年48歲。第3頁,共36頁，2024年2月25日，星期天偉大的預言

麥克斯韋的電磁場理論要點——偉大的預言

1、變化的磁場產(chǎn)生電場裝置如圖所示，當穿過螺線管的磁場隨時間變化時，上面的線圈中產(chǎn)生感應電動勢，引起感應電流使燈泡發(fā)光。第4頁,共36頁，2024年2月25日，星期天（1）線圈中產(chǎn)生感應電動勢說明了什么？麥克斯韋認為變化的磁場在線圈中產(chǎn)生電場，正是這種電場(渦旋電場)在線圈中驅使自由電子做定向的移動，引起了感應電流。（2）如果用不導電的塑料線繞制線圈，線圈中還會有電流、電場嗎？有電場、無電流。

（3）想象線圈不存在時線圈所在處的空間還有電場嗎？有

！第5頁,共36頁，2024年2月25日，星期天

總結：麥克斯韋認為線圈只不過用來顯示電場的存在，線圈不存在時，變化的磁場同樣在周圍空間產(chǎn)生電場，即這是一種普遍存在的現(xiàn)象，跟閉合電路是否存在無關。第6頁,共36頁，2024年2月25日，星期天恒定的磁場不產(chǎn)生電場均勻變化的磁場產(chǎn)生恒定的電場周期性變化的磁場產(chǎn)生同頻率的振蕩電場非均勻變化的磁場產(chǎn)生變化的電場一、麥克斯韋的電磁場理論1、變化的磁場產(chǎn)生電場EtOBtOtBOEOt正弦曲線振蕩磁場振蕩電場E與B頻率相同第7頁,共36頁，2024年2月25日，星期天2．變化的電場產(chǎn)生磁場既然變化的磁場能夠在空間產(chǎn)生電場，那么，變化的電場能不能夠在空間產(chǎn)生磁場？

麥克斯韋經(jīng)過反復思考提出假設：變化的電場也相當于一種電流，也在空間產(chǎn)生磁場，即變化的電場在空間產(chǎn)生磁場。第8頁,共36頁，2024年2月25日，星期天2、變化的電場產(chǎn)生磁場恒定的電場不產(chǎn)生磁場均勻變化的電場產(chǎn)生恒定的磁場周期性變化的電場產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場非均勻變化的電場產(chǎn)生變化的磁場第9頁,共36頁，2024年2月25日，星期天二．電磁場、1、電磁場麥克斯韋根據(jù)自己的理論進一步預言，如果在空間某域中有周期性變化的電場，那么，這個變化的電場就在它周圍空間產(chǎn)生周期性變化的磁場，這個變化的磁場又在它周圍空間產(chǎn)生新的周期性變化的電場……。可見，變化的電場和變化的磁場是相互聯(lián)系的，形成一個不可分離的統(tǒng)一體，這就是電磁場。第10頁,共36頁，2024年2月25日，星期天2、電磁波

變化的電場和變化的磁場交替產(chǎn)生，由近及遠地傳播。這種變化的電磁場在空間以一定的速度傳播的過程叫做電磁波。第11頁,共36頁，2024年2月25日，星期天2、電磁波的特點1）電磁波是橫波

E⊥B⊥V)計算滿足：v=λ/T=λf4)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<C3）電磁波可以在真空中傳播速度等于光速c=3×108m/s6）電磁波具有波的共性，能發(fā)生反射、折射、干涉、衍射、多普勒效應和偏振現(xiàn)象。7）電磁波有能量。5)不同電磁波在同一介質(zhì)中傳播，速度不同，f越高，v越??；f越低，v越大第12頁,共36頁，2024年2月25日，星期天三．赫茲的電火花1、麥克斯韋英年早逝，沒有見到科學實驗對電磁場理論的證明。把天才的預言變成世人公認的真理，這是赫茲的功勞。第13頁,共36頁，2024年2月25日，星期天3、赫茲用實驗證實電磁波的存在：令人振奮的電火花1）觀察到了電磁波的反射,折射,干涉,偏振和衍射等現(xiàn)象.2）還測量出光的λ和f，算出電磁波和光有相同的速度.3）奠定了無線電技術基礎赫茲在人類歷史上首先捕捉到了電磁波第14頁,共36頁，2024年2月25日，星期天第15頁,共36頁，2024年2月25日，星期天4.電磁波與機械波比較：1）傳播條件：2）傳播規(guī)律：3）傳播本質(zhì)：4）產(chǎn)生本質(zhì)不同：機械波傳播需要介質(zhì)，而電磁波不需要介質(zhì)也能傳播。都遵循“V=λf=λ/T”這個關系式；且電磁波也能發(fā)生反射、折射、衍射、干涉等現(xiàn)象。機械波傳播的是機械能，電磁波傳播的是電磁能。機械波是機械振動產(chǎn)生，電磁波是電磁振蕩產(chǎn)生。第16頁,共36頁，2024年2月25日，星期天四、麥克斯韋的電磁場理論的意義1、實現(xiàn)了電磁光的統(tǒng)一，被認為是19世紀科學史上最偉大的統(tǒng)一2、實現(xiàn)了從經(jīng)典物理學向現(xiàn)代物理學的重大轉折第17頁,共36頁，2024年2月25日，星期天電磁波譜：電磁波的頻率范圍很廣。按電磁波的波長或頻率大小的順序把他們排列成譜，叫做電磁波譜。第18頁,共36頁，2024年2月25日，星期天可見光（赤橙黃綠藍靛紫）紅外線無線電波紫外線X射線和γ射線（700nm>λ>400nm）（400nm>λ>5nm）λ小大（1mm>λ>700nm）（λ>1mm）（5nm>λ）第19頁,共36頁，2024年2月25日，星期天紅外線

是一種光波，λ比無線電波短，比可見光長。所有物體都輻射紅外線。主要作用是熱作用。人眼看不見紅外線。利用紅外線測量體溫第20頁,共36頁，2024年2月25日，星期天紅外線主要作用是熱作用，可以利用紅外線來加熱物體和進行紅外線遙感紅外線技術的應用注意:

烤箱中的紅光,不是紅外線,紅外線是看不見的.

