電磁場和電磁波(上課用)教案資料

電磁場和電磁波(上課用)

麥克斯韋認為線圈只不過用來顯示電場的存在，線圈不存在時，變化的磁場同樣在周圍空間產生電場，即這是一種普遍存在的現象，跟閉合電路是否存在無關。偉大的預言

一、麥克斯韋電磁理論的兩個基本假設1、變化的磁場能夠在周圍空間產生電場

麥克斯韋電磁場理論（1）變化的磁場產生電場①均勻變化的磁場產生穩(wěn)定的電場BtOEtO麥克斯韋電磁場理論（1）變化的磁場產生電場②振蕩磁場產生振蕩電場BO正弦曲線振蕩磁場EO振蕩電場E與B頻率相同tt

2．變化的電場能夠在周圍空間產生磁場

既然變化的磁場可以在周圍空間產生電場，那么變化的電場能不能夠在周圍空間產生磁場？麥克斯韋認為，在LC振蕩電路中當電容器充、放電的時，不但導線中的電流要產生磁場，而且在電容器間，由于兩極板電荷的變化使電場發(fā)生變化，變化的電場也要產生磁場.Bi＋＋＋＋E增大B１、麥克斯圍電磁場理論（2）變化的電場產生磁場①均勻變化的電場產生穩(wěn)定的磁場EtOBtO１、麥克斯圍電磁場理論（2）變化的電場產生磁場②振蕩電場產生振蕩磁場EO正弦曲線振蕩電場BO振蕩磁場B與E頻率相同麥克斯韋電磁場理論的理解:（1）恒定的電場不產生磁場（2）恒定的磁場不產生電場（3）均勻變化的電場在周圍空間產生恒定的磁場（4）均勻變化的磁場在周圍空間產生恒定的電場（5）振蕩電場(即周期性變化的)產生同頻率的振蕩磁場（6）振蕩磁場(即周期性變化的)產生同頻率的振蕩電場二、電磁場

麥克斯韋根據上述兩個基本假設，進一步指出：如果在空間某域有不均勻變化的電場，那么這個變化的電場就在它周圍空間引起變化的磁場；這個變化的磁場又在它周圍空間引起變化的電場……于是，變化的電場和變化的磁場交替產生，形成不可分割的統(tǒng)一體，稱為電磁場。三、電磁波

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由變化的電場和磁場交替產生而形成的電磁場是由近及遠傳播。這種變化的電磁場在空間的傳播稱為電磁波。

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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！光是以波動形式傳播的一種電磁振動（2）電磁波可以在真空中傳播。光是一種電磁波。傳播速度為：c=3×108m/s（3）電磁波也會發(fā)生反射、折射、干涉、衍射、多普勒效應和偏振現象。（4）電磁波有能量。3、電磁波的特點：（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。四、赫茲的電火花實驗德國科學家。赫茲對人類的最大貢獻是用實驗證實了電磁波的存在。（1）麥克斯韋預言電磁波的存在：（2）赫茲用實驗證實電磁波的存在：令人振奮的電火花1、試驗裝置：a.連接感應圈的兩個金屬球。b.導線環(huán)上的兩個金屬球。2、試驗現象：當感應圈兩個金屬球間有火花跳過時，導線環(huán)兩個小球間也跳過了火花。3、現象解釋：當感應圈兩個金屬球間有火花跳過時，立刻產生了一個交變電磁場，形成電磁波在空間傳播，經過導線環(huán)時激發(fā)出感應電動勢，使得導線環(huán)中也產生了火花。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)現了

3．實驗結論：證明電磁波存在，為麥克斯韋的電磁場理論奠定了堅實的實驗基礎。

赫茲觀察到了電磁波的反射,折射,干涉,偏振和衍射等現象. 他還測量出電磁波和光有相同的速度. 這樣赫茲證實了麥克斯韋關于光的電磁理論.5.電磁波與機械波比較：[傳播條件]機械波傳播需要介質，而電磁波不需要介質也能傳播。[傳播規(guī)律]都遵循“V=λf=λ/T”這個關系式；且電磁波也能發(fā)生反射、折射、衍射、干涉等現象。[傳播本質]機械波傳播的是機械能，電磁波傳播的是電磁能。電場和磁場的變化關系非均勻變化磁場激發(fā)變化電場均勻變化激發(fā)穩(wěn)定磁場不在激發(fā)若非均勻變化激發(fā)變化磁場均勻變化激發(fā)穩(wěn)定電場非均勻變化小結一、麥克斯韋電磁場理論1．變化的磁場產生電場2．變化的電場產生磁場3．電磁場→傳播→電磁波4、電磁波不需介質，以光速傳播。二、赫茲證實：1、電磁場、電磁波的存在。2、電磁波能反射、折射、干涉、衍射和偏振等現象，證明了電磁波與光具有相同的性質。【練習】

1．根據麥克斯韋電磁理論，下列說法中正確的是A．變化的電場一定產生變化的磁場B．均勻變化的電場一定產生均勻變化的磁場C．穩(wěn)定的電場一定產生穩(wěn)定的磁場D．振蕩的電場一定產生同頻率的振蕩磁場。答案:D2.下列說法正確的是()A.恒定電流能夠在周圍空間產生穩(wěn)定的磁場B.穩(wěn)定電場能夠在周圍空間產生穩(wěn)定的磁場C.均勻變化的電場能夠在周圍空間產生穩(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.當電磁波的頻率增加時，它在真空中的速度將()A.減小B.增大C.不變D.減小、增大和不變均有可能4.關