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 人教版（2019）选修 第二册 4.2 电磁场与电磁波 1.了解发现电磁波的历史背景,了解麦克斯韦电磁场理论的主要观点。2.知道电磁波的概念,通过电磁波体会电磁场的物质性。3.体验赫兹证明电磁波存在的实验过程及实验方法,领会实验对物理学发展的意义。 学习目标 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？ 导入新课 1. 变化的磁场产生电场 电场 变化的磁场 一、电磁场 ⑵周期性变化的磁场产生周期性变化的电场 ⑴均匀变化的磁场产生恒定电场 t B原 0 E感 t 0 B E 电容器 2. 变化的电场产生磁场 磁场 变化的电场 1821年法拉第受到奥斯特实验的启发，开始研究利用磁场产生电流的方法，开始很不顺利，经历了多次失败，克服了种种困难，直到1831年才发现了电磁感应现象。 6 演示：观察变化的电场产生磁场 ⑵周期性变化的电场产生周期性变化的磁场 ⑴均匀变化的电场产生恒定磁场 3.电磁场 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。 t E原 0 B感 t 0 1821年法拉第受到奥斯特实验的启发，开始研究利用磁场产生电流的方法，开始很不顺利，经历了多次失败，克服了种种困难，直到1831年才发现了电磁感应现象。 8 根据上述两个基本论点，麦克斯韦推断：如果在空间某区域中有周期性变化的电场，那么它就在空间产生周期性变化的磁场；这个变化的磁场又引起新的周期性变化的电场……。于是变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成电磁波。 二、电磁波 B B E E E E 空间存在电磁波 1.麦克斯韦的预言 光是一种电磁波（依据：推算得出电磁波传播的速度值恰等于光速） 思考：根据麦克斯韦的电磁场理论，电磁波是横波还是纵波？ 正弦变化的电场或磁场产生的电磁波在某时刻波形图 2.赫兹的实验 实验现象： 当感应圈两个金属球间有火花跳过时，导线环两个小球间也跳过了火花。 思考：金属球间有火花跳过时，导线环两个小球间也跳过了火花，如何解释这一现象？ 当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； 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。 分析： 实验再现 c=λf 3.电磁波的特点 ⑴电磁波的传播不需要介质 ⑵电磁波的传播速度等于光速c ⑷赫兹实验的意义 证明了麦克斯韦预言的正确性； 证明了电磁波在真空中具有与光相同的速度c。 4.电磁场的物质性 原子和分子构成的实物 以电磁场为代表的场 物质 电磁场的转换就是电场能量和磁场能量的转换，因而电磁波的发射过程就是辐射能量的过程，传播过程就是能量传播的过程。 1.磁场的磁感应强度B随时间t变化的四种情况如图所示,其中能产生电场的有_________,能产生电磁波的有_________。 A. B. C. D. BD BCD 达标测试 2.关于麦克斯韦电磁场理论，以下说法正确的是 （ ） 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.周期性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，赫兹第一个用实验证明了电磁波的存在 BD 键词: “恒定的”、“均匀变化的”、“非均匀变化的”、“周期性变化的(即振荡的)” 3.关于电磁波的特点,下列说法中不正确的是 (　　) 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 D 课堂小结 课堂小结 电磁场 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。 电磁波 麦克斯韦的预言 赫兹的实验 $$