利用紅外線檢測人體的健康狀態(tài)，本圖片是人體的背部熱圖，透過圖片可以根據(jù)不同顏色判斷病變區(qū)域．

紅外線衛(wèi)星云圖顯示一九九九年九月十六日臺風約克于清晨靠近香港時,中心的風眼清晰可見．第21頁,共36頁，2024年2月25日，星期天無線電波λ＞1㎜的電磁波。用通信和廣播。微波爐用的也是無線電波。電視塔能發(fā)射無線電波利用微波加熱第22頁,共36頁，2024年2月25日，星期天紫外線波長范圍在5---400nm的電磁波是紫外線。紫外線具有較高的能量。紫外線消毒紫外線驗鈔第23頁,共36頁，2024年2月25日，星期天X射線和γ射線波長比紫外線更短的電磁波就是X射線和γ射線X射線和γ射線的波長很短，具有很強的穿透性。第24頁,共36頁，2024年2月25日，星期天電磁波的能量電場是電荷周圍客觀存在的物質(zhì)磁場時客觀存在的物質(zhì)電磁波是客觀存在的物質(zhì)電磁波具有能量。第25頁,共36頁，2024年2月25日，星期天四、太陽輻射太陽輻射中含有可見光、紅外線、紫外線，同時還有X射線、γ射線、無線電波。太陽輻射的能量集中在可見光、紅外線和紫外線三個區(qū)域內(nèi)，如下圖。波長在黃綠光附近，輻射的能量最強。第26頁,共36頁，2024年2月25日，星期天小結一、麥克斯韋電磁場理論1．變化的磁場產(chǎn)生電場2．變化的電場產(chǎn)生磁場3．電磁場→傳播→電磁波4、電磁波不需介質(zhì)，以光速傳播。二、赫茲證實：1、電磁場、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)。第27頁,共36頁，2024年2月25日，星期天小結二、電磁波譜

1、電磁波譜：按電磁波的波長或頻率大小的順序把它們排列成譜，叫做電磁波譜2、波長從大到小的順序：無線電波、光波（紅外線、可見光、紫外線）、X射線、γ射線三、電磁波的能量 電磁波有能量。電磁波是一種物質(zhì)。四、太陽輻射 太陽輻射的能量集中在可見光、紅外線和紫外線三個區(qū)域。黃綠光附近，輻射的能量最強。第28頁,共36頁，2024年2月25日，星期天3、頻率(波長)不同的電磁波表現(xiàn)出作用不同．

紅外線主要作用是熱作用，可以利用紅外線來加熱物體和進行紅外線遙感；

紫外線主要作用是化學作用，可用來殺菌和消毒；

倫琴射線有較強的穿透本領，利用其穿透本領與物質(zhì)的密度有關，進行對人體的透視和檢查部件的缺陷；

γ射線的穿透本領更大，在工業(yè)和醫(yī)學等領域有廣泛的應用，如探傷，測厚或用γ刀進行手術．關于電磁波譜的幾點強調(diào)

返回第29頁,共36頁，2024年2月25日，星期天1、按照麥克斯韋的電磁場理論，以下說法中正確的是（）A、恒定的磁場在周圍產(chǎn)生恒定的電場B、變化的磁場在周圍產(chǎn)生變化的電場C、均勻變化的磁場在周圍產(chǎn)生均勻變化的電場D、均勻變化的磁場在周圍產(chǎn)生恒定的電場例與練均勻變化的磁場（電場）產(chǎn)生恒定的電場（磁場）D第30頁,共36頁，2024年2月25日，星期天2、按照麥克斯韋的電磁場理論，以下說法中正確的是（）A、振蕩的磁場在周圍產(chǎn)生恒定的電場B、振蕩的磁場在周圍產(chǎn)生均勻變化的電場C、振蕩的電場在周圍產(chǎn)生不同頻率的振蕩磁場D、振蕩的電場在周圍產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場例與練振蕩磁場（電場）產(chǎn)生同頻率的振蕩電場（磁場）D第31頁,共36頁，2024年2月25日，星期天3、關于電磁波，下列說法中正確的是A、均勻變化的電場和均勻變化的磁場互相激發(fā)，由產(chǎn)生處向遠處傳播形成電磁波B、振蕩電場和振蕩磁場互相激發(fā)，由產(chǎn)生處向遠處傳播形成電磁波C、電磁波的振蕩電場和振蕩磁場方向互相垂直，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)象例與練電磁波是橫波BCD第32頁,共36頁，2024年2月25日，星期天4、比較電磁波和機械波，下列說法中正確的是（）A、電磁波和機械波都可以在真空中傳播B、電磁波和機械波都是傳遞能量的一種形式C、電磁波和機械波都能產(chǎn)生反射、干涉、衍射、偏振現(xiàn)象D、電磁波和聲波都是縱波例與練機械波只能在介質(zhì)中傳播電磁波是橫波，聲波是縱波BC第33頁,共36頁，2024年2月25日，星期天5、任何電磁波在真空中都具有相同的（）

(A)