13.4 电磁波的发现及应用 同步课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

13.4 电磁波的发现及应用 必修第三册 2025届高二物理组制 电磁波为信息的传递插上了翅膀。广 播、电视、移动通信等通信方式，使古代 人“顺风耳、千里眼”的梦想变成了现实。 那么，电磁波是怎样发现的呢? 思考与讨论： 新课导入 知识讲解 随堂练习 拓展延伸 课堂小结 布置作业 一、电磁场 1.前人研究成果 库仑 安培 奥斯特 法拉第 法拉第发现电磁感应的那年，一位科学巨星在英国爱丁堡诞生了，他就是——麦克斯韦。 新课导入 知识讲解 随堂练习 拓展延伸 课堂小结 布置作业 新课导入 知识讲解 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。 麦克斯韦 （J.C.Maxwell,1831—1879) 英国物理学家 新课导入 知识讲解 随堂练习 拓展延伸 课堂小结 布置作业 新课导入 知识讲解 电磁感应现象：在变化的磁场中放入一个闭合的导体回路，闭合导体回路中就产生感应电流。 电流 电荷的定向移动 电场 闭合导体回路 变化的磁场 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。 伟大的猜想 新课导入 知识讲解 随堂练习 拓展延伸 课堂小结 布置作业 新课导入 知识讲解 深入思考：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？ 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。 有电场、无电流 有 新课导入 知识讲解 随堂练习 拓展延伸 课堂小结 布置作业 新课导入 知识讲解 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，变化的电场能不能在空间产生磁场？ 新课导入 知识讲解 随堂练习 拓展延伸 课堂小结 布置作业 新课导入 知识讲解 一、电磁场 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。 B B E E E E 它既不是电场也不是磁场，更不是电场和磁场的叠加，而是电场和磁场相互依赖，形成不可分割的整体。 新课导入 知识讲解 随堂练习 拓展延伸 课堂小结 布置作业 新课导入 知识讲解 二、电磁波 变化的电场和磁场交替产生，由近及远地向周围传播。 变化 的电场 变化 的磁场 变化 的电场 新的电场和磁场 空间可能存在电磁波 新课导入 知识讲解 随堂练习 拓展延伸 课堂小结 布置作业 新课导入 知识讲解 赫兹的实验 1886年，赫兹通过实验捕提到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论，为无线电技术的发展开拓了道路。 新课导入 知识讲解 随堂练习 拓展延伸 课堂小结 布置作业 新课导入 知识讲解 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。 赫兹的实验 新课导入 知识讲解 随堂练习 拓展延伸 课堂小结 布置作业 新课导入 知识讲解 捕捉电磁波 新课导入 知识讲解 随堂练习 拓展延伸 课堂小结 布置作业 新课导入 知识讲解 电磁波形成示意图 非均匀变 化的磁场 变化电场 若是均匀变化 稳定磁场 不再激发 若非均匀变化 变化磁场 若是均匀变化 稳定电场 若非均匀变化 激发 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 新课导入 知识讲解 随堂练习 拓展延伸 课堂小结 布置作业 新课导入 知识讲解 电磁波的传播 电磁波可以在真空中传播，不需要介质。 电磁波的传播速度等于光速，光是以波动形式传播的一种电磁振动，即光是一种电磁波。 空气、水，是声波和水波传播的介质。 新课导入 知识讲解 随堂练习 拓展延伸 课堂小结 布置作业 新课导入 知识讲解 三、电磁波谱 1、波速、波长和频率三者之间关系 (1)在一列水波中,凸起的最高处叫作波峰,如图中标示的A、A';凹下的最低处叫作波谷,如图中标示的D、D'。临近的两个波峰(或波谷)的距离叫作波长,用λ表示,如图所示. (2)在1s内有多少次波峰(或波谷)通过,波的频率就是多少赫兹.用来描述波传播快慢的物理量叫作波速,波速、波长、频率三者的关系是波速=波长×频率. 波速：v=λ/T=λf 新课导入 知识讲解 随堂练习 拓展延伸 课堂小结 布置作