遼寧省大連市高中物理第十四章電磁波14.1電磁波的發(fā)現(xiàn)課件新人教版選修3 .ppt

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無線電在生活中應(yīng)用廣泛,無線電通信是怎樣傳輸信號的呢？今天我們就來學(xué)習(xí)這方面的簡單知識。,電磁波的發(fā)現(xiàn),第十四章電磁波,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(shí)驗(yàn)在物理學(xué)發(fā)展中的貢獻(xiàn)。,知識與能力,通過了解麥克斯韋電磁場理論以及赫茲實(shí)驗(yàn)，體會兩位科學(xué)家研究物理問題的思想方法。,過程與方法,情感、態(tài)度與價(jià)值觀,1、體驗(yàn)生活物理，激發(fā)學(xué)習(xí)科學(xué)知識的熱情。2、學(xué)會“數(shù)字化”學(xué)習(xí)。,麥克斯韋電磁理論電磁波的形成和電磁波的特點(diǎn),教學(xué)重點(diǎn),麥克斯韋電磁理論的理解,教學(xué)難點(diǎn),一、麥克斯韋的生平與貢獻(xiàn)二、偉大的預(yù)言三、電磁波四、赫茲的電火花,1、電磁波發(fā)現(xiàn)的背景,（1）、麥克斯韋少年時在數(shù)學(xué)上極有天賦。,（2）、麥克斯韋受到法拉第巨大的激勵。,（3）、前人工作的成果是麥克斯韋取得成功的基石。,一、麥克斯韋的生平與貢獻(xiàn),2、麥克斯韋的生平,麥克斯韋是19世紀(jì)最偉大的理論物理學(xué)家，經(jīng)典電磁場理論的奠基人。1831年8月31日，麥克斯韋出生于愛丁堡，童年時對自然科學(xué)產(chǎn)生了濃厚的興趣。15歲時，在英國《愛丁堡皇家學(xué)會學(xué)報(bào)》上發(fā)表數(shù)學(xué)論文。1847年秋天,麥克斯韋考進(jìn)了愛丁堡大學(xué)。三年后，他轉(zhuǎn)入的劍橋大學(xué)。1852年，麥克斯韋又成了劍橋大學(xué)研究生，同時還參加了劍橋大學(xué)著名的斯托克斯講座，在這兩位數(shù)學(xué)大師的指點(diǎn)下，麥克斯韋不出三年就掌握了當(dāng)時所有先進(jìn)的數(shù)學(xué)方法，成為一名年輕有為的數(shù)學(xué)家。,麥克斯韋畢業(yè)后留校工作。開始了電磁學(xué)的研究。當(dāng)時，電磁學(xué)在實(shí)驗(yàn)研究方面的四大定律（庫侖定律、高斯定律、安培定律和法拉第電磁感應(yīng)定律）已先后建立。特別是法拉第長期堅(jiān)持對抗磁體的研究，并于1851年發(fā)表了《認(rèn)磁力線》一文，這篇文章中蘊(yùn)藏著朦朧的電磁理論的思想。這些先決條件為麥克斯韋的創(chuàng)造性研究準(zhǔn)備了肥田沃土。,《電磁通論》,3、麥克斯韋的貢獻(xiàn),麥克斯韋于1856年、1862年、1864年發(fā)表了三篇劃時代的論文，牢固地奠定了麥克斯韋電磁場理論的基礎(chǔ)?！峨姶磐ㄕ摗吩?873年問世，這部經(jīng)典著作，以著名的方程組把電荷、電流、電場和磁場間的普遍聯(lián)系完全統(tǒng)一了起來，電磁波傳播的研究和光的電磁理論是這部著作的精髓。在物理學(xué)史上，這一鴻篇巨著可以與牛頓的《自然哲學(xué)之?dāng)?shù)學(xué)原理》相媲美。,麥克斯韋電磁理論在他的生前并未得到充分的重視，因?yàn)樗乃枷胩粚こＡ?，德國物理學(xué)家赫茲用實(shí)驗(yàn)的方法證實(shí)了他電磁理論預(yù)言的所有方面，麥克斯韋的理論才得到了普遍的承認(rèn)。