電磁波的發(fā)現(xiàn)

關(guān)于電磁波的發(fā)現(xiàn)

奧斯特電流的磁效應(yīng)

法拉第電磁感應(yīng)現(xiàn)象第2頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天英國(guó)物理學(xué)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(guān)于卵形曲線畫法的論文發(fā)表在《愛丁堡皇家學(xué)會(huì)會(huì)刊》上，比笛卡爾的方法還簡(jiǎn)便。16歲進(jìn)入愛丁堡大學(xué)聽課，專攻數(shù)學(xué)，很重視實(shí)驗(yàn)。19歲考入劍橋大學(xué)，23歲以優(yōu)異的成績(jī)畢業(yè)，并留校工作。29歲起任倫敦皇家學(xué)院物理學(xué)和天文學(xué)教授。1871年起負(fù)責(zé)籌劃卡文迪許實(shí)驗(yàn)室。1879年因癌癥逝世，終年48歲。第3頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天偉大的預(yù)言

麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論要點(diǎn)——偉大的預(yù)言

1、變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)裝置如圖所示，當(dāng)穿過(guò)螺線管的磁場(chǎng)隨時(shí)間變化時(shí)，上面的線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，引起感應(yīng)電流使燈泡發(fā)光。第4頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天（1）線圈中產(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)在線圈中產(chǎn)生電場(chǎng)，正是這種電場(chǎng)(渦旋電場(chǎng))在線圈中驅(qū)使自由電子做定向的移動(dòng)，引起了感應(yīng)電流。（2）如果用不導(dǎo)電的塑料線繞制線圈，線圈中還會(huì)有電流、電場(chǎng)嗎？有電場(chǎng)、無(wú)電流。

（3）想象線圈不存在時(shí)線圈所在處的空間還有電場(chǎng)嗎？有

！第5頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天

總結(jié)：麥克斯韋認(rèn)為線圈只不過(guò)用來(lái)顯示電場(chǎng)的存在，線圈不存在時(shí)，變化的磁場(chǎng)同樣在周圍空間產(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)。第6頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天恒定的磁場(chǎng)不產(chǎn)生電場(chǎng)均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩電場(chǎng)非均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生變化的電場(chǎng)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)EtOBtOtBOEOt正弦曲線振蕩磁場(chǎng)振蕩電場(chǎng)E與B頻率相同第7頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天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)？

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)。第8頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天2、變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)恒定的電場(chǎng)不產(chǎn)生磁場(chǎng)均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)周期性變化的電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場(chǎng)非均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)第9頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天二．電磁場(chǎng)、1、電磁場(chǎng)麥克斯韋根據(jù)自己的理論進(jìn)一步預(yù)言，如果在空間某域中有周期性變化的電場(chǎng)，那么，這個(gè)變化的電場(chǎng)就在它周圍空間產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng)，這個(gè)變化的磁場(chǎng)又在它周圍空間產(chǎn)生新的周期性變化的電場(chǎng)……?？梢?，變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)是相互聯(lián)系的，形成一個(gè)不可分離的統(tǒng)一體，這就是電磁場(chǎng)。第10頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天2、電磁波

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

E⊥B⊥V)計(jì)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(yīng)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越小；f越低，v越大第12頁(yè),共36頁(yè)，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(méi)有見到科學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)電磁場(chǎng)理論的證明。把天才的預(yù)言變成世人公認(rèn)的真理，這是赫茲的功勞。第13頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天3、赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)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(cè)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(wú)線電技術(shù)基礎(chǔ)赫茲在人類歷史上首先捕捉到了電磁波第14頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天第15頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天4.電磁波與機(jī)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(jī)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(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。機(jī)械波傳播的是機(jī)械能，電磁波傳播的是電磁能。機(jī)械波是機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生，電磁波是電磁振蕩產(chǎn)生。第16頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天四、麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論的意義1、實(shí)現(xiàn)了電磁光的統(tǒng)一，被認(rèn)為是19世紀(jì)科學(xué)史上最偉大的統(tǒng)一2、實(shí)現(xiàn)了從經(jīng)典物理學(xué)向現(xiàn)代物理學(xué)的重大轉(zhuǎn)折第17頁(yè),共36頁(yè)，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(zhǎng)或頻率大小的順序把他們排列成譜，叫做電磁波譜。第18頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天可見光（赤橙黃綠藍(lán)靛紫）紅外線無(wú)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(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天紅外線

