2018-2019版高中物理 第四章 電磁波及其應(yīng)用 第1講 電磁波的發(fā)現(xiàn)課件 新人教版選修1 -1.ppt

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1、第1講電磁波的發(fā)現(xiàn),目標(biāo)定位1.理解麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的兩個(gè)支柱：變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng).了解變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)相互聯(lián)系形成統(tǒng)一的電磁場(chǎng).2.了解電磁場(chǎng)在空間傳播形成電磁波.3.了解麥克斯韋電磁場(chǎng)理論以及赫茲實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)發(fā)展中的貢獻(xiàn).體會(huì)兩位科學(xué)家研究物理問(wèn)題的方法.,一、偉大的預(yù)言 1.變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng),(1)在變化的磁場(chǎng)中放一個(gè)閉合的電路，由于穿過(guò)電路的_______________，電路里會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流.這個(gè)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是變化的磁場(chǎng)在空間產(chǎn)生了_______. (2)即使在變化的磁場(chǎng)中沒(méi)有閉合電路，也同樣要在空間產(chǎn)生_______.,磁通量發(fā)生變化,電場(chǎng),電場(chǎng),2.變化的電

2、場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng) 變化的電場(chǎng)也相當(dāng)于一種電流，也在空間產(chǎn)生___________，即變化的電場(chǎng)在空間產(chǎn)生___________. 3.___________不僅預(yù)言了電磁波的存在，而且揭示了___________現(xiàn)象在本質(zhì)上的統(tǒng)一.,磁場(chǎng),磁場(chǎng),麥克斯韋,電、磁、光,想一想麥克斯韋從什么現(xiàn)象認(rèn)識(shí)到變化的磁場(chǎng)能產(chǎn)生電場(chǎng)？關(guān)于“變化的電場(chǎng)能夠產(chǎn)生磁場(chǎng)”的觀點(diǎn)，他是在什么情況下提出的？ 答案麥克斯韋從法拉第電磁感應(yīng)現(xiàn)象認(rèn)識(shí)到變化的磁場(chǎng)能夠產(chǎn)生電場(chǎng).麥克斯韋確信自然界規(guī)律的統(tǒng)一與和諧，相信電場(chǎng)與磁場(chǎng)有對(duì)稱(chēng)之美.他認(rèn)為：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)也能夠在空間產(chǎn)生磁場(chǎng).,二、電磁波 1.電

3、磁波的產(chǎn)生：如果在空間某區(qū)域有不均勻變化的電場(chǎng)，那么這個(gè)變化的電場(chǎng)就在空間引起變化的______；這個(gè)變化的磁場(chǎng)又會(huì)引起新的_____________于是，變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)交替產(chǎn)生，由近及遠(yuǎn)地傳播. ____________這樣由近及遠(yuǎn)地傳播，就形成____________. 2.特點(diǎn) (1)電磁波______在真空中傳播. (2)電磁波的傳播速度等于______. (3)光在本質(zhì)上是一種_________. (4)光是以______形式傳播的一種電磁振動(dòng).,磁場(chǎng),變化電場(chǎng),電磁場(chǎng),電磁波,可以,光速,電磁波,波動(dòng),想一想空間存在如圖411所示的電場(chǎng)，那么在空間能不能產(chǎn)生磁場(chǎng)？在空間能不能形成

4、電磁波？,圖411,答案如圖所示的電場(chǎng)是均勻變化的，根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論可知會(huì)在空間激發(fā)出磁場(chǎng)，但磁場(chǎng)恒定，不會(huì)再在較遠(yuǎn)處激發(fā)起電場(chǎng)，故不會(huì)產(chǎn)生電磁波.,三、赫茲的電火花 1.赫茲首先捕捉到___________，在以后的一系列實(shí)驗(yàn)中，證明了________與光具有相同的性質(zhì).他還測(cè)得，電磁波在真空中具有與______相同的傳播速度c. 2. ________證實(shí)了麥克斯韋關(guān)于光的電磁理論. 3. ________被譽(yù)為無(wú)線電通信的先驅(qū).后人為了紀(jì)念他，把________的單位定為赫茲.,電磁波,電磁波,光,赫茲,赫茲,頻率,想一想是赫茲預(yù)言了電磁波的存在，并用實(shí)驗(yàn)證實(shí)其存在的嗎？ 答案不是

