電磁場(chǎng)與電磁波 高二物理課件

第四章電磁振蕩與電磁波選擇性必修二第四章第二節(jié)2019人教版高中物理

4.2電磁場(chǎng)與電磁波【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.知道電磁波概念，了解電磁場(chǎng)是物質(zhì)的一種形式，了解麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的基本思想。2.領(lǐng)會(huì)在發(fā)現(xiàn)電磁波的過(guò)程中所蘊(yùn)含的科學(xué)精神和科學(xué)研究方法，體會(huì)赫茲實(shí)驗(yàn)證明電磁波存在的重點(diǎn)意義。

電磁振蕩電路中的能量有一部分要以電磁波的形式輻射到周?chē)臻g中去，那么，這些電磁波是怎樣產(chǎn)生的？一、電磁波變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)1、變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)

渦旋電場(chǎng)（與磁場(chǎng)所在平面垂直）、與是否存在閉合回路無(wú)關(guān)。

①均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)EtOBtO②周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩電場(chǎng)tBOEOt正弦曲線(xiàn)振蕩磁場(chǎng)振蕩電場(chǎng)E與B頻率相同不能！一、電磁波思考：恒定的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)嗎？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)。

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)？

2、變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)一、電磁場(chǎng)靜止的電荷靜電場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的電荷變化電場(chǎng)磁場(chǎng)？①均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)BtOEtO②周期性變化的電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場(chǎng)tEOBOt正弦曲線(xiàn)振蕩電場(chǎng)振蕩磁場(chǎng)B與E頻率相同恒定的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)嗎？不產(chǎn)生！

一、電磁波一、電磁波3、電磁波的產(chǎn)生：變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)由近及遠(yuǎn)地向周?chē)鷤鞑?，形成了電磁波。BBEEEE赫茲電火花傳播火花

當(dāng)與感應(yīng)圈相連的兩個(gè)金屬球間產(chǎn)生電火花時(shí)，周?chē)臻g出現(xiàn)了迅速變化的電磁場(chǎng)。這種變化的電磁場(chǎng)以電磁波的形式在空間傳播。當(dāng)電磁波到達(dá)導(dǎo)線(xiàn)環(huán)時(shí)，它在導(dǎo)線(xiàn)環(huán)中激發(fā)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，使得導(dǎo)線(xiàn)環(huán)的空隙中也產(chǎn)生了火花，說(shuō)明這個(gè)導(dǎo)線(xiàn)環(huán)接收到了電磁波。20多年后，1886年，赫茲通過(guò)自制的實(shí)驗(yàn)裝置證實(shí)了電磁波的存在。二、赫茲的實(shí)驗(yàn)

觀(guān)察到了電磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等現(xiàn)象。測(cè)得電磁波在真空中的速度等于光速c，證明了電磁波與光的統(tǒng)一性，證實(shí)了麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論。微弱的電火花閃爍著麥克斯韋理論的光輝，赫茲向全世界宣告：電磁波發(fā)現(xiàn)了。二、赫茲的實(shí)驗(yàn)1、電磁波中的電場(chǎng)和磁場(chǎng)互相垂直，電磁波在與二者均垂直的方向傳播，所以電磁波是橫波。

E⊥B⊥V三、電磁波的特點(diǎn)三、電磁波的特點(diǎn)1、電磁波中的電場(chǎng)和磁場(chǎng)互相垂直，電磁波在與二者均垂直的方向傳播，所以電磁波是橫波。2、電磁波的傳播靠的是電和磁的相互“感應(yīng)”，因此不需要介質(zhì)，在真空中也能傳播。3、電磁波在真空中的傳播速度等于光在真空中的傳播速度，c=3×108m/s。

（光本質(zhì)上是一種電磁波）4、電磁波也會(huì)發(fā)生反射、折射、干涉、衍射、和偏振等現(xiàn)象。5、電磁波的發(fā)射過(guò)程就是輻射能量的過(guò)程。（電磁波是真實(shí)存在的物質(zhì)）波速：v=λ/T=λf例1.如圖甲所示，在變化的磁場(chǎng)中放置一個(gè)閉合電路，電路里產(chǎn)生了感應(yīng)電流；如圖乙所示，空間存在變化的磁場(chǎng)，其周?chē)a(chǎn)生感應(yīng)電場(chǎng)，下列說(shuō)法正確的是（）A．甲、乙兩圖一定能持續(xù)產(chǎn)生電磁波B．對(duì)甲圖，從上向下看，電子在回路中沿順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)C．閉合電路只是檢驗(yàn)變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，即使沒(méi)有閉合電路空間仍能產(chǎn)生電場(chǎng)D．變化的電場(chǎng)周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng)，與閉合電路是否存在有關(guān)C例2.2022年6月5日，中央電視臺(tái)對(duì)神舟十四號(hào)飛船與天和核心艙交會(huì)對(duì)接進(jìn)行了直播，其間航天員與北京飛控中心保持通話(huà)聯(lián)絡(luò)，直播畫(huà)面通過(guò)電磁波傳送到地面接收站。下列關(guān)于電磁波和聲波的說(shuō)法正確的是（）A．電磁波是橫波，聲波是縱波B．電磁波跟聲波一樣，只能在介質(zhì)中傳播C．麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，并用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了電磁波的存在D．航天員講話(huà)時(shí)畫(huà)面能與聲音同步，說(shuō)明電磁波與聲波具有相同的傳播速度A例3.一束持續(xù)電子流在電場(chǎng)力作用下做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則在其周?chē)目臻g中（）A．產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)B．產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)C．所產(chǎn)生的磁場(chǎng)又可產(chǎn)生電場(chǎng)D．產(chǎn)生的磁場(chǎng)和電場(chǎng)形成電磁波C1.有四個(gè)電路，其中的電場(chǎng)隨時(shí)間變化的圖像分別對(duì)應(yīng)圖中的一個(gè)，其中能發(fā)射電磁波的是（）D【課堂檢測(cè)】2.關(guān)于電磁波，下列說(shuō)法中正確的是（）A.變化的電場(chǎng)一定在周?chē)臻g產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)B.麥克斯韋首先預(yù)言了電磁波的存在，赫茲最先用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在C.電磁波的傳播速度等于光速CD.各種頻率的電磁波在真空中以不同的速度來(lái)傳播B【課堂檢測(cè)】3.關(guān)于電磁波，下列說(shuō)法中正確的是（）A.在真空中，頻率越高的電磁波傳播速度越大B.在真空中，電磁波的能量越大，傳播速度越大C.赫茲實(shí)驗(yàn)中導(dǎo)線(xiàn)環(huán)的空隙中產(chǎn)生電火花是因?yàn)殡姶挪ㄔ趯?dǎo)線(xiàn)環(huán)中激發(fā)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)D.只要赫茲實(shí)驗(yàn)中的電火花一停止，產(chǎn)生的電磁波立即消失C【課堂檢測(cè)】課堂小結(jié)電磁波的發(fā)現(xiàn)過(guò)程“磁生電”赫茲