4.2麦克斯韦电磁场理论 课件 -2023-2024学年高二下学期物理粤教版（2019）选择性必修第二册

第二节 麦克斯韦电磁场理论 粤教版（2019）高中物理选择性必修第二册 第四章 电磁震荡与电磁波 @HY 两个基本假设 伟大的预言 赫兹实验 新课引入 机械振动会产生机械波，那么电磁振荡是否也能产生相应的电磁波?19 世纪 60 年代，英国物理学家麦克斯韦在总结了前人研究成果的基础上，展开了大胆的猜想与假设，建立了具有划时代意义的电磁场理论，预言了电磁波的存在。 麦克斯韦 两个基本假设 伟大的预言 赫兹实验 新课引入 麦克斯韦认为，电路中产生感应电流，是由于导体中的自由电荷受到电场力的驱使而做定向移动，说明电路所在的空间存在电场.而这个电场是由变化的磁场引起的。 此处闭合电路只起到了检验空间所在处是否有产生电场的作用，即使没有闭合电路，空间仍然存在电场。也就是说，变化的磁场周围产生电场是一种普遍存在的现象，与闭合电路是否存在无关。 两个基本假设 伟大的预言 赫兹实验 新课引入 假设一:变化的磁场周围会产生电场 麦克斯韦还指出：变化的磁场所产生的电场，是由磁场的变化情况决定的 （1）如果磁场的变化是均匀的，产生的电场就是稳定的 （2）如果磁场的变化是不均匀的，产生的电场就是变化的 （3）周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场 两个基本假设 伟大的预言 赫兹实验 新课引入 用手摇动感应起电机给电容器充电时，或者电容器放电时，电容器两极板间都会产生变化的电场，变化的电场在周围产生磁场，使附近的小磁针发生摆动。 既然变化的磁场能产生电场，坚信电场与磁场对称之美的麦克斯韦大胆假设：变化的电场周围也会产生磁场。 两个基本假设 伟大的预言 赫兹实验 新课引入 假设二:变化的电场周围会产生磁场 （1）如果电场的变化是均匀的，产生的磁场就是稳定的 （2）如果电场的变化是不均匀的，产生的磁场就是变化的 （3）周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场 变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场，这是麦克斯韦理论的两大支柱 按照这个理论，变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分离的统一的场，这就是电磁场 电磁场 电场和磁场只是这个统一的电磁场的两种具体表现 两个基本假设 伟大的预言 赫兹实验 新课引入 1、电磁波的产生 从麦克斯韦的电磁场理论可以知道:如果在空间某处发生了不均匀变化的电场，就会在邻近的空间引起变化的磁场，这个变化的磁场又会在较远的空间引起新的变化的电场，接着又在更远的空间引起新的变化的磁场，这样,变化的电场和变化的磁场并不局限于空间某个区域，而要由近及远向周围空间传播开去。电磁场这样由近及远地传播就形成电磁波 电磁波产生过程的示示意图 两个基本假设 伟大的预言 赫兹实验 新课引入 2、电磁波的特点 （1）在电磁波传播过程中，空间中任意一点的电场强度E和磁感应强度B相互垂直，并且都和电磁波的传播方向垂直，因此电磁波是横波 （2）在电磁波传播过程中，空间中任意一点的电场强度E和磁感应强度B都随时间作周期性变化，电磁波的频率即为电磁振荡的频率，它由波源决定，与介质无关 （3）电磁波在真空中的传播速度等于光在真空中的传播速度，光波的本质是电磁波 两个基本假设 伟大的预言 赫兹实验 新课引入 当A、B两金属球间产生电火花时就会产生变化的电磁场，这种变化的电磁场传播到导线环时，在导线环中激发出感应电动势，使导线环上（接收器）两小球间也产生电火花。这个实验证实了电磁波的存在。 1888 年，赫兹用实验证实了电磁波的存在 两个基本假设 伟大的预言 赫兹实验 新课引入 赫兹运用自己精湛的实验技术，还观察到电磁波的反射、折射、干涉、衍射和偏振等现象，证明了电磁波在真空中的传播速度就是光速，从而证实了麦克斯韦的伟大预言，为麦克斯韦的电磁场理论奠定了坚实的实验基础。赫兹的实验也为无线电技术的发展开辟了道路。 为了纪念赫兹作出的贡献，人们把频率的单位定为赫兹 2.现代生活中人类与电磁波结下了不解之缘，关于电磁波下列陈述中符合事实的是（　　） A．麦克斯韦首先用实验证实了电磁波的存在 B．在真空中电磁波的传播速度小于真空中的光速 C．空间有变化的电场（或磁场）存在，不一定能形成电磁波 D．把手机放在抽成真空的玻璃盒中，拨打该手机号码，手机由于接收不到电磁波信号而无法接通 C 课堂练习 磁场的变化是均匀的，产生的电场就是稳定的。 4.甲、乙两种磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示，下列说法正确的是（　 　） A．磁场甲能够产生电场 B．磁场甲能够产生电磁波 C．磁场乙的磁感应强度最大时产生的电场最强 D．磁场乙的磁感应强度为零时产生的电场最强 AD 课堂练习 4.4 电磁波谱 新粤教