是一種光波，λ比無(wú)線電波短，比可見光長(zhǎng)。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(cè)量體溫第20頁(yè),共36頁(yè)，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(lái)加熱物體和進(jìn)行紅外線遙感紅外線技術(shù)的應(yīng)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(cè)人體的健康狀態(tài)，本圖片是人體的背部熱圖，透過(guò)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(tái)風(fēng)約克于清晨靠近香港時(shí),中心的風(fēng)眼清晰可見．第21頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天無(wú)線電波λ＞1㎜的電磁波。用通信和廣播。微波爐用的也是無(wú)線電波。電視塔能發(fā)射無(wú)線電波利用微波加熱第22頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天紫外線波長(zhǎng)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(yàn)鈔第23頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天X射線和γ射線波長(zhǎng)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(zhǎng)很短，具有很強(qiáng)的穿透性。第24頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天電磁波的能量電場(chǎng)是電荷周圍客觀存在的物質(zhì)磁場(chǎng)時(shí)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(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天四、太陽(yáng)輻射太陽(yáng)輻射中含有可見光、紅外線、紫外線，同時(shí)還有X射線、γ射線、無(wú)線電波。太陽(yáng)輻射的能量集中在可見光、紅外線和紫外線三個(gè)區(qū)域內(nèi)，如下圖。波長(zhǎng)在黃綠光附近，輻射的能量最強(qiáng)。第26頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天小結(jié)一、麥克斯韋電磁場(chǎng)理論1．變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)2．變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)3．電磁場(chǎng)→傳播→電磁波4、電磁波不需介質(zhì)，以光速傳播。二、赫茲證實(shí)：1、電磁場(chǎng)、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(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天小結(jié)二、電磁波譜

1、電磁波譜：按電磁波的波長(zhǎng)或頻率大小的順序把它們排列成譜，叫做電磁波譜2、波長(zhǎng)從大到小的順序：無(wú)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(yáng)輻射 太陽(yáng)輻射的能量集中在可見光、紅外線和紫外線三個(gè)區(qū)域。黃綠光附近，輻射的能量最強(qiáng)。第28頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天3、頻率(波長(zhǎng))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(lái)加熱物體和進(jìn)行紅外線遙感；

紫外線主要作用是化學(xué)作用，可用來(lái)殺菌和消毒；

倫琴射線有較強(qiáng)的穿透本領(lǐng)，利用其穿透本領(lǐng)與物質(zhì)的密度有關(guān)，進(jìn)行對(duì)人體的透視和檢查部件的缺陷；

γ射線的穿透本領(lǐng)更大，在工業(yè)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，如探傷，測(cè)厚或用γ刀進(jìn)行手術(shù)．關(guān)于電磁波譜的幾點(diǎn)強(qiáng)調(diào)

返回第29頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天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)在周圍產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)B、變化的磁場(chǎng)在周圍產(chǎn)生變化的電場(chǎng)C、均勻變化的磁場(chǎng)在周圍產(chǎn)生均勻變化的電場(chǎng)D、均勻變化的磁場(chǎng)在周圍產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)例與練均勻變化的磁場(chǎng)（電場(chǎng)）產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)（磁場(chǎng)）D第30頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天2、按照麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，以下說(shuō)法中正確的是（）A、振蕩的磁場(chǎng)在周圍產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)B、振蕩的磁場(chǎng)在周圍產(chǎn)生均勻變化的電場(chǎng)C、振蕩的電場(chǎng)在周圍產(chǎn)生不同頻率的振蕩磁場(chǎng)D、振蕩的電場(chǎng)在周圍產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場(chǎng)例與練振蕩磁場(chǎng)（電場(chǎng)）產(chǎn)生同頻率的振蕩電場(chǎng)（磁場(chǎng)）D第31頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天3、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)象例與練電磁波是橫波BCD第32頁(yè),共36頁(yè)，2024年2月25日，星期天4、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例與練機(jī)械波只能在介質(zhì)中傳播電磁波是橫波，聲波是縱波BC第33頁(yè),共36頁(yè)，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)