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1、第十第十三三章章 电磁感应与电磁波初步电磁感应与电磁波初步第第4 4节节 电磁波的发现及应用电磁波的发现及应用 知识回顾1、什么是电流的磁效应？电流的磁效应是谁发现的？2、什么是电磁感应现象？电磁感应现象是谁发现的？产生感应电流的条件是什么？1.变化的磁场产生电场 英国物理学家麦克斯韦进一步想到:变化的磁场既然在闭合回路中产生了感应电流，它也一定产生了电场。法拉第的电磁感应现象告诉我们:在变化的磁场中放入一个闭合电路，电路里会产生感应电流。一、电磁场电场是促使导体中的自由电荷定向移动形成电流的原因 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。即变
2、化的磁场产生了电场。一、电磁场变化的电场产生磁场对称性大胆假设变化的磁场产生了电场2.变化的电场产生磁场 麦克斯韦确信自然规律的统一性与和谐性，相信电场与磁场的对称之美，他大胆地假设:变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。1、电磁感应现象的实质是:变化的磁场产生了电场 变化的电场产生了磁场2、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.1恒定的电场不产生磁场恒定的磁场不产生电场2均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场3不均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场4振荡
3、电场产生同频率的振荡磁场 振荡磁场产生同频率的振荡电场对麦克斯韦电磁理论的理解（振荡:大小和方向都在迅速的周期性变化）一、电磁场 麦克斯韦的电磁场理论 二、电磁波麦克斯韦进一步推断：如果在空间某区域中有周期性变化的电场，那么它就在空间引起周期性变化的磁场；这个变化的磁场又引起新的变化的电场 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。于是一个伟大的预言诞生了 空间可能存在电磁波。不均匀变化不均匀变化磁场电场电场磁场电场电场周期性变化的电场 麦克斯韦还推算出:电磁波的传播速度等于光速！并提出光的电磁理论：光是以波动形式传播的一种电磁振动，即光是一种电磁波。二、电磁波 1886年，
4、赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论。他还通过测量证明，电磁波的传播速度与光速相同。证实了光是一种电磁波。赫兹在人类历史上首先捕捉到了电磁波。他的实验为无线电技术的发展开拓了道路，后人为了纪念他，把频率的单位定义为赫兹。麦克斯韦预言电磁波存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在。赫兹用实验证实电磁波的存在 遗憾的是，麦克斯韦英年早逝，遗憾的是，麦克斯韦英年早逝，没有看到科学实验对电磁场理论的证没有看到科学实验对电磁场理论的证实。把天才的预言变成世人公认的真实。把天才的预言变成世人公认的真理的人，是德国科学家赫兹。理的人，是德国科学家赫兹。当感应圈两个金属球间有火花跳过时，会产生一个
5、交变电磁场，形成电磁波在空间传播，经过导线环时激发出感应电动势，使得导线环中也产生了火花。三、电磁波谱 在一列水波中，凸起的最高处叫作波峰;凹下的最低处叫作波谷。邻近的两个波峰（或波谷）的距离叫作波长。在1s内有多少次波峰（或波谷）通过，波的频率就是多少。水波不停地向远方传播，用来描述波传播快慢的物理量叫作波速。1.波的特性2.波速、波长、频率的关系波速=波长频率c=f 对于电磁波，有同样的关系。如果用 表示电磁波的波长、f 表示它的频率，那么，电磁波的波速 c 与、f 的关系是：其中，电磁波在真空中的速度 c=3.0108 m/s 三、电磁波谱3.按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列起来
6、，就是电磁波谱.可见光只是电磁波中的一小部分.不同的电磁波由于具有不同的频率，才具有不同的特性。三、电磁波谱1.赫兹通过实验证实了电磁波的存在，这意味着,电磁场不仅仅是一种描述方式，而且是真正的物质存在。2.生活中常用微波炉来加热食物，食物增加的能量是微波给它的。可见，电磁波具有能量。四、电磁波的能量 五、电磁波通讯 电磁波携带信息，既可以有线传播，也可以无线传播。人们接入互联网得到的信息都是通过电磁波来传递的。一、电磁场1.变化的磁场产生电场；变化的电场产生磁场2.变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一场。称为电磁场。二、电磁波1.麦克斯韦预言电磁波的存在，赫兹证明了电磁波的
7、存在。2.电磁波可以在真空中以光速在传播，不需要介质。光也是一种电磁波。三、电磁波谱1.波速=波长频率 c=f2.按波的波长或频率大小的顺序把它们排列起来，就是电磁波谱。3.可见光只是电磁波中的一小部分，不同的电磁波由于具有不同的频率，才具有不同的特性。四、电磁波的能量：电磁波具有能量。电磁波是一种场物质五、电磁波通信 课堂小结1根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是（C）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电磁波是一种物质，可以在真空中传播D均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场周围一定产生均匀变化的电场2如图所示是空间磁感应强度B随时间t的变化图像，在它周围空间产生的电场中的某一点场强E应（C）A逐渐增强B逐渐减弱C不变D无法确定3关于电磁波传播速度表达式cf，下列说法正确的是(D)A波长越长，传播速度越快B频率越高，传播速度越快C发射能量越大，传播速度越快D电磁波的传播速度与传播介质有关4关于电磁场和电磁波，下列说法不正确的是（D）A变化的电场能够产生磁场，变化的磁场能够产生电场B麦克斯韦预言电磁波的存在C无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线都是电磁波D紫外线是一种波长比紫光更长的电磁波，能够灭菌消毒
