1、电磁波的发现及应用电磁波的发现及应用44要解决的问题：o 电磁波是什么？是物质吗？o 电磁波是如何产生的？o 电磁波是如何传播的？传播速率是多大？o 什么是光？o 电磁波有哪些应用？一、电磁场问题1：磁场变化如图.环内有感应电流吗？问题2：金属环内电子定向移动的原因是什么？闭合金属环BBtO变化的磁场恒定电路中，由于电源作用，在电路内建立恒定电场，电荷受电场力发生定向移动形成电流。闭合回路的磁通量变化，产生感应电流.电荷定向移动必定要受到电场力作用，说明在闭合回路周围空间产生了电场。麦克斯韦提出：变化的磁场在周围空变化的磁场在周围空间产生电场。间产生电场。变化的磁场在周围空间产生电场。磁场在竖
2、直面内，电场在水平面内，电场和磁场垂直。BBtO麦克斯韦有着深厚的数学功底（和法拉第形成鲜明对比），相信自然规律的统一性与和谐性，根据电场和磁场的对称性，大胆假设：变化的电场在周围空间会产生磁场。变化的电场在周围空间会产生磁场。麦克斯韦认为：变化的磁场产生电场，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。变化磁场和电场相互变化的电场产生磁场。变化磁场和电场相互联系，形成一个统一体联系，形成一个统一体电磁场。电磁场。麦克斯韦简介 麦克斯韦8岁时母亲因肺结核逝世，由父亲照顾抚养教育. 14岁时发表第一篇数学论文，受到数学教授称赞，后毕业于剑桥大学,理论功底深厚. 著有电磁通论，提出电磁场理论，预言电磁
3、波;建立气体分子热运动分布规律.James Clerk Maxwell(1831-1879)二、电磁波麦克斯韦在前人发现的基础上，建立电磁场理论麦克斯韦方程组，建立统一电和磁的系统理论。根据电磁场理论：周期性变化的电场，周期性变化的电场，在空间引起周期性变化的磁场；变化的磁场在空间引起周期性变化的磁场；变化的磁场又引起新的变化的电场又引起新的变化的电场。变化的电场和。变化的电场和磁场交替产生，由近及远向周围传播，产生磁场交替产生，由近及远向周围传播，产生电磁波。电磁波。周期性变化的电场电场电场电场磁场磁场电场空间同时存在变化电场(E)和变化磁场(B)电磁波传播方向与E和B方向均垂直麦克斯韦计算
4、电磁波的传播速度等于真空中的光速c，提出：光是遵循电磁定律在场中传播的电磁扰动。电磁波可以在真空中传播，不需要媒介.机械波，例如声波的传播必须需要某种媒介(气体、液体或固体).声波传播模拟示意图电磁波的实验证明工作由德国物理学家赫兹完成.1888年，赫兹在德国卡尔斯鲁厄高等工业学校工作期间，利用自己制作的实验仪器证实了电磁波的存在，并研究了电磁波的反射、折射等规律，测量电磁波的传播速度，证实了麦克斯韦电磁场理论的正确性。感应圈ABCD三、电磁波谱 相邻两个波峰之间的距离叫波长.不同电磁波波长不同，与频率f 满足关系式，c=f.c为电磁波在真空中的传播速率.波长越长，频率越小.无线电波、红外线、
5、可见光、紫外线、X射线、射线均为电磁波，它们区别是频率（波长）不同。不同频率的电磁波在真空中的传播速度均相同(均为c)，但在其他介质中传播速度不同，与电磁波的频率有关(称为电磁波的色散)。电磁波谱(按波长或频率排列)不同波长的电磁波特性不同，在生活、生产中均有着广泛应用.X射线能穿透物质，用于检查人体内部器官.红外线被用于夜视设备和监控摄像头，在军事上被广泛应用.雷达是利用电磁波的反射侦测目标的专用设备。天线发射出定向的电磁波脉冲，遇到目标被反射回来，再被天线接收。依据反射波的方向和反射脉冲相对于发射脉冲延迟的时间，测量目标的方位和距离。可见光波长大约在390nm-760nm，能引起人的视觉反
6、应.光的颜色决定于光的频率.颜色波长/nm红光622-760橙光597-622黄光577-597绿光492-577青光450-492蓝光435-450紫光390-435四、电磁波的能量在冬季阳光照耀在身上，人感受温暖；夏季的太阳又让人躲在遮阳伞下，可见光具有能量。放射性治疗利用X射线、射线的高能量破坏细胞分子结构，杀死肿瘤细胞。微波炉使用的电磁波波长为122mm.食物中的水分子在电磁场作用下热运动加剧，内能增加，温度升高.电磁波由周期性变化的电场和磁场在空间中传播形成，即电磁波是在空间传播的电磁场。电场和磁场具有能量，电磁波具有能量。能量储存在电磁场所在的空间，分布在整个空间范围，用能量密度描述单位体积空间包含的能量，与电场强度E和磁感应强度B有关。五、电磁波通信赫兹虽首先验证电磁波的存在，却认为用电磁波传递信息是不可行的。工程师马可尼发明了无线电报，把无线电通讯从试验扩展到大规模实际应用，被誉为“无线电之父”。马可尼因在无线电通信方面的贡献荣获1909年诺贝尔物理学奖。马可尼(1874-1937)意大利物理学家课堂小结1.电磁场：变化的电场和磁场形成统一的电磁场2.电磁波：周期性变化的电场和磁场互相激发，在空间传播形成电磁波.3.电磁波谱 c=f；应用4.电磁波具有能量.5.电磁波通信应用作业本节“练习与应用”习题
