4.2 电磁场与电磁波 课件-2024-2025学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

null小灯泡接收到电磁波的能量后亮了起来，小灯泡离得近时，接收的能量多，小灯泡就更亮些。小灯泡离得远时，接收的能量少，就不怎么亮。 赫兹实验中电磁波的发射装置主要是感应圈和直线振子，这是发射装置的原理图。感应圈是由原线圈副线圈组成，直线振子是两根装有小铜球的铜棒。电源接通后，断续器动作，在振子间隙中产生电火花，电磁波向外发射。接通电源，可以看到阵子间隙产生的电火花。接收装置用装有金属屑检波器的接收机。这是接收机的原理图。当天线接收到电磁波时，金属粉末在高频电场的作用下便粘在一起，因而电阻变小。和他串联的继电器开始工作，接通电流电路，小锤敲打电铃发声，同时敲打点播器的玻璃管，直到从粉末被打散，接收机才停止工作。现在看接收机的工作情况，发射装置开始工作。电铃响了，说明接收机接收到了电磁波。将接收天线拉长时，电铃不响，说明接收不到电子波。把接收天线调整到适当长度时，便民猜想这种现象叫谐振。如果转动天线的方向，当接收天线和发射天线垂直时，听说不到电磁波。回复到平行位置时就可以接收到赫兹实验产生的是脉冲式品，宁波只能传送信号。这是利用电子管装置产生等幅震荡的实验。这是米波发生器和发射天线接收装置是由天线、毫伏器、晶体管、检波器组成。毫伏计指针的偏转大小表示接收到电磁波信号的强弱，指针偏转了，表明这时接收到了电磁波。偏转最大时，接收天线的方位就是电磁波中电场强度一矢量的方位。我们用这个铜线探测线圈，可以确定磁场强度H矢量的方位。毫伏G指针偏转到最大值时，表明H矢量和线圈平面垂直。偏转最小时，H矢量和线圈平面平行。这个实验证明了传播速度V的方向，电场强度E矢量和磁场强度H矢量三者互相垂直，说明电磁波是横波。利用等幅震荡的电磁波可以传送语言和音乐。把一个音频信号发生器连接到米波发生器上作为可以传送语言和音乐，把一个音频信号发生器连接到米波发生器上作为调制信号。打开发生器电源，用收音机就可以接收到音频信号。改变收音机天线的方向就可以看出，只有接收天线和发射天线平衡时，接收信号最强。改变音频频率，接收到的声调也随着改变。近代无线电技术不断朝波长更短的方向发展，这就是微波技术。它的发射和接收装置同上面看到的又有所不同。这是一种微波发射器，使用直流电源可以发射波长为2.8厘米的电磁波。接收器的外形和发射器一样，接收信号也从毫伏T指针的偏转来看。将它们并排装在转台上，前面放置两块表示飞机和军舰的金属板。转台旋转时，微波遇到任意目标时立即被反射回来，毫伏计指针就偏转，这就是雷达寻找目标的模拟情况。 赫兹实验中电磁波的发射装置主要是感应圈和直线振子，这是发射装置的原理图。感应圈是由原线圈副线圈组成，直线振子是两根装有小铜球的铜棒。电源接通后，断续器动作在镇子间隙中产生电火花，电磁波向外发射。接通电源，可以看到阵子间隙产生的电火花。接收装置用装有金属屑检波器的接收机。这是接收机的原理图。当天线接收到电磁波时，金属粉末在高频电场的作用下便粘在一起，因而电阻变小。和他串联的继电器开始工作，接通电铃电路，小锤敲打电铃发声，同时敲打点播器的玻璃管，直到从粉末被打散，接收机才停止工作。现在看接收机的工作情况，发射装置开始工作。电铃响了，说明接收机接收到了电磁波。将接收天线拉长时，电铃不响，说明接收不到电子波。把接收天线调整到适当长度时，便民猜想这种现象叫谐振。如果转动天线的方向，当接收天线和发射天线垂直时，接收不到电磁波。回复到平行位置时就可以接收到赫兹实验产生的是脉冲式阻尼波，只能传送信号。这是利用电子管装置产生等幅震荡的实验。这是米波发生器和发射天线接收装置，是由天线、毫伏剂、晶体管、检波器组成。毫伏计指针的偏转大小表示接收到电磁波信号的强弱，指针偏转了，表明这时接收到了电磁波。偏转最大时，接收天线的方位就是电磁波中电场强度一矢量的方位。我们用这个铜线探测线圈，可以确定磁场强度H矢量的方位。毫伏G指针偏转到最大值时，表明H矢量和线圈平面垂直。旋转最小时，H矢量和线圈平面平行。这个实验证明了传播速度V的方向，电场强度E矢量和磁场强度H矢量三者互相垂直，说明电磁波是横波。利用等幅震荡的电磁波可以传送语言和音乐。把一个音频信号发生器连接到米波发生器上作为可以传送语言和音乐，把一个音频信号发生器连接到米波发生器上作为调制信号。打开发生器电源，用收音机就可以接收到音频信号。改变收音机天线的方向就可以看出，只有接收天线和发射天线平衡时，接收信号最强。改变音频频率，接收到的声调也随着改变。近代无线电技术不断朝波长更短的方向发展，这就是微波技术。它的发射和接收装置同上面看到的又有所不同。这是一种微波发射器，使用直流电源可以发射波长为2.8厘米的电磁波。接收器的外形和发射器一样，接收信号也从毫伏T指针的偏转来看。将它们并排装在转台上，前面放置两块表示飞机和军舰的金属板。