电磁波的发现及应用（高中物理教学课件）完整版

04.电磁波的发现及应用图片区库仑安培奥斯特法拉第

英国物理学家麦克斯韦系统地总结了人类直至19世纪中叶对电磁规律的研究成果，最终建立了经典电磁场理论。麦克斯韦是继法拉第之后，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业、电子工业和无线电工业的基础。麦克斯韦1.变化的磁场产生电场：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。这是法拉第发现的电磁感应现象。麦克斯韦进一步想到：既然产生了感应电流，一定是有了电场，它促使导体中的自由电荷做定向运动；即使在变化的磁场中没有闭合电路，也会在空间产生电场。注意：①恒定的磁场不产生电场②均匀变化的磁场产生恒定的电场③不均匀变化的磁场产生变化的电场④周期性变化的振荡磁场产生同频率周期性变化的振荡电场一.电磁场2.变化的电场产生磁场：既然变化的磁场能够产生电场，那么，变化的电场能产生磁场吗？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。注意：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不均匀变化的电场产生变化的磁场④周期性变化的振荡电场产生同频率周期性变化的振荡磁场一.电磁场非均匀变化的磁场激发3.电场和磁场的变化关系：变化电场均匀变化激发稳定磁场不再激发激发变化磁场均匀变化激发稳定电场非均匀变化的电场非均匀变化的磁场一.电磁场例1.按照麦克斯韦的电磁场理论，以下说法中正确的是（）A、恒定的磁场在周围产生恒定的电场B、变化的磁场在周围产生变化的电场C、均匀变化的磁场在周围产生均匀变化的电场D、均匀变化的磁场在周围产生恒定的电场例2.

按照麦克斯韦的电磁场理论，以下说法中正确的是（）A、振荡的磁场在周围产生恒定的电场B、振荡的磁场在周围产生均匀变化的电场C、振荡的电场在周围产生不同频率的振荡磁场D、振荡的电场在周围产生同频率的振荡磁场DD4.电磁场：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。一.电磁场1.伟大的预言：麦克斯韦推断：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形成电磁波。二.电磁波2.麦克斯韦对电磁波的认识：①电磁波传播不需要介质，可以在真空中传播。（水波，声波……等机械波传播需要介质）②电磁波的传播速度等于光速：③光是一种电磁波3.预言成真

1886年，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，为无线电技术的发展开拓了道路。赫兹二.电磁波赫兹实验电磁波理论1.波长、频率、波速：波长：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。用λ表示。频率：在1s内有多少次波峰（或波谷）通过，波的频率就是多少。用f表示。波速：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。用v表示。关系：波速＝波长×频率三.电磁波谱2.电磁波波长、频率、波速的关系：3.电磁波谱：按电磁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。电磁波的频率范围很广。无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，都是电磁波。可见光只是电磁波中的一小部分。三.电磁波谱4.应用：不同电磁波由于具有不同的波长（或频率），因此具有不同的特性。利用这些特性，电磁波在生产、生活中有广泛的应用。无线电波中的长波、中波、短波可以用于广播及其他信号的传输无线电波中的微波可以用于卫星通信、电视等的信号传输。红外线可以用来加热理疗可见光让我们看见这个世界，也可以用于通信紫外线可以消毒X射线片可以用于诊断病情γ射线可以摧毁病变的细胞。三.电磁波谱1.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2.电磁波的频率由振源决定，波速由介质决定，波长由振源和介质共同决定。3.电磁波也会发生反射、折射、干涉、衍射、多普勒效应和偏振现象4.电磁波具有能量，可以传递信息四.电磁波的特点法拉第用“力线”形象地描述了电磁场，麦克斯韦用数学语言表述了电磁场。但在当时，人们只把电磁场看作研究电磁现象的一种方法。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。我们用微波炉加热食物说明电磁波具有能量；光是一种电磁波，同时光具有能量；收音机收到电台的电磁波，感应出了电流，说明电磁波具有能量。所有这些都表明电磁波具有能量，电磁波是一种物质。五.电磁波的能量随着计算机网络的发展和智能的出现，负责通话的电信网、广播电视网和互联网相互渗透、相互兼容，逐步整合成为统一的信息通信网络。移动的主要业务也已经发展成为以互联网为基础的信息服务。人们可以通过接入互联网的看电影、聊天、购物、查阅资料、视频通话。这些信息都是通过电磁波来传递的。电磁波携带的信息，既可以有线传播，也可以无线传播。构建卫星宽带通信网络，可以使人们无论身处万米高空的飞机，还是茫茫大海的轮船，甚至没有人烟的荒漠、深山、海岛，都能高速浏览网页，与家人视频通话等。六.电磁波通信六.电磁波通信六.电磁波通信六.电磁波通信六.电磁波通信例3.任何电磁波在真空中都具有相同的（

）A、频率B、波长C、