41電磁波的發(fā)現(xiàn)PPT課件新人教版選修11

1、新課標人教版課件系列高中物理選修選修1-1 1-1 凱里一中凱里一中 劉濤劉濤4.1電磁波的發(fā)現(xiàn)教學目標教學目標 知識與能力：知識與能力： 1、理解麥克斯韋電磁場理論的兩個支柱：變化的磁場產(chǎn)生電場、變化的電場產(chǎn)生磁場。了解變化的電場和磁場相互聯(lián)系形成同一的電磁場。 2、了解電磁場在空間傳播形成電磁波。 3、了解麥克斯韋電磁場理論以及赫茲實驗在物理學發(fā)展中的貢獻。體會兩位科學家研究物理問題的思想方法。 教學重點：教學重點： 理解麥克斯韋電磁場理論；電磁場在空間傳播形成電磁波 教學難點：教學難點： 電磁場在空間傳播形成電磁波偉大的預言偉大的預言一、麥克斯韋的電磁場理論要點一、麥克斯韋的電磁場理論要

2、點偉大的預言偉大的預言 1、變化的磁場產(chǎn)生電場變化的磁場產(chǎn)生電場 演示實驗 裝置如圖所示，當穿過螺線管的磁場隨時間裝置如圖所示，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。起感應電流使燈泡發(fā)光。 法拉第發(fā)現(xiàn)的法拉第發(fā)現(xiàn)的 （1）線圈中產(chǎn)生感應電動勢說明了什么？）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，麥克斯韋認為變化的磁場在線圈中產(chǎn)生電場，正是這種電場正是這種電場( (渦旋電場渦旋電場) )在線圈中驅使自由在線圈中驅使自由電子做定向的移動，引起了感應電流電子做定向的移動，引起了感應電

3、流。 （2）如果用不導電的塑料線繞制線圈，線圈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？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想象線圈不存在時線圈所在處的空間還有電場嗎？有電場嗎？ 有有 ！ （4 4）總結總結：麥克斯韋認為麥克斯韋認為線圈線圈只不過用來只不過用來顯顯示電場的存在示電場的存在，線圈不存在時，線圈不存在時，變化的磁場變化的磁場同樣在周圍空間產(chǎn)生電場，同樣在周圍空間產(chǎn)生電場，即這是一種普遍即這是一種普遍存在的現(xiàn)象，存在的現(xiàn)象，跟閉合電路是否存在無關跟閉合電路是否存在無關。 2變化的電場產(chǎn)生磁場變化的電場產(chǎn)生磁場 既然既然變化

4、的磁場能夠在空間產(chǎn)生電場，那變化的磁場能夠在空間產(chǎn)生電場，那么，變化的電場么，變化的電場能不能夠能不能夠在空間產(chǎn)生磁場？在空間產(chǎn)生磁場？ 麥克斯韋相信自然界規(guī)麥克斯韋相信自然界規(guī)律的統(tǒng)一與和諧，相信電場律的統(tǒng)一與和諧，相信電場與磁場具有對稱之美。他大與磁場具有對稱之美。他大膽地提出的相似和聯(lián)系。經(jīng)膽地提出的相似和聯(lián)系。經(jīng)過反復思考提出過反復思考提出假設假設：變化變化的電場也相當于一種電流，的電場也相當于一種電流，也在空間產(chǎn)生磁場，也在空間產(chǎn)生磁場，即變化即變化的電場在空間產(chǎn)生磁場。的電場在空間產(chǎn)生磁場。二電磁場、電磁波 1、電磁場、電磁場 麥克斯韋根據(jù)自己的理論進一步預言，如果麥克斯韋根據(jù)自己

5、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，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間產(chǎn)生新的周期性變化的電場?？梢?，?？梢?，變化的電場和變化的磁場是相互聯(lián)系的，變化的電場和變化的磁場是相互聯(lián)系的，形形成一個不可分離的統(tǒng)一體，這就是電磁場成一個不可分離的統(tǒng)一體，這就是電磁場。2、電磁波、電磁波（1 1）變化的電場和變化的磁場交替產(chǎn)生，由）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

