4.2 电磁波 课件 -2023-2024学年高二下学期物理教科版（2019）选择性必修第二册

4.2 电磁波 电磁振荡电路中的能量有一部分要以电磁波的形式辐射到周围空间中去，那么，这些电磁波是怎样产生的？ 奥斯特——电流的磁效应 法拉第—电磁感应现象 麦克斯韦—完整电磁理论体系 对电和磁的认知过程 1、奥斯特实验 2、法拉第电磁感应定律 （电能生磁） （磁能生电） G B 复习： 3、麦克斯韦—完整电磁理论体系 变化的磁场在环所在处产生了电场。 恒定的磁场不产生电场 均匀变化的磁场产生恒定的电场 周期性变化的磁场产生同频率的电场 非均匀变化的磁场产生变化的电场 一、麦克斯韦电磁场理论的两个基本假设 1、变化的磁场产生电场 E t O B t O t B O E O t 正弦曲线 振荡磁场 振荡电场 E与B 频率相同 2、变化的电场产生磁场 一、麦克斯韦电磁场理论的两个基本假设： 恒定的电场不产生磁场 均匀变化的电场产生恒定的磁场 周期性变化的电场产生同频率的磁场 非均匀变化的电场产生变化的磁场 静止电荷——稳定电场 运动电荷——变化电场 电流磁效应（电流周围产生磁场） 其本质是：变化的电场产生磁场 （电流） 注意：电和磁具有对称性。 变化的电场和变化的磁场是相互联系的,形成不可分割的统一体,这就是电磁场。 说明： ①电磁场是特殊的物质形态，具有能量 ②恒定电场和恒定磁场在同一空间叠加，不是电磁场 B B E E E E 麦克斯韦指出：如果在空间的某区域有不均匀变化的电场，那么这个变化的电场就在它周围空间引起变化的磁场，这个变化的磁场又在它的空间引起变化的电场。 麦克斯韦预言电磁波的存在，并计算出其传播速度等于光速，认为光是一种电磁波。 三、电磁波 1、定义：变化的电场和变化的磁场交替产生，由发生区域向四周由近及远地传播，形成电磁波。 B B E E E E 2、赫兹用实验证实电磁波的存在： 1）观察到了电磁波的反射,折射,干涉,偏振和衍射等现象. 2）还测量出光的λ和f，算出电磁波和光有相同的速度. 3）奠定了无线电技术基础 赫兹在人类历史上首先捕捉到了电磁波 （1）赫兹实验原理图（如图所示） 赫兹证实电磁波的存在 3、电磁波的特点： （1）电磁波是横波： E⊥B ⊥V B B E E E E 波速：v=λ/T=λf （3)电磁波在其他介质中的速度v介<C （2）电磁波传播不需要介质，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。 6）电磁波有能量。 （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 电磁波在其他介质中的波长λ介< λ真空 三、电磁波与机械波的比较 有横波也有纵波 是横波 种类 取决于介质 真空中：恒定 介质：取决于介质与频率 速度 需要介质 传播机械能及信息 不需介质 传播电磁能及信息 传播 本身不是物质， 是运动形式的传播 是一种客观存在的物质 本质 都是波，都会发生干涉、衍射等现象 都满足关系：v=λf 联系 机械波 电磁波 1、关于电磁场理论，下列说法正确的是： A、电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场 B、变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围一定产生变化的电场 C、均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场 D、周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场。 D 2、下列关于电磁波的说法正确的是： A、电场波是电磁场由发生区域向远处的传播 B、电磁波在任何介质中的传播速度均为3×108m/s C、电磁波由真空进入介质传播时波长变短 D、电磁波不能产生干涉、衍射现象 AC 3、电磁波与声波比较： A、电场波的传播不需要介质，声波的传播需要介质 B、由空气进入水中时电磁波速度变小，声波速度变大 C、由空气进入水中时电磁波波长变小，声波波长变大 D、电磁波和声波在介质中的传播速度，都是由介质决定，与频率无关。 ABC 4．下列关于电磁波的说法，正确的是 A．电磁波只能在真空中传播 B．电场随时间变化时一定产生电磁波 C．做变速运动的电荷会在空间产生电磁波 D．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在 C $$