高中物理人教版 (2019)必修 第三册4 电磁波的发现及应用备课ppt课件

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机械波是由于振动引起的！
我们现在的生活已经离不开电磁波了
电磁波是如何产生的呢？
奥斯特电流的磁效应
法拉第电磁感应现象
麦克斯韦是继法拉第之后，依据库仑、高斯、欧姆、安培、毕奥、萨伐尔、法拉第等前人的一系列发现和实验成果，建立了第一个完整的电磁理论体系，不仅科学地预言了电磁波的存在，而且揭示了光、电、磁现象的本质的统一性，完成了物理学的又一次大综合。这一理论自然科学的成果，奠定了现代的电力工业、电子工业和无线电工业的基础。
韦伯穿过一个又一个欧姆。把回音带给我──“我是你忠实而又真诚的法拉，充电到一个伏特，表示对你的爱。——麦克斯韦
麦克斯韦（,1831—1879)英国物理学家。
一、麦克斯韦的电磁场理论
1、变化的磁场产生电场
装置如图所示，当穿过螺线管的磁场随时间变化时，上面的线圈中产生感应电动势，引起感应电流使灯泡发光。
线圈中产生感应电动势说明了什么？
麦克斯韦认为变化的磁场在线圈中产生电场，正是这种电场(涡旋电场)在线圈中驱使自由电子做定向的移动，引起了感应电流。
总结：麦克斯韦认为线圈只不过用来显示电场的存在，线圈不存在时，变化的磁场同样在周围空间产生电场，即这是一种普遍存在的现象，跟闭合电路是否存在无关。
如果用不导电的塑料线绕制线圈，线圈中还会有电流、电场吗？
想象线圈不存在时线圈所在处的空间还有电场吗？
①均匀变化的磁场产生稳定的电场
②周期性变化的磁场产生同频率的振荡电场
恒定的磁场产生电场吗？
非均匀变化的磁场产生什么样的电场？
麦克斯韦经过反复思考提出假设： 变化的电场也相当于一种电流，也在空间产生磁场，即变化的电场在空间产生磁场。
既然变化的磁场能够在空间产生电场，那么，变化的电场能不能够在空间产生磁场？
2、变化的电场产生磁场
① 均匀变化的电场产生稳定的磁场
②周期性变化的电场产生同频率的振荡磁场
恒定的电场产生磁场吗？？
非均匀变化的电场产生什么样的磁场呢？
如果一个变化的电场会产生一个变化的磁场，那么下面还要发生什么现象呢？
变化的电场和变化的磁场总是相互联系的，它们形成一个不可分离的统一场，这就是电磁场。
注意：(1)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。(2)在变化的磁场中所产生的电场的电场线是闭合的，而静电场中的电场线是不闭合的。
1、对麦克斯韦电磁理论的理解
2、电磁波形成示意图：
（1）电磁波中的电场和磁场互相垂直，电磁波在与二者均垂直的方向传播，所以电磁波是横波。 E⊥B ⊥V
波速：v=λ/T=λf
（3）电磁波的频率由振源决定，同一电磁波在不同介质中传播，v和λ变化，v介（2）电磁波可以在真空中传播速度等于光速
c=3×10 8m/s
（5）电磁波具有波的共性，能发生反射、折射、干涉、衍射、多普勒效应和偏振现象。
（4）不同电磁波在同一介质中传播，速度不同，f越高，v越小；f越低，v越大
例1、按照麦克斯韦的电磁场理论，以下说法中正确的是（ ）A、恒定的磁场在周围产生恒定的电场B、变化的磁场在周围产生变化的电场C、均匀变化的磁场在周围产生均匀变化的电场D、均匀变化的磁场在周围产生恒定的电场
均匀变化的磁场（电场）产生恒定的电场（磁场）
例2、关于电磁波，下列说法中正确的是（ ）A、均匀变化的电场和均匀变化的磁场互相激发，由产生处向远处传播形成电磁波B、振荡电场和振荡磁场互相激发，由产生处向远处传播形成电磁波C、电磁波的振荡电场和振荡磁场方向互相垂直，且与传播方向互相垂直D、电磁波能够发生反射、干涉、衍射、偏振现象
恒定的磁场，不再继续激发电场，形不成电磁波