转台旋转时，微波遇到任意目标时立即被反射回来，毫伏计指针就偏转，这就是雷达寻找目标的模拟情况。 null4.2 电磁场与电磁波 教师： 日期： 月 日 物理雾里悟理 新课引入 你能解释以下视频中的现象吗？ 物理雾里悟理 1、麦克斯韦认为在变化的磁场周围产生电场，是一种普遍存在的现象，跟闭合电路是否存在无关，导体环只是用来显示电流的存在。 注意：这种电场的电场线是闭合的--涡旋电场（无源场） 一、电磁场 变化的磁场→感应电流 电子运动需要电场 变化的磁场产生电场 2、麦克斯韦认为变化的电场就像运动的电荷，也会在空间产生磁场。 ①恒定的电场不产生磁场 ②均匀变化的电场产生恒定的磁场 ③周期性变化的电场产生同频率的振荡磁场 ④非均匀变化的电场产生变化的磁场 变化的电场产生磁场 物理雾里悟理 麦克斯韦 LC震荡电路发出的电磁波就叫无线电波 一、电磁场 变化的电场和变化的磁场交替产生，形成了一个不可分割的统一体——电磁场，电磁场由远及近地向周围传播，一个伟大的预言诞生了——空间可能存在电磁波。 电场 磁场 电场 电场 磁场 电场 物理雾里悟理 变化的电场与变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成电磁波。 机械波的传播需要介质 电磁波靠电和磁的相互"感应"传播，不需要介质。 二、电磁波 物理雾里悟理 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 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，即 E⊥B ⊥V，所以电磁波是横波。 物理雾里悟理 （3）电磁波的频率由振源决定，同一电磁波在不同介质中传播，v和λ变化，v介<c （1）电磁波是横波 （2）电磁波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 二、电磁波（电磁波的特点） 物理雾里悟理 对比内容 电磁波 机械波 本质 电磁现象 力学现象 产生机理 由电磁振荡产生 由机械振动产生 周期性变化的量 场强E与磁感应强度B随时间和空间作周期性变化 质点的位移x、加速度a随时间和空间作周期性变化 波的性质 横波 既有横波，又有纵波 传播介质 不需要介质，可在真空中传播 只在弹性介质中传播 速度特点 由介质和频率决定 仅由介质决定 电磁波与机械波的比较 物理雾里悟理 1、关于电磁波，下列说法中正确的是（ ） A、均匀变化的电场和均匀变化的磁场互相激发，由产生处向远处传播形成电磁波 B、振荡电场和振荡磁场互相激发，由产生处向远处传播形成电磁波 C、电磁波的振荡电场和振荡磁场方向互相垂直，且与传播方向互相垂直 D、电磁波能够发生反射、干涉、衍射、偏振现象 恒定的磁场，不再继续激发电场，形不成电磁波 BCD 横波 你能行！！ 物理雾里悟理 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。 方向：与电场强度E与磁感应强度B互相垂直 三、赫兹实验（赫兹的电火花） 物理雾里悟理 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、赫兹实验（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！ 物理雾里悟理 2、关于电磁波，下列说法中正确的是（　　） A.在真空中，频率越高的电磁波传播速度越大 B.在真空中，电磁波的能量越大，传播速度越大 C.赫兹实验中导线环的空隙中产生电火花是因为电磁波在导线环中激发出感应电动势 D.只要赫兹实验中的电火花一停止，产生的电磁波立即消失 在真空中所有电磁波的传播速度都等于光速，与电磁波的频率、能量大小无关，A、B错误；赫兹实验中导线环的空隙中产生电火花，是因为电磁波在导线环中激发出感应电动势，C正确；当赫兹实验中的电火花停止即发射电路的电磁振荡停止，只是不再产生新的电磁波，但已产生的电磁波不会立即消失，还会继续传播，故D错误。 C 解析： 你能行！！ 物理雾里悟理 课堂小结 1.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 3.麦克斯韦预言电磁波的存在，以及光是一种电磁波。 4.赫兹证明了电磁波的存在，以及光是一种电磁波。 ②靠电和磁的相互"感应"传播，而不是靠介质的机械传递。 ③方向：与电场强度E与磁感应强度B互相垂直 物理雾里悟理 Lavf60.4.100 Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 $$nullnullnull本实验用到的器材有自感线圈。铁心。串有小灯泡的闭合线圈。现在我们开始实验。接通电源，把闭合线圈套入铁芯，观察小灯泡的变化情况。 nullnullnullnull