2019版高中物理4.1电磁波的发现课件新人教版选修.pptx

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1、第四章电磁波及其应用一、电磁波的发现1.理解麦克斯韦电磁场理论的两个支柱:变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场。了解变化的电场和磁场相互联系形成统一的电磁场。2.了解电磁场在空间传播形成电磁波。3.了解麦克斯韦电磁场理论以及赫兹实验在物理学发展中的贡献。体会两位科学家研究物理问题的思想方法。一二三一、伟大的预言1.变化的磁场产生电场(1)在变化的磁场中如果有闭合的回路,由于磁通量的变化产生了感应电流,表明变化的磁场产生了电场。(2)变化的磁场中如果没有闭合回路,也同样要在空间产生电场。2.变化的电场产生磁场如果在空间有变化的电场,那么这个变化的电场也会产生磁场。一二三二

2、、电磁波1.变化的电场和磁场交替产生由近及远地传播,这种电场和磁场的传播是一种波动过程,这就是电磁波。“为了您和他人的安全,请您不要在飞机上使用手机和手提电脑。”这句提示语乘过飞机的人都听过。请问为什么在飞机上不能使用手机和手提电脑(包括游戏机)?提示:因为地面控制系统对飞机的控制是通过电磁波进行的,而手机和手提电脑能够产生电磁波,会产生干扰,影响飞行安全。2.电磁波是一种特殊的物质,可以在真空中传播,它的传播速度等于光速。3.光也是一种电磁波。一二三三、赫兹的电火花这个实验现象证实了电磁波的存在及麦克斯韦的电磁理论的正确性。一二一、对麦克斯韦电磁场理论的理解1.变化的磁

3、场能够在周围空间产生电场,变化的电场能够在周围空间产生磁场。均匀变化的磁场产生稳定的电场,均匀变化的电场产生稳定的磁场。“均匀变化”指的是在相等时间内磁感应强度(电场强度)的变化量相等,或者说磁感应强度(电场强度)对时间的变化率为一定值。不均匀变化的磁场产生变化的电场,不均匀变化的电场产生变化的磁场。2.周期性变化的磁场产生同频率的周期性电场,振荡的(周期性变化的)电场产生同频率的振荡磁场。3.变化的电场和变化的磁场总是相互联系着的,形成一个不可分离的统一体,这就是电磁场。一二特别提醒变化的磁场产生的电场叫感应电场或涡旋电场,与自由电荷激发的静电场不同,它的存在与空间有无

4、导体或电路是否闭合无关。一二二、对电磁波的认识1.电磁波是横波,在传播方向上,任意一点的E和B都随时间按正弦规律变化,E和B彼此垂直,且与电磁波的传播方向垂直。2.电磁场中储存电磁能,电磁波的发射过程就是辐射能量的过程。3.只有周期性变化的电场和磁场相互激发才能形成电磁波。4.电磁波可以在真空中传播,因为电磁波本身就是一种物质——场物质,所以传播时不再需要其他介质。任何频率的电磁波在真空中的传播速度都等于光在真空中的速度,即c=3.0×108m/s,电磁波传播虽然不需要介质,但在其他介质中的速度都比在真空中的小。5.电磁波能产生反射、折射、干涉、衍射和偏振等现象。一二特别

5、提醒(1)麦克斯韦不仅预言了电磁波的存在,而且揭示了电、磁、光现象在本质上的统一。(2)赫兹用实验证明了电磁波的存在,并研究了电磁波的反射、折射、干涉、衍射和偏振等现象,证明了电磁波与光具有相同的性质,测出了电磁波在真空中的传播速度与光速c相同。类型一类型二麦克斯韦电磁场理论【例1】关于电磁场理论,下列说法正确的是()A.在电场周围一定产生磁场,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,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.周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场解析:根据麦克斯韦的电磁场理论,只有变化的电场

6、周围才产生磁场,所以A项错。而非均匀变化的电场产生变化的磁场,均匀变化的电场周围产生恒定的磁场,所以选项B、C错。答案:D类型一类型二题后反思本题考查麦克斯韦电磁场理论,电场的变化是均匀的还是非均匀的是解决此题的关键,只有周期性变化的电场或磁场才能产生电磁波。类型一类型二对电磁波的认识【例2】下列关于电磁波的说法,正确的是()A.只要电场和磁场发生变化,就能产生电磁波B.电磁波传播需要介质C.停止发射电磁波,发射出去的电磁波仍能独立存在D.电磁波的应用之一是电磁起重机解析:对电磁波的产生机制及传播途径要搞清,如果电场(或磁场)是均匀变化的,产生的磁场(或电场)是恒定的,就

7、不能产生新的电场(或磁场),也就不能产生电磁波。电磁波不同于机械波,它的传播不需要介质,故A、B错,C对;电磁起重机利用的是电流的磁效应,故D错。答案:C类型一类型二题后反思电磁场、电磁波是一种客观存在,是物质的,应建立场的物质性的概念。