二、电磁波与机械波的比较
1．机械波与电磁波的共性机械波与电磁波是本质上不同的两种波，但它们有共同的性质：(1)都具有波的特性，能发生反射、折射、干涉和衍射等物理现象；(2)都满足v＝λ/T＝λf；(3)波从一种介质传播到另一种介质，频率都不变。
2．机械波与电磁波的区别
例3、比较电磁波和机械波，下列说法中正确的是（ 　　）A、电磁波和机械波都可以在真空中传播B、电磁波和机械波都是传递能量的一种形式C、电磁波和机械波都能产生反射、干涉、衍射、偏振现象D、电磁波和声波都是纵波
机械波只能在介质中传播
电磁波是横波，声波是纵波
小结： 麦克斯韦的电磁场理论：
1.变化的磁场产生电场
2.变化的电场产生磁场
①恒定的电场周围无磁场，恒定的磁场周围无电场。
③周期性变化的电场周围存在同周期的磁场，周期性变化的磁场在周围产生同周期的电场。
②均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，均匀变化的磁场周围产生恒定的电场。
赫兹用实验证实电磁波的存在
现象： 当感应圈两个金属球间有火花跳过时，立刻产生一个交变电磁场，形成电磁波在空间传播，经过导线环时激发出感应电动势，使得导线环中也产生了火花。
微弱的电火花闪烁着麦克斯韦理论的光辉，赫兹向全世界宣告：电磁波发现了。
[传播条件] 机械波传播需要介质，而电磁波不需要介质也能传播。[传播规律] 都遵循“v=λf=λ/T”这个关系式；且电磁波也能发生反射、折射、衍射、干涉等现象。[传播本质] 机械波传播的是机械能，电磁波传播的是电磁能。
电磁波与机械波有何区别呢？
例4、任何电磁波在真空中都具有相同的（ ） A、频率 B、波长C、波速 D、能量
1、麦克斯韦电磁场理论的两个支柱：变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场。2、变化的电场和磁场相互联系形成同一的电磁场。电磁场在空间传播形成电磁波。 3、赫兹实验的过程及对无线电技术的贡献。
1、电磁波谱： 按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫电磁波谱。
2、由无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线合起来构成范围非常广阔的电磁波谱。
从左向右频率逐渐增大，波长逐渐减小
不同的电磁波由于具有不同的频率,才具有不同的特性
例1.根据电磁波谱，选出下列各组电磁波，其中频率互相交错重叠，且波长顺序由短到长排列的是（　　）A．微波、红外线、紫外线B．γ射线、X射线、紫外线C．紫外线、红外线、无线电波D．紫外线、X射线、γ射线
可见我们看到的只是电磁波谱中的小小的一部分！
让我们深入了解一下电磁波谱吧！
1.下列各组电磁波，按波长由长到短排列正确的是（ ）A.紫外线、可见光、红外线、 γ射线B.可见光、红外线、紫外线、 γ射线C.γ射线、红外线、紫外线、可见光D.红外线、可见光、紫外线、 γ射线
电磁波有能量。电磁波是一种物质存在的形式。 例：微波炉，食物增加的能量是微波给的。
一、电磁波谱 1.电磁波谱 ：按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫做电磁波谱2.波长从大到小的顺序：无线电波、光波（红外线、可见光、紫外线）、X射线、γ射线二.电磁波的能量电磁波有能量。电磁波是一种物质。三.太阳辐射太阳辐射的能量集中在可见光、红外线和紫外线三个区域。黄绿光附近，辐射的能量最强。
电视台通过电磁波，将精彩的电视节目展现给观众
六、电磁波的应用涉及到了我们生活的方方面面！！！！
手机通过电磁波，帮我们传达信息
这是一个渐渐被我们遗忘的科技