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1、第十四章 电磁波 第一节 电磁波的发现,人教版选修3-4,议一议,小明的姐姐在外地工作,后天奶奶就要过70岁生日了,如果你是小明,你如何用最快的方法通知姐姐赶回来呢?,a. 在古代的时候,b.在上世纪50年代.,c.在21世纪的今天,电磁波看不见、摸不着，怎么知道它真实存在呢？,一、电磁波的发现,麦克斯韦是继法拉第之后，集电磁学大成的伟大科学家。他依据库仑、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。这一理论自然科学的成果，奠定了现代的电力工
2、业、电子工业和无线电工业的基础。,一、伟大的预言,演示实验 装置如图所示，当穿过螺线管的磁场随时间变化时，上面的线圈中产生感应电动势，引起感应电流使灯泡发光。 法拉第发现的,（1）线圈中产生感应电流说明了什么？ 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。 （2）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？ 有电场、无电流。 （3）想象线圈不存在时线圈所在处的空间还有电场吗？ 有 ！,（4）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
3、闭合电路是否存在无关。,1、变化的磁场产生电场,讨论与交流,磁现象和电现象有哪些相似之处？,自然界中只有两种电荷（正电荷、负电荷）,自然界中也只有两种磁极（N极、S极）,电能生磁（奥斯特）,磁能生电（法拉第）,既然变化的磁场能够在空间产生电场，那么，变化的电场能不能够在空间产生磁场？,麦克斯韦相信自然界规律的统一与和谐，相信电场与磁场具有对称之美。他大胆地提出的相似和联系。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。,麦克斯韦的理论依据,静止的电荷,静电场,电荷运动,电场变化,产生磁场,利用场的观点来分析问题,形成电流,2、变化的电场产生磁场
4、,二、电磁场、电磁波,麦克斯韦根据自己的理论进一步预言，如果在空间某域中有周期性变化的电场，那么，这个变化的电场就在它周围空间产生周期性变化的磁场，这个变化的磁场又在它周围空间产生新的周期性变化的电场。可见，变化的电场和变化的磁场是相互联系的，形成一个不可分离的统一体，这就是电磁场。,电磁场由产生区域向外传播就形成了电磁波 电磁波传播的速度是光速。光是电磁波的一种。 电磁波在空间传播时，在任一位置上（或任一时刻）E、B、v三矢量相互垂直。电磁波是横波。,电磁波图景的分析：,电场和磁场的变化关系,2、赫兹的实验：,赫兹以前，由法拉第发现、麦克斯韦完成的电磁理论，因为未经一系列的科学实验证明，始终
5、处于“预想”阶段。把天才的预想变成世人公认的真理，是赫兹的功劳。赫兹在人类历史上首先捕捉到电磁波，使假说变成现实。,有关趣闻,插曲：比赫兹实验早七年，一位叫戴维的人也接收到了电磁波信号，他随即向英国皇家协会会长G斯托克斯汇报，但斯托克斯认为这只是普通的电磁感应现象，戴维过于迷信权威，对于这一天赐良机未与重视，使发现被埋没了。,赫兹与电磁波,在发现电磁波不到6年，意大利的马可尼、俄国的波波夫分别实现厂无线电传播，并很快投人实际使用。其他利用电磁波的技术，也像雨后春笋般相继问世。无线电报（1894年）、无线电广播（1906年）、无线电导航（1911年）、无线电话（1916年）、短波通讯（1921年
6、）、无线电传真（1923年）、电视（1929年）、微波通讯（1933年）、雷达（1935年），以及遥控、遥感、卫星通讯、射电天文学它们使整个世界面貌发生了深刻的变化。 赫兹关于电磁波的实验，为无线电技术的发展开拓了新的道路，构成了现代文明的骨架，后人为了纪念他，把频率的单位定为赫兹。,德国于1994年发行的纪念赫兹逝世100周年的邮票,捷克于1994年发行的纪念赫兹逝世100周年的邮票,墨西哥于1967年发行的纪念国际远程通讯计划会议的邮票,生活中电磁波的产生,核弹爆炸,X射线照射下的鱼,X射线照射下的手,小结：麦克斯韦的电磁场理论,分析:,恒定的电场周围无磁场，恒定的磁场周围无电场。,周期性变化的电场周围存在同周期的磁场，周期性变化的磁场在周围产生同周期的电场。,均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，均匀变化的磁场周围产生恒定的电场。,1.变化的磁场产生电场,2.变化的电场产生磁场,
