高中物理 第十四章 电磁波 第1、2节 电磁波的发现 电磁振荡讲义（含解析）新人教版选修3-4-新人教版高二选修3-4物理教案VIP免费

电磁波的发现电磁振荡伟大的预言[探新知·基础练]1．变化的磁场产生电场实验基础：如图所示，在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里就会产生感应电流。麦克斯韦对该问题的见解：电路里有感应电流产生，一定是变化的磁场产生了电场，自由电荷在电场的作用下发生了定向移动。该现象的实质：变化的磁场产生了电场。2．变化的电场产生磁场麦克斯韦大胆地假设，既然变化的磁场能产生电场，变化的电场也会在空间产生磁场。[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)1．变化的磁场会产生变化的电场。(×)2．变化的电场会产生磁场。(√)3．电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场。(×)[释疑难·对点练]1．对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2.对电磁场的理解(1)电磁场的产生：如果在空间某区域有周期性变化的电场，那么这个变化的电场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……变化的电场和变化的磁场交替产生，形成了不可分割的统一体，这就是电磁场。(2)电磁场与静电场、静磁场的比较：三者可以在某空间混合存在，但由静电场和静磁场混合的空间不属于电磁场。电磁场是电场、磁场相互激发，相互耦联形成的统一体。[试身手]1．(多选)某电路的电场随时间变化的图象如图所示，能产生磁场的电场是()解析：选BCD题图A中电场不随时间变化，不产生磁场；题图B和题图C中电场都随时间做均匀变化，能产生稳定的磁场；题图D中电场随时间做不均匀的变化，能在周围空间产生变化的磁场。电磁波[探新知·基础练]1．电磁波的产生如果空间某区域存在不均匀变化的电场，那么它就会在空间引起不均匀变化的磁场，这一不均匀变化的磁场又引起不均匀变化的电场——于是变化的电场和变化的磁场交错产生，由近及远向周围传播，形成电磁波。2．电磁波是横波根据麦克斯韦的电磁场理论，电磁波中的电场强度和磁感应强度互相垂直，而且二者均与波的传播方向垂直，因此电磁波是横波。3．电磁波的速度麦克斯韦指出了光的电磁本性，他预言电磁波的速度等于光速。4．电磁波的验证1886年，赫兹用实验证明了麦克斯韦预言的正确性，第一次捕捉到了电磁波。(1)赫兹的实验装置，如图所示(2)实验现象：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火花。(3)现象分析：当感应圈使得与它相连的两个金属球间产生电火花时，空间出现了迅速变化的电磁场。这种电磁场以电磁波的形式在空间传播。当电磁波到达导线环时，它在导线环中激发出感应电动势，使得导线环的空隙中也产生了火花。[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)1．麦克斯韦预言了电磁波的存在。(√)2．赫兹用实验证实了电磁波的存在。(√)3．电磁波的传播需要介质，不能在真空中传播。(×)[释疑难·对点练]电磁波与机械波的比较电磁波是电磁现象，机械波是力学现象，两种波因产生机理不同，除具有波的共性外，还有不同之处。机械波电磁波研究对象力学现象电磁现象周期性位移随时间和空间做周期性变化电场强度E和磁感应强度B随时间和空间做周期性变化传播情况传播需要介质，波速与介质有关，与频率无关传播无需介质，在真空中波速总等于光速c，在介质中传播时，波速与介质及频率都有关产生机理由(波源)质点的振动产生由电磁振荡(周期性变化的电流)激发是否横波可以是是是否纵波可以是否干涉现象满足干涉条件时均能发生干涉现象衍射现象满足衍射条件时均能发生明显衍射[试身手]2．(多选)关于电磁波与机械波，下列说法正确的是()A．电磁波传播不需要介质，机械波传播需要介质B．电磁波在任何介质中传播速率都相同，机械波在同一种介质中传播速率都相同C．电磁波和机械波都不能发生干涉D．电磁波和机械波都能发生衍射解析：选AD电磁波的波速与介质和频率都有关，传播时无需介质，而机械波的传播速度只与介质有关，传播时需要介质，故A对，B错；...