1　电磁波的发现 (3).ppt

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1、第十四章电磁波课堂导入：议一议小明的姐姐在外地工作,后天奶奶就要过70岁生日了,如果你是小明,你如何用最快的方法通知姐姐赶回来呢?a.在古代的时候………………b.在上世纪50年代………………c.在21世纪的今天………………§14.1电磁波的发现中国“天眼”FAST本节教学内容1．知道麦克斯韦电磁场理论的重要地位。2．知道麦克斯韦电磁场理论的主要内容。3．知道电磁波的特点。4．知道赫兹实验及其重要意义。●教学目标●教学重点与难点点1.电磁场理论的内容2.电磁波的特二、交变电流的产生及变化规律一、电磁

2、波的发现电磁波看不见、摸不着，怎么知道它真实存在呢？又是如何产生的呢？★电磁波发现的背景1.麦克斯韦少年时在数学上极有天赋。2.麦克斯韦受到法拉第巨大的激励。3.前人工作的成果是麦克斯韦取得成功的基石。麦克斯韦（J.C.Maxwell,1831—1879)英国物理学家。韦伯穿过一个又一个欧姆。把回音带给我──“我是你忠实而又真诚的法拉，充电到一个伏特，表示对你的爱。——麦克斯韦当时电磁学已经建立了四大定律：19世纪50－60年代，无论是实验上还是理论上都为麦克斯韦建立统一的电磁场理论作好了充分的准

3、备。高斯定律库仑定律法拉弟电磁感应定律安培定律观察分析：麦克斯韦认为变化的磁场在线圈中产生电场，正是这种电场(涡旋电场)在线圈中驱使自由电子做定向的移动，引起了感应电流。●变化的磁场产生电场①均匀变化的磁场产生稳定的电场EtOBtO②振荡磁场产生振荡电场。（非均匀变）tBOEOt正弦曲线振荡磁场振荡电场E与B频率相同麦克斯韦相信自然规律的统一性与和谐性，相信电场与磁场具有对称之美。他大胆地假设：变化的电场就像导线中电流一样，会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。●变化的电场产生磁场现象：变化的电

4、场周围小磁针发生摆动观察①均匀变化的电场产生稳定的磁场BtOEtO②振荡电场产生振荡磁场。（非均匀变）tEOBOt正弦曲线振荡电场振荡磁场B与E频率相同麦克斯韦根据自己的理论进一步预言，如果在空间某域中有周期性变化的电场，那么，这个变化的电场就在它周围空间产生周期性变化的磁场，这个变化的磁场又在它周围空间产生新的周期性变化的电场……。可见，变化的电场和变化的磁场是相互联系的，形成一个不可分离的统一体，这就是电磁场。由近及远的传播形成电磁波。麦克斯韦伟大预言——电磁场、电磁波BBEEEE①电磁场由产

5、生区域向外传播就形成了电磁波，不需要传播介质,可以在真空中传播。②电磁波传播的速度等于光速。光是一种电磁波。③电磁波在空间传播时，在任一位置上（或任一时刻）E、B、v三矢量相互垂直。电磁波是横波。电磁波的特点例题1根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是（）A、在电场周围一定产生磁场，在磁场周围一定产生电场B、在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化的电场C、均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场D、振荡的电场周围一定产生同频率变化的磁场D麦克斯韦是继法拉第之后，集电磁学

6、大成的伟大科学家。他依据库仑、高斯、欧姆、安培、毕奥、萨伐尔、法拉第等前人的一系列发现和实验成果，建立了第一个完整的电磁理论体系，不仅科学地预言了电磁波的存在，而且揭示了光、电、磁现象的本质的统一性，完成了物理学的又一次大综合。这一理论自然科学的成果，奠定了现代的电力工业、电子工业和无线电工业的基础。5G时代二、电磁波的验证——赫兹的电火花赫兹（H.R.Hertz,1857-1894）在麦克斯韦逝世9年后由赫兹通过实验证实了电磁波的存在。捕捉电磁波赫兹生平（HeinrichRudolfHertz1

7、857~1894）赫兹是德国物理学家，1857年2月22日出生于汉堡。在求学时代，他就被光学和力学实验所吸引。1878年转入柏林大学，1879年在物理竞赛中成绩出众，获金质奖章，第二年获博士学位，当了亥姆霍兹的助手。1885年任卡尔斯鲁高等工业学院物理学教授，1889年接替克劳修斯任波恩大学理论物理学教授，同年当选为柏林科学院通讯院士。赫兹在物理学上最主要的贡献是用实验成功地证明了电磁波的存在，并且完善了麦克斯韦的电磁场理论之后，赫兹又设计实验，利用一块锌板反射电磁波，并利用入射波和反射波叠加后产

8、生的驻波波长和发生器振荡频率计算出电磁波的波速。最后的计算结果与麦克斯韦预料的完全相同——等于光速。赫兹还通过实验确认电磁波是横波，具有光波的一切特征：能产生反射、折射、衍射、干涉和有偏振性，从而全面验证了光的电磁理论的正确性。1890年以后，赫兹整理了麦克斯韦的理论，进一步完善了麦克斯韦方程组，使其更加优美、对称，成为麦克斯韦方程组的现代形式。赫兹还首先发现了光电效应现象，这一发现后来成为爱因斯坦建立光量子理论的实验基础。赫兹因骨癌于1894年元旦过早地逝世，年仅37岁.他的导师