1　电磁波的发现 (3)

1、14.1电磁波的发现一、电磁波发现的背景1、麦克斯韦少年时在数学上极有天赋。2、麦克斯韦受到法拉第巨大的激励。3、前人工作的成果是麦克斯韦取得 成功的基石。1、电磁波的发现 麦克斯韦（James Clerk Maxwell，18311879），英国物理学家，经典电磁理论的奠基人1831年6月13日出生于爱丁堡1847年入爱丁堡大学听课，专攻数学他很重视实验，涉猎电化学、光学、分子物理学以及机械工程等等他说：“把数学分析和实验研究联合使用得到的物理科学知识，比之一个单纯的实验人员或单纯的数学家所具有的知识更加坚实、有益而牢固” 1850年考入剑桥大学，1854年以优异成绩毕业并获得了学位，留校工

2、作1856年起任苏格兰阿伯丁的马里沙耳学院的自然哲学讲座教授，直到1874年经法拉第举荐，自1860年起任伦敦皇家学院的物理学和天文学教授1871年起负责筹划卡文迪什实验室，随后被任命在剑桥大学创办卡文迪什实验室并担任第一任负责人1879年11月5日麦克斯韦因患癌症在剑桥逝世，终年仅48岁 二、伟大的预言1、两个基本观点：a.变化的磁场产生电场。b.变化的电场产生磁场。麦克斯韦电磁场理论的两大基本要点是： （1）、不仅电荷能够产生电场，变化的磁 场也能产生电场；（2）、不仅电流能够产生磁场，变化的电 场也能产生磁场。 按照这个理论，变化的电场和磁场总是相互联系的，形成不可分割的统一体电磁场。电

3、场和磁场是电磁场这个统一体的两种具体表现形式。电磁场理论的核心之一变化的磁场产生电场实验为证如右图,交流电产生了周期变化的磁场,上面的线圈中产生电流使灯泡发光讨论:如果用不导电的塑料线绕制线圈,线圈中还有电流电场吗?线圈不存在时,线圈所处的空间还有电场吗?若改成恒定的直流电,还有电场吗?有电场,无电流有无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说明:在变化的磁场中所产生的电场的电场线是闭合的 (涡旋电场)电场线电磁场理论的核心之二:变化的电场产生磁场麦克斯韦假设: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

4、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理解: (1) 电场均匀变化产生稳定磁场 (2) 非均匀变化产生变化磁场麦克斯韦电磁场理论的理解:恒定的电场不产生磁场恒定的磁场不产生电场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振荡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非均匀变化的磁场变化电场若是均匀变化稳定磁场不再激发若非均匀变化变化磁场若是均匀变化稳定电场若非均匀变化2、电磁波形成示意图：3、电磁波的特性：a.不需要传播介质,可以在真空中传播。b.传播速度等于光速。

5、c.光是一种电磁波。激发激发激发激发三、赫兹的电火花1、试验装置：a.连接感应圈的两个金属球。b.导线环上的两个金属球。2、试验现象： 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。3、现象解释： 当感应圈两个金属球间有火花跳过时，立刻产生了一个交变电磁场，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。4、捕捉电磁波的模拟试验：小结一、 麦克斯韦电磁场理论1变化的磁场产生电场2变化的电场产生磁场3电磁场传播电磁波4、电磁波不需介质，以光速传播。二、赫兹证实：1、电磁场、电磁波的存在。2、电磁波能反射、折射、干涉、衍射和偏振等现 象，证明了电磁波与光具有相同的性质。练习：1.下面说法中正确的是（ ）A、恒定电流能够在周围空间产生稳定的磁场B、稳定电场能够在周围