高中物理新课标版人教版选修1-1课件：4.1《电磁波的发现》

新课标人教版课件系列《高中物理》选修1-1\n4.1《电磁波的发现》\n教学目标知识与能力：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同一的电磁场。了解电磁场在空间传播形成电磁波。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思想方法。教学重点：理解麦克斯韦电磁场理论；电磁场在空间传播形成电磁波教学难点：电磁场在空间传播形成电磁波\n\n伟大的预言一、麦克斯韦的电磁场理论要点——伟大的预言1、变化的磁场产生电场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\n（1）线圈中产生感应电动势说明了什么？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！\n（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，跟闭合电路是否存在无关。\n2．变化的电场产生磁场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。\n二．电磁场、电磁波1、电磁场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。\n2、电磁波（1）变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地传播。这种变化的电磁场在空间以一定的速度传播的过程叫做电磁波。（2）电磁波与机械波不同，不需要介质，可以在真空中传播。电磁波的速度等于光速！光是以波动形式传播的一种电磁振动\n3、电磁场和电磁波理论的理解（1）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。这里的“均匀变化”指在相等时间内磁感应强度(或电场强度)的变化量相等，或者说磁感应强度(或电场强度)对时间变化率一定。（2）非均匀变化的磁场产生变化的电场，不均匀变化的电场产生变化的磁场（3）振荡的(即周期性变化的)磁场产生同频率的振荡电场，振荡的电场产生同频率的振荡磁场。（4）变化的电场和变化的磁场总是相互联系着，形成一个不可分离的统一体，这就是电磁场，向周围空间传播这就是电磁波。\n三．赫兹的电火花1、麦克斯韦英年早逝，没有见到科学实验对电磁场理论的证明。把天才的预言变成世人公认的真理，这是赫兹的功劳。\n2、赫兹的实验：\n\n2、赫兹的实验：\n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。\n【练习】1．根据麦克斯韦电磁理论，下列说法中正确的是A．变化的电场一定产生变化的磁场B．均匀变化的电场一定产生均匀变化的磁场C．稳定的电场一定产生稳定的磁场D．振荡的电场一定产生同频率的振荡磁场。答案:D\n2.下列说法正确的是()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空间产生稳定的磁场C.均匀变化的电场能够在周围空间产生稳定的磁场D.均匀变化的电场和磁场相互激发，形成由近及远的电磁波AC\n3.当电磁波的频率增加时，它在真空中的速度将()A.减小B.增大C.不变D.减小、增大和不变均有可能4.关于电磁波的传播速度，以下叙述正确的是()A.波长越长，传播速度越快B.频率越高，传播速度越快C.发射量越大，传播速度越快D.所有电磁波在真空中的传播速度都一样大CD\n课堂练习和课外作业课堂练习：P80问题与练习1-4课外作业：作业本P441-7\n选修1-1第四章电磁波及其应用问题与练习一电磁波的发现1．答：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空间产生电场，那么变化的电场也能够在空间产生磁场。2．答：麦克斯韦关于电磁场理论的两大支柱是：（1）变化的磁场能够在空间产生电场，（2）变化的电场也能够在空间产生磁场。根据上述两个基本论点，麦克斯韦进一步推断：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磁场；这个变化的磁场又会引起新的变化的电场和磁场……于是，变化的电场和磁场交替产生，形成怀近及远的电磁波。\n选修1-1第四章电磁波及其应用问题与练习一电磁波的发现3．答：可以。赫兹用电火花实验，已经证实了电磁波的存在。4．答：电磁波的发现和和验证是人类走向现代文明的里程碑，是现代通信设备广泛应用的基础。正是电磁波的发现才使人们告别了传统落后的通信方式，享受当前各种通信方式带来的方便快捷，因此，人们要永远纪念麦克斯韦和赫兹这两位科学伟人。教材中展示的墨西哥1967年发行的纪念邮票，票面上把麦克斯韦和赫兹两位物理学家并列出来，已经反映人们对他们的历史功绩的纪念和缅怀。