湖南师大 高二物理 电磁波的发现课件 新人教版.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十四章 电磁波,第一节电磁波的发现,1,、电磁场理论的核心之一,变化的磁场产生电场,实验为证,如右图,交流电产生了周期变化的磁场,上面的线圈中产生电流使灯泡发光,讨论,:,如果用不导电的塑料线绕制线圈,线圈中还有电场、电流吗,?,线圈不存在时,线圈所处的空间还有电场吗,?,若改成恒定的直流电,还有电场吗,?,有电场,无电流,无,有,麦克斯韦认为：,在变化的磁场周围产生电场,是一种普遍存在的现象,跟闭合电路是否存在无关,导体环只是用来显示电流的存在,说明,:,在变化的磁场中所产生的电场的电场线是闭合的,(,涡旋电场,),2,、电磁场理论的核心之二,:,变化的电场产生磁场,洞察力：,麦克斯韦确信自然规律的统一性与和谐性，相信电场和磁场的对称美,事实和推理：,如图所示,在电容器充、放电的时候，不仅导体中的电流要产生磁场，而且在电容器两极板间周期性变化着的电场周围也要产生磁场,.,大胆的假说：,变化的电场产生磁场,B,i,E,增大,B,麦克斯韦电磁场理论的理解,:,恒定,的电场不产生磁场,恒定,的磁场不产生电场,均匀变化,的电场在周围空间产生,恒定,的磁场,均匀变化,的磁场在周围空间产生,恒定,的电场,振荡电场,产生,同频率,的,振荡磁场,振荡磁场,产生,同频率,的,振荡电场,非均匀变化磁场,激发,变化电场,均匀变化,激发,稳定磁场,不再激发,非均匀变化,激发,变化磁场,均匀变化,激发,稳定电场,非均匀变化,电场和磁场的变化关系,电磁场,:,如果在空间某区域中有周期性变化的电场,那么这个变化的电场就在它周围空间产生周期性变化的磁场,;,这个变化的磁场又在它周围空间产生新的周期性变化的电场,变化的电场和变化的磁场是相互联系着的,形成不可分割的统一体,这就是,电磁场,3,伟大的预言,电磁波,麦克斯韦推断：如果在空间某区域有不均匀变化的电场，那么这个变化的电场就会在空间引起变化的磁场；这个变化的磁场又引起新的变化的电场,于是，变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播一个伟大的预言诞生了,空间可能存在电磁波,二、电磁波的特点：,1,电磁波是横波电磁波在真空中传播时，它的电场强度,E,与磁感应强度,B,相互垂直，而且二者均与波的传播方向垂直如图所示,二、电磁波的特点：,2,电磁波中的,E,和,B,这两个物理量随时间和空间做周期性的变化,3,电磁波的速度等于光速,c,！,4,光的本质是电磁波,5,电磁波能产生反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象,三、电磁波的实验证明,1,、赫兹的电火花实验原理图,L,接收线圈,发射电路,电磁波,E,C,K,A,B,2,实验原理：,当开关,K,突然断开时，感应线圈两端产生高压，金属杆,A,、,B,两端的金属球间的空气被击穿而产生电火花，每跳出一次火花，就产生一次高频振荡电流，火花放电是间歇性的，因此发射电路就间歇性的发射出电磁波，接收金属线圈两端的金属球也跳出电火花，说明接收线圈接收到了电磁波。,3,实验结论：,证明电磁波存在，为麦克斯韦的电磁场理论奠定了坚实的实验基础。,4,、其它结论,赫兹观察到了电磁波的反射,折射,干涉,偏振和衍射等现象,.,他还测量出电磁波和光有相同的速度,.,这样赫兹证实了麦克斯韦关于光的电磁理论,.,练习,1,某空间中出现了如图虚线所示的一组闭合的电场线，这可能是,(),A,.,在中心,O,有一静止,的点电荷,B,.,沿,AB,方向有一,段通有恒定电流的直,导线,C,.,沿,BA,方向的磁场,在减弱,D,.,沿,AB,方向的磁场在减弱,用麦克斯韦的电磁场理论判断,2,下图中表示电场,(,或磁场,),产生磁场,(,或电场,),的正确图象是,(),3.,一个带正电的离子在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动，如图,当磁场的磁感应强度均匀增大时，此离子的,(),A.,动能不变,B.,动能增大,C.,动能减小,D.,动能为零,4.,如图所示，半径为,r,且,水平放置的光滑绝缘的环形,管道内，有一个电荷量为,e,，,质量为,m,的电子。此装置放,在匀强磁场中，其磁感应强度随时间变化的关系式为,B,=,B,0,+,kt,(,k,0),。根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的磁场将产生稳定的电场，该感应电场对电子将有沿圆环切线方向的作用力，使其得到加速。设,t=0,时刻电子,的初速度大小为,v,0,，方向顺,时针，从此开始运动一周后,的磁感应强度为,B,1,，则此时,电子的速度大小为,(),