1、第1讲 电磁波的发现,目标定位 1.理解麦克斯韦电磁场理论的两个支柱：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场.了解变化的电场和磁场相互联系形成统一的电磁场.2.了解电磁场在空间传播形成电磁波.3.了解麦克斯韦电磁场理论以及赫兹实验在物理学发展中的贡献.体会两位科学家研究物理问题的方法.,一、伟大的预言 1.变化的磁场产生电场,(1)在变化的磁场中放一个闭合的电路，由于穿过电路的_，电路里会产生感应电流.这个现象的实质是变化的磁场在空间产生了_. (2)即使在变化的磁场中没有闭合电路，也同样要在空间产生_.,磁通量发生变化,电场,电场,2.变化的电场产生磁场变化的电场也相当于一种电流，也在空间产
2、生_，即变化的电场在空间产生_. 3._不仅预言了电磁波的存在，而且揭示了_现象在本质上的统一.,磁场,磁场,麦克斯韦,电、磁、光,想一想 麦克斯韦从什么现象认识到变化的磁场能产生电场？关于“变化的电场能够产生磁场”的观点，他是在什么情况下提出的？ 答案 麦克斯韦从法拉第电磁感应现象认识到变化的磁场能够产生电场.麦克斯韦确信自然界规律的统一与和谐，相信电场与磁场有对称之美.他认为：既然变化的磁场能够在空间产生电场，那么变化的电场也能够在空间产生磁场.,二、电磁波 1.电磁波的产生：如果在空间某区域有不均匀变化的电场，那么这个变化的电场就在空间引起变化的_；这个变化的磁场又会引起新的_于是，变化
3、的电场和磁场交替产生，由近及远地传播. _这样由近及远地传播，就形成_. 2.特点(1)电磁波_在真空中传播.(2)电磁波的传播速度等于_.(3)光在本质上是一种_.(4)光是以_形式传播的一种电磁振动.,磁场,变化电场,电磁场,电磁波,可以,光速,电磁波,波动,想一想 空间存在如图411所示的电场，那么在空间能不能产生磁场？在空间能不能形成电磁波？,图411,答案 如图所示的电场是均匀变化的，根据麦克斯韦电磁场理论可知会在空间激发出磁场，但磁场恒定，不会再在较远处激发起电场，故不会产生电磁波.,三、赫兹的电火花 1.赫兹首先捕捉到_，在以后的一系列实验中，证明了_与光具有相同的性质.他还测得
4、，电磁波在真空中具有与_相同的传播速度c. 2. _证实了麦克斯韦关于光的电磁理论. 3. _被誉为无线电通信的先驱.后人为了纪念他，把_的单位定为赫兹.,电磁波,电磁波,光,赫兹,赫兹,频率,想一想 是赫兹预言了电磁波的存在，并用实验证实其存在的吗？ 答案 不是.麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在.,一、对麦克斯韦电磁场理论的理解 1.变化的磁场产生电场,如图412所示，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(导体环)是否存在无关.导体环的作用只是用来显示电流的存在.,图412,注意 在变化的磁场中所产生的电场的电场线是闭合的；而静电场
5、中的电场线是不闭合的.,2.变化的电场产生磁场,根据麦克斯韦理论，在给电容器充电的时候，不仅导体中的电流要产生磁场，而且在电容器两极板间变化着的电场周围也要产生磁场.(如图413所示).,图413,3.小结(1)变化的磁场在周围空间产生电场，变化的电场也在周围空间产生磁场.(2)均匀变化的磁场产生稳定的电场，均匀变化的电场产生稳定的磁场.(3)振荡的磁场产生同频率振荡的电场，振荡的电场产生同频率振荡的磁场.7,【例1】 关于电磁场理论的叙述正确的是( )A.变化的磁场周围一定存在着电场，与是否有闭合电路无关B.周期性变化的磁场产生同频率变化的电场C.变化的电场和变化的磁场相互关联，形成一个统一
6、的场，即电磁场D.电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场解析 变化的磁场周围产生电场，当电场中有闭合回路时，回路中有电流.若无闭合回路，电场仍然存在，A正确；若形成电磁场必须有周期性变化的电场和磁场，B对，C、D错.答案 AB,针对训练1 如图414所示是某一固定面的磁通量的变化图象，在它周围空间产生的电场中的某一点场强E应是( ),图414 A.逐渐增强 B.逐渐减弱 C.不变 D.无法确定,解析 由图象可知，磁场在均匀变化，故在磁场周围产生的电场是稳定不变的. 答案 C,二、对电磁波的理解 1.电磁波的形成变化的电场和磁场交替产生，形成电磁场，电磁场由近及远传播，形成电磁波. 2.电磁
7、波的特点(1)电磁波是横波.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.(2)电磁波的传播不需要介质.在真空中传播速度等于光速c3.00108 m/s.(3)电磁场储存电磁能，电磁波的发射过程就是辐射能量的过程.(4)电磁波具有波的一切特性，能够发生反射、折射等现象.,【例2】 下列关于电磁波的说法中正确的是( )A.只要电场和磁场发生变化，就能产生电磁波B.电磁波的传播需要介质C.停止发射电磁波，发射出去的电磁波仍能独立存在D.电磁波具有能量，电磁波的传播是伴随着能量向外传递的,解析 要想产生持续的电磁波，变化的电场(或磁场)产生的磁场(或电场)必须是非均匀变化的，所以A选项错误；电磁波是物质波，电磁波的传播可以不需要介质而在真空中传播，B选项错误；电磁波可以脱离“波源”而独立存在，C选项正确；电磁波可以使电荷移动，说明电磁波具有能量，电磁波传播的过程，也就是能量的传播过程，所以D正确. 答案 CD,针对训练2 关于电磁波在真空中的传播速度，以下说法正确的是( )A.电磁波的频率越高，传播速度越大B.电磁波的波长越长，传播速度越大C.电磁波的能量越大，传播速度越大D.所有电磁波在真空中的传播速度都相等解析 电磁波在真空中的传播速度为光速，与其他因素无关.答案 D,
