1、高中物理高中物理选修选修3-4教科版教科版电磁场和电磁波电磁场和电磁波 目标定位目标定位1.了解麦克斯韦电磁场理论的基本观点以及在物理学发展史上了解麦克斯韦电磁场理论的基本观点以及在物理学发展史上的意义的意义.2.了解电磁波的特点及其发展过程，通过电磁波体会电磁场的了解电磁波的特点及其发展过程，通过电磁波体会电磁场的物理性质物理性质一、电磁场和电磁波一、电磁场和电磁波1麦克斯韦电磁理论的两个基本假设麦克斯韦电磁理论的两个基本假设(1)变化的磁场能够在周围空间产生电场变化的磁场能够在周围空间产生电场(2)变化的电场能够在周围空间产生磁场变化的电场能够在周围空间产生磁场2电磁场电磁场如果在空间某区
2、域有如果在空间某区域有 的电场，那么这个变化的电的电场，那么这个变化的电场就在它周围空间引起变化的场就在它周围空间引起变化的 ，这个变化的磁场又在，这个变化的磁场又在它周围空间引起变化的电场它周围空间引起变化的电场于是，变化的电场和变化的于是，变化的电场和变化的磁场交替产生，形成不可分割的统一体，称为电磁场磁场交替产生，形成不可分割的统一体，称为电磁场预习导学预习导学不均匀变化不均匀变化 磁场磁场 3电磁波电磁波(1)产生：由产生：由 的电场和磁场交替产生而形成的电磁场是的电场和磁场交替产生而形成的电磁场是由近及远传播的，这种变化的电磁场在空间的传播称为电磁由近及远传播的，这种变化的电磁场在空
3、间的传播称为电磁波波(2)在在1865年从理论上预见了电磁波的存在，年从理论上预见了电磁波的存在，1888年物理学家年物理学家 第一次用实验证实了电磁波的存在第一次用实验证实了电磁波的存在 还还运用自己精湛的实验技术测定了电磁波的波长和频率，得到运用自己精湛的实验技术测定了电磁波的波长和频率，得到了电磁波的传播速度，证实了这个速度等于了电磁波的传播速度，证实了这个速度等于 预习导学预习导学变化变化 麦克斯韦麦克斯韦 赫兹赫兹 赫兹赫兹 光速光速(3)电磁波的波长电磁波的波长，波速，波速v和周期和周期T、频率、频率f的关系：的关系：vT .(4)电磁波在真空中的传播速度电磁波在真空中的传播速度v
4、 .预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义一、对麦克斯韦电磁场理论的理解一、对麦克斯韦电磁场理论的理解1恒定的磁场不会产生电场，同样，恒定的电场也不会产生磁恒定的磁场不会产生电场，同样，恒定的电场也不会产生磁场；场；2均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场，同样，均匀变均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场，同样，均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场；化的磁场在周围空间产生恒定的电场；3振荡变化的磁场在周围空间产生同频率振荡的电场，同样，振荡变化的磁场在周围空间产生同频率振荡的电场，同样，振荡变化的电场在周围空间产生同频率振荡的磁场振荡变化的电场在周围空间产生同频率振荡的磁场课堂讲义课堂讲义【例例
5、1】关于电磁场理论，下列说法正确的是关于电磁场理论，下列说法正确的是()A在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场B在变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周在变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围一定产生变化的电场围一定产生变化的电场C均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场D周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场解析解析根据麦克斯韦电磁场理论，只有变化的电场能产生磁根据麦克斯韦电磁场理论，只有变化的电场能产生磁场，均匀变化的电场产生稳定的
6、磁场，非均匀变化的电场才场，均匀变化的电场产生稳定的磁场，非均匀变化的电场才产生变化的磁场产生变化的磁场答案答案D课堂讲义课堂讲义针对训练针对训练某电路中电场随时间变化的图像如下列各图所示，某电路中电场随时间变化的图像如下列各图所示，能发射电磁波的电场是能发射电磁波的电场是()课堂讲义课堂讲义解析解析图图A中电场不随时间变化，不会产生磁场；图中电场不随时间变化，不会产生磁场；图B和和C中电中电场都随时间做均匀的变化，只能在周围产生稳定的磁场，也不场都随时间做均匀的变化，只能在周围产生稳定的磁场，也不会产生和发射电磁波；图会产生和发射电磁波；图D中电场随时间做不均匀的变化，能中电场随时间做不均匀
7、的变化，能在周围空间产生变化的磁场，而这磁场的变化也是不均匀的，在周围空间产生变化的磁场，而这磁场的变化也是不均匀的，又能产生变化的电场，从而交织成一个不可分割的统一体，即又能产生变化的电场，从而交织成一个不可分割的统一体，即形成电磁场，能发射电磁波形成电磁场，能发射电磁波答案答案D课堂讲义课堂讲义课堂讲义课堂讲义2电磁波和机械波的区别电磁波和机械波的区别(1)二者本质不同二者本质不同电磁波是电磁场的传播，机械波是质点机械振动的传播电磁波是电磁场的传播，机械波是质点机械振动的传播(2)传播机理不同传播机理不同电磁波的传播机理是电磁场交替感应，机械波的传播机理是电磁波的传播机理是电磁场交替感应，
8、机械波的传播机理是质点间的机械作用质点间的机械作用(3)电磁波传播不需要介质，而机械波传播需要介质电磁波传播不需要介质，而机械波传播需要介质(4)电磁波是横波