5、.麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，赫茲通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在.,一、對(duì)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的理解 1.變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng),如圖412所示，麥克斯韋認(rèn)為在變化的磁場(chǎng)周?chē)a(chǎn)生電場(chǎng)，是一種普遍存在的現(xiàn)象，跟閉合電路(導(dǎo)體環(huán))是否存在無(wú)關(guān).導(dǎo)體環(huán)的作用只是用來(lái)顯示電流的存在.,圖412,注意在變化的磁場(chǎng)中所產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)線是閉合的；而靜電場(chǎng)中的電場(chǎng)線是不閉合的.,2.變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng),根據(jù)麥克斯韋理論，在給電容器充電的時(shí)候，不僅導(dǎo)體中的電流要產(chǎn)生磁場(chǎng)，而且在電容器兩極板間變化著的電場(chǎng)周?chē)惨a(chǎn)生磁場(chǎng).(如圖413所示).,圖413,3.小結(jié) (1)變化的磁場(chǎng)在周?chē)臻g產(chǎn)生電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)也在周?chē)臻g

6、產(chǎn)生磁場(chǎng). (2)均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)，均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng). (3)振蕩的磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率振蕩的電場(chǎng)，振蕩的電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率振蕩的磁場(chǎng).7,【例1】關(guān)于電磁場(chǎng)理論的敘述正確的是() A.變化的磁場(chǎng)周?chē)欢ù嬖谥妶?chǎng)，與是否有閉合電路無(wú)關(guān) B.周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率變化的電場(chǎng) C.變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)相互關(guān)聯(lián)，形成一個(gè)統(tǒng)一的場(chǎng)，即電磁場(chǎng) D.電場(chǎng)周?chē)欢ù嬖诖艌?chǎng)，磁場(chǎng)周?chē)欢ù嬖陔妶?chǎng) 解析變化的磁場(chǎng)周?chē)a(chǎn)生電場(chǎng)，當(dāng)電場(chǎng)中有閉合回路時(shí)，回路中有電流.若無(wú)閉合回路，電場(chǎng)仍然存在，A正確；若形成電磁場(chǎng)必須有周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)，B對(duì)，C、D錯(cuò). 答案AB,針對(duì)訓(xùn)練1如圖414所示

7、是某一固定面的磁通量的變化圖象，在它周?chē)臻g產(chǎn)生的電場(chǎng)中的某一點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)E應(yīng)是(),圖414 A.逐漸增強(qiáng) B.逐漸減弱 C.不變 D.無(wú)法確定,解析由圖象可知，磁場(chǎng)在均勻變化，故在磁場(chǎng)周?chē)a(chǎn)生的電場(chǎng)是穩(wěn)定不變的. 答案C,二、對(duì)電磁波的理解 1.電磁波的形成 變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)交替產(chǎn)生，形成電磁場(chǎng)，電磁場(chǎng)由近及遠(yuǎn)傳播，形成電磁波. 2.電磁波的特點(diǎn) (1)電磁波是橫波.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. (2)電磁波的傳播不需要介質(zhì).在真空中傳播速度等于光速c3.00108 m/s. (3)電磁場(chǎng)儲(chǔ)存電磁能，電磁波的發(fā)射過(guò)程就是輻射能量的過(guò)程. (4)電磁波具有波的一切

8、特性，能夠發(fā)生反射、折射等現(xiàn)象.,【例2】下列關(guān)于電磁波的說(shuō)法中正確的是() A.只要電場(chǎng)和磁場(chǎng)發(fā)生變化，就能產(chǎn)生電磁波 B.電磁波的傳播需要介質(zhì) C.停止發(fā)射電磁波，發(fā)射出去的電磁波仍能獨(dú)立存在 D.電磁波具有能量，電磁波的傳播是伴隨著能量向外傳遞的,解析要想產(chǎn)生持續(xù)的電磁波，變化的電場(chǎng)(或磁場(chǎng))產(chǎn)生的磁場(chǎng)(或電場(chǎng))必須是非均勻變化的，所以A選項(xiàng)錯(cuò)誤；電磁波是物質(zhì)波，電磁波的傳播可以不需要介質(zhì)而在真空中傳播，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；電磁波可以脫離“波源”而獨(dú)立存在，C選項(xiàng)正確；電磁波可以使電荷移動(dòng)，說(shuō)明電磁波具有能量，電磁波傳播的過(guò)程，也就是能量的傳播過(guò)程，所以D正確. 答案CD,針對(duì)訓(xùn)練2關(guān)于電磁波在真空中的傳播速度，以下說(shuō)法正確的是() A.電磁波的頻率越高，傳播速度越大 B.電磁波的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，傳播速度越大 C.電磁波的能量越大，傳播速度越大 D.所有電磁波在真空中的傳播速度都相等 解析電磁波在真空中的傳播速度為光速，與其他因素?zé)o關(guān). 答案D,