4.1《电磁波的发现》.ppt

1、4.1 电磁波的发现,奥斯特电流的磁效应,法拉第电磁感应现象,伟大的预言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。,（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 ！,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

2、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。,2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。,二电磁场、,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。,2、电磁波,变化的电场和变化的磁场交替产

3、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。,B,E,E,E,B,B,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。,c.光是一种电磁波。,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。,2、赫兹的实验：,2、赫兹的实验：,赫兹实验证实：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。,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

4、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。,电磁波谱,它们都是以波的形式传播的。,音乐的律动,七色彩虹,水波,描述波的几个物理量：,波长,频率,波速,波长（）,波峰,波谷,邻近的两个波峰（或波谷）的距离，叫做波长。,频率（f）,一秒内有多少次波峰或波谷通过，就是波的频率。,运动员舞动彩带,抖动绳子的波形,波速（ ）,S=V t,=,V,T,匀速直线运动,波的传播,=,C,T,电磁波的传播,T=1/f,C=f,电磁波谱：,电磁波的频率范围很广。按电磁波的波长或频率大小的顺序把他们排列成谱，叫做电磁波谱。,可见光

5、,（赤橙黄绿蓝靛紫）,红外线,无线电波,紫外线,X射线和射线,（700nm400nm）,（400nm5nm）,小,大,（1mm700nm）,（1mm）,（5nm）,可见光：,可见光的波长在700-400nm之间。,太阳光是由组成的赤橙黄绿蓝靛紫七种光组成的。不同颜色的光时不同波长（频率）范围的电磁波,红外线,是一种光波， 比无线电波短，比可见光长。所有物体都辐射红外线。主要作用是热作用。人眼看不见红外线。,利用红外线测量体温,红外线主要作用是热作用，可以利用红外线来加热物体和进行红外线遥感,红外线技术的应用,注意: 烤箱中的红光,不是红外线,红外线是看不见的.,利用红外线检测人体的健康状态，本

6、图片是人体的背部热图，透过图片可以根据不同颜色判断病变区域,红外线卫星云图显示一九九九年九月十六日台风约克于清晨靠近香港时,中心的风眼清晰可见,无线电波,1的电磁波。用通信和广播。微波炉用的也是无线电波。,电视塔能发射无线电波,利用微波加热,紫外线,波长范围在5-400nm的电磁波是紫外线。,紫外线具有较高的能量。,紫外线消毒,紫外线验钞,X射线和射线,波长比紫外线更短的电磁波就是X射线和射线,X射线和射线的波长很短，具有很强的穿透性。,电磁波的能量,电场是电荷周围客观存在的物质,磁场时客观存在的物质,电磁波是客观存在的物质,电磁波具有能量。,四、太阳辐射太阳辐射中含有可见光、红外线、紫外线，

7、同时还有X射线、射线、无线电波。太阳辐射的能量集中在可见光、红外线和紫外线三个区域内，如下图。波长在黄绿光附近，辐射的能量最强。,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。,小结,一、波长、频率和波速 1描述波动的物理量：波长、频率和波速 2波峰、波谷：凸起的最高处叫做波峰；凹下 的最低处叫波谷。3波长：邻近的两个波峰(或波谷)间的距离叫 做波长4、频率：1S内通过的波峰或波谷的次数叫频率。5、波

8、速公式：波速=波长频率 C=f6、电磁波在真空中的速度：C=3.00108m/s.,小结,二、电磁波谱 1、电磁波谱 ：按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫做电磁波谱2、波长从大到小的顺序：无线电波、光波（红外线、可见光、紫外线）、X射线、射线三、电磁波的能量电磁波有能量。电磁波是一种物质。四、太阳辐射太阳辐射的能量集中在可见光、红外线和紫外线三个区域。黄绿光附近，辐射的能量最强。,3、频率(波长)不同的电磁波表现出作用不同 红外线主要作用是热作用，可以利用红外线来加热物体和进行红外线遥感； 紫外线主要作用是化学作用，可用来杀菌和消毒； 伦琴射线有较强的穿透本领，利用其穿透本领与物质的密度有关，进行对人体的透视和检查部件的缺陷； 射线的穿透本领更大，在工业和医学等领域有广泛的应用，如探伤，测厚或用刀进行手术,关于电磁波谱的几点强调,返回,工业探伤医用治疗,贯穿能力最强,电磁波的种类和应用归纳,电流的磁效应,电流周围存在磁场。,磁场方向的判断用安培定则。,电磁感应现象：,电磁感应现象：闭合电路的一部分在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就有电流产生。,