6、間以近及遠地傳播。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。一定的速度傳播的過程叫做電磁波。（2 2）電磁波與機械波不同，不需要介質，可電磁波與機械波不同，不需要介質，可以在真空中傳播。電磁波的速度等于光速！以在真空中傳播。電磁波的速度等于光速！光是以波動形式傳播的一種電磁振動光是以波動形式傳播的一種電磁振動 3、電磁場和電磁波理論的、電磁場和電磁波理論的理解理解 （1）均勻均勻變化的磁場，變化的磁場，產(chǎn)生穩(wěn)定產(chǎn)生穩(wěn)定的電場，均勻變化的電場，的電場，均勻變化的電場，產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場。這里的產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場。這里的“均勻變化均勻變化”指在相等時間內磁感指在相等時間內磁感應強度應強度(或

7、電場強度或電場強度)的變化量相等，或者說磁感應強度的變化量相等，或者說磁感應強度(或電或電場強度場強度)對時間變化率一定。對時間變化率一定。 （2）非均勻非均勻變化的磁場變化的磁場產(chǎn)生變化產(chǎn)生變化的電場，不均勻變化的電的電場，不均勻變化的電場產(chǎn)生變化的磁場場產(chǎn)生變化的磁場 （3 3）振蕩的振蕩的( (即周期性變化的即周期性變化的) )磁場磁場產(chǎn)生同頻率的振蕩產(chǎn)生同頻率的振蕩電場，電場，振蕩的電場產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場。振蕩的電場產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場。 （4）變化的電場和變化的磁場總是相互聯(lián)系著，形成一個變化的電場和變化的磁場總是相互聯(lián)系著，形成一個不可分離的統(tǒng)一體，這就是不可分離的統(tǒng)一體，這就是

8、電磁場電磁場，向周圍空間傳播這就是，向周圍空間傳播這就是電磁波電磁波。三赫茲的電火花三赫茲的電火花 1 1、麥克斯韋英年早逝，沒有見到科學實驗對、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。公認的真理，這是赫茲的功勞。 2 2、赫茲的實驗：、赫茲的實驗： 2 2、赫茲的實驗：、赫茲的實驗：小結小結一、一、 麥克斯韋電磁場理論麥克斯韋電磁場理論1 1變化的磁場產(chǎn)生電場變化的磁場產(chǎn)生電場2 2變化的電場產(chǎn)生磁場變化的電場產(chǎn)生磁場3 3電磁場電磁場傳播傳播電磁波電磁波4 4、電磁波不需介質，以光速傳播。、

9、電磁波不需介質，以光速傳播。二、赫茲證實：二、赫茲證實：1 1、電磁場、電磁波的存在。、電磁場、電磁波的存在。2 2、電磁波能反射、折射、干涉、衍射和偏振等現(xiàn)、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。象，證明了電磁波與光具有相同的性質?！揪毩暋?1根據(jù)麥克斯韋電磁理論，下列說法中正確的是根據(jù)麥克斯韋電磁理論，下列說法中正確的是a變化的電場一定產(chǎn)生變化的磁場變化的電場一定產(chǎn)生變化的磁場b均勻變化的電場一定產(chǎn)生均勻變化的磁場均勻變化的電場一定產(chǎn)生均勻變化的磁場c穩(wěn)定的電場一定產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場穩(wěn)定的電場一定產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場d振蕩的電場一定產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場。振蕩的

10、電場一定產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場。答案答案:d2.下列說法正確的是( ) a.恒定電流能夠在周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場 b.穩(wěn)定電場能夠在周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場 c.均勻變化的電場能夠在周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定 的磁場 d.均勻變化的電場和磁場相互激發(fā)，形成由 近及遠的電磁波ac3.3.當電磁波的頻率增加時，它在真空中的速度將當電磁波的頻率增加時，它在真空中的速度將( )( ) a. a.減小減小 b.b.增大增大 c.c.不變不變 d.d.減小、增大和不變均有可能減小、增大和不變均有可能4.關于電磁波的傳播速度，以下敘述正確的是關于電磁波的傳播速度，以下敘述正確的是( ) a.波長越長，傳播速度越快波長越長