,1、麥克斯圍電磁場理論,（1）變化的磁場產(chǎn)生電場,二、偉大的預(yù)言,①均勻變化的磁場產(chǎn)生穩(wěn)定的電場,,②振蕩磁場產(chǎn)生振蕩電場,,t,正弦曲線,振蕩磁場,振蕩電場,E與B頻率相同,（2）變化的電場產(chǎn)生磁場,①均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場,,②振蕩電場產(chǎn)生振蕩磁場,,t,t,正弦曲線,振蕩電場,振蕩磁場,B與E頻率相同,思考與討論,如果一個變化的電場會產(chǎn)生一個變化的磁場，那么下面還要發(fā)生什么現(xiàn)象呢？,變化的電場和變化的磁場總是相互聯(lián)系的，它們形成一個不可分離的統(tǒng)一場，這就是電磁場。,三、電磁波,（1）理論分析：空間某處產(chǎn)生一個隨時間變化的電場，這個電場就會產(chǎn)生磁場。如果這個磁場也是隨時間變化的，那么這個磁場就會新的電場。……這樣下去，電磁場就會在空間區(qū)域不斷向外傳播形成了電磁波。,1、電磁波的產(chǎn)生,,,,非均勻變化的磁場,,變化電場,,,若是均勻變化,穩(wěn)定磁場,不再激發(fā),,若非均勻變化,變化磁場,,若是均勻變化,,穩(wěn)定電場,,若非均勻變化,（2）、電磁波形成示意圖：,激發(fā),激發(fā),激發(fā),激發(fā),2、電磁波的特點(diǎn)：,（1）電磁波中的電場和磁場互相垂直，電磁波在與二者均垂直的方向傳播，所以電磁波是橫波。,（2）電磁波在真空中的傳播速度等于光在真空中的傳播速度，C=3108m/s。（3）不需要傳播介質(zhì)，在真空中可以傳播,3.電磁波與機(jī)械波比較[傳播條件]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。[傳播規(guī)律]都遵循“V=λf=λ/T”這個關(guān)系式；且電磁波也能發(fā)生反射、折射、衍射、干涉等現(xiàn)象。[傳播本質(zhì)]機(jī)械波傳播的是機(jī)械能，電磁波傳播的是電磁能。,赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)電磁波的存在,令人振奮的電火花,四、赫茲的電火花,,,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。,1、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。2、變化的電場和磁場相互聯(lián)系形成同一的電磁場。電磁場在空間傳播形成電磁波。3、赫茲實(shí)驗(yàn)的過程及對無線電技術(shù)的貢獻(xiàn)。,D,1.根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，下列說法正確的是（）A、在電場周圍一定產(chǎn)生磁場，在磁場周圍一定產(chǎn)生電場B、在變化的電場周圍一定產(chǎn)生變化的磁場，在變化的磁場周圍一定產(chǎn)生變化的電場C、均勻變化的電場周圍一定產(chǎn)生均勻變化的磁場D、振蕩的電場周圍一定產(chǎn)生同頻率變化的磁場,2.按照麥克斯韋的電磁場理論，以下說法中正確的是（）A、磁場在周圍一定產(chǎn)生電場B、電場在周圍一定產(chǎn)生磁場C、變化的磁場在周圍產(chǎn)生電場D、變化的電場在周圍產(chǎn)生磁場,變化的磁場（電場）產(chǎn)生電場（磁場）,CD,3.按照麥克斯韋的電磁場理論，以下說法中正確的是（）A、恒定的磁場在周圍產(chǎn)生恒定的電場B、變化的磁場在周圍產(chǎn)生變化的電場C、均勻變化的磁場在周圍產(chǎn)生均勻變化的電場D、均勻變化的磁場在周圍產(chǎn)生恒定的電場,均勻變化的磁場（電場）產(chǎn)生恒定的電場（磁場）,D,4.按照麥克斯韋的電磁場理論，以下說法中不正確的是（）A、振蕩的磁場在周圍產(chǎn)生恒定的電場B、振蕩的磁場在周圍產(chǎn)生均勻變化的電場C、振蕩的電場在周圍產(chǎn)生不同頻率的振蕩磁場D、振蕩的電場在周圍產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場,振蕩磁場（電場）產(chǎn)生同頻率的振蕩電場（磁場）,D,