4.2 电磁场与电磁波 课件-2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

第四章 电磁振荡与电磁波 第2节 电磁场与电磁波 1、什么是电流的磁效应？ 2、什么是电磁感应现象？ 产生感应电流的条件是什么？ 知识回顾 任何通电导体周围都存在磁场，这种现象称为电流的磁效应。 利用磁场产生电流的现象叫做电场感应现象。 产生感应电流的条件：（1）电路闭合 （2）磁通量发生变化 1.变化的磁场产生电场 一、电磁场 将闭合电路放入变化的磁场中，电路里会产生感应电流。麦克斯韦的认为：闭合电路产生感应电流的原因是变化的磁场产生了电场，电路中的自由电荷是在电场的作用下发生定向移动形成电流的。 这种电场的电场线是 闭合的（涡旋电场） 麦克韦的认为: 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 变化的磁场产生了电场。 变化的电场产生磁场 变化的磁场产生电场 2. 变化的电场产生磁场 麦克斯韦进一步大胆地假设: 变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场，即 变化的电场产生磁场。 一、电磁场 1、麦克斯韦电磁场理论的两大支柱: 变化的磁场产生电场 变化的电场产生磁场 （变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一的电磁场.） 1 恒定的电场不产生磁场 恒定的磁场不产生电场 2 均匀变化的电场在产生恒定的磁场 均匀变化的磁场产生恒定的电场 3 不均匀变化电场在产生变化的磁场 不均匀变化的磁场产生变化的电场 4 周期性变化的电场产生同频率周期性变化的磁场 周期性变化的磁场产生同频率周期性变化的电场 2、对麦克斯韦电磁理论的理解 一、电磁场 变化的电场和磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成电磁波。 变化 的电场 变化 的磁场 变化 的电场 新的 电场和磁场 二、电磁波 1、电磁波的形成 麦克斯韦 预言光是电磁波 光是按电磁波规律传播的一种电磁振荡——光是一种电磁波。 2、电磁波的特点： 二、电磁波 (1)电磁场由产生区域向外传播就形成了电磁波，无需介质。 (2)电磁波在真空中传播的速度是光速。光是电磁波的一种。 (3)电磁波在空间传播时，电场E、磁场B、方向传播v 相互垂直。(电磁波是横波) (4)电磁波是一种物质，具有能量。具有干涉、衍射现象。 赫兹 电火花 传播 火花 当与感应圈相连的两个金属球间产生电火花时，周围空间出现了迅速变化的电磁场。这种变化的电磁场以电磁波的形式在空间传播。当电磁波到达导线环时，它在导线环中激发出感应电动势，使得导线环的空隙中也产生了火花，说明这个导线环接收到了电磁波。 三、赫兹的电火花 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。 赫兹的电火花实验的结论：赫兹实验证实了电磁波的存在。 赫兹的电火花实验的意义：证明了麦克斯韦的预言，为麦克斯韦的电磁场理论奠定了坚实的实验基础。 赫兹的其他实验成果：赫兹通过一系列实验，观察到了电磁波的反射、折射、干涉、衍射和偏振等现象，并通过测量证明，电磁波在真空中具有与光相同的速度，证实了麦克斯韦的电磁场理论。 【例1】关于麦克斯韦电磁场理论，以下说法正确的是（　D　） A.在赫兹发现电磁波的实验基础上，麦克斯韦提出了完整的电磁场理论 B.变化的磁场在周围的空间一定产生变化的电场 C.恒定的电场可以在周围的空间产生磁场 D.麦克斯韦第一个预言了电磁波的存在，赫兹第一个用试验证明了电磁波的存在 【例2】关于电磁波的特点,下列说法中不正确的是(　 D 　) A.电磁波中电场和磁场互相垂直,电磁波沿二者垂直的方向传播 B.电磁波是横波 C.电磁波传播不需要介质 D.电磁波不具有干涉和衍射现象 【例3】有四个电路，其中的电场随时间变化的图像分别对应图中的一个，其中能发射电磁波的是（　D　） 【例4】2022年6月5日，中央电视台对神舟十四号飞船与天和核心舱交会对接进行了直播，其间航天员与北京飞控中心保持通话联络，直播画面通过电磁波传送到地面接收站。下列关于电磁波和声波的说法正确的是（ 　A　 ） A．电磁波是横波，声波是纵波 B．电磁波跟声波一样，只能在介质中传播 C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并用实验验证了电磁波的存在 D．航天员讲话时画面能与声音同步，说明电磁波与声波具有相同的传播速度 1. 麦克斯韦电磁场理论的两大支柱: 变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场 2. 变化的电场和磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成电磁波。 ① 波速 = 光速c ② 靠电和磁的相互"感应