11、，傳播速度越快 b.頻率越高，傳播速度越快頻率越高，傳播速度越快 c.發(fā)射量越大，傳播速度越快發(fā)射量越大，傳播速度越快 d.所有電磁波在真空中的傳播速度都一樣大所有電磁波在真空中的傳播速度都一樣大cd課堂練習和課外作業(yè)課堂練習和課外作業(yè)課堂練習：課堂練習： p p8080問題與練習問題與練習 1-41-4課外作業(yè)課外作業(yè)： 作業(yè)本作業(yè)本p p4444 1-71-7選修選修1-1 第四章第四章 電磁波及其應用電磁波及其應用問題與練習一問題與練習一 電磁波的發(fā)現(xiàn)電磁波的發(fā)現(xiàn) 1答：麥克斯韋從法拉第電磁感應現(xiàn)象認識到變化的磁場答：麥克斯韋從法拉第電磁感應現(xiàn)象認識到變化的磁場能夠產(chǎn)生電場。能夠產(chǎn)生電場

12、。 麥克斯韋確信自然界規(guī)律的統(tǒng)一與和諧，相信電場與磁場有麥克斯韋確信自然界規(guī)律的統(tǒng)一與和諧，相信電場與磁場有對稱之美。他認為；既然變化的磁場能夠空間產(chǎn)生電場，那么變對稱之美。他認為；既然變化的磁場能夠空間產(chǎn)生電場，那么變化的電場也能夠在空間產(chǎn)生磁場?；碾妶鲆材軌蛟诳臻g產(chǎn)生磁場。 2答：麥克斯韋關于電磁場理論的兩大支柱是答：麥克斯韋關于電磁場理論的兩大支柱是：（1）變化的磁場能夠在空間產(chǎn)生電場，）變化的磁場能夠在空間產(chǎn)生電場，（2）變化的電場也能夠在空間產(chǎn)生磁場。）變化的電場也能夠在空間產(chǎn)生磁場。 根據(jù)上述兩個基本論點，麥克斯韋進一步推斷：根據(jù)上述兩個基本論點，麥克斯韋進一步推斷： 如果在空間

13、某區(qū)域有不均勻變化的電場，那么這個變化的電如果在空間某區(qū)域有不均勻變化的電場，那么這個變化的電場就在空間引起變化的磁場；這個變化的磁場又會引起新的變化場就在空間引起變化的磁場；這個變化的磁場又會引起新的變化的電場和磁場的電場和磁場于是，變化的電場和磁場交替產(chǎn)生，形成懷近于是，變化的電場和磁場交替產(chǎn)生，形成懷近及遠的電磁波。及遠的電磁波。選修選修1-1 第四章第四章 電磁波及其應用電磁波及其應用問題與練習一問題與練習一 電磁波的發(fā)現(xiàn)電磁波的發(fā)現(xiàn)3答：可以。赫茲用電火花實驗，已經(jīng)證實了答：可以。赫茲用電火花實驗，已經(jīng)證實了電磁波的存在。電磁波的存在。4答：電磁波的發(fā)現(xiàn)和和驗證是人類走向現(xiàn)代答：電磁波的發(fā)現(xiàn)和和驗證是人類走向現(xiàn)代文明的里程碑，是現(xiàn)代通信設備廣泛應用的基礎。正文明的里程碑，是現(xiàn)代通信設備廣泛應用的基礎。正是電磁波的發(fā)現(xiàn)才使人們告別了傳統(tǒng)落后的通信方式，是電磁波的發(fā)現(xiàn)才使人們告別了傳統(tǒng)落后的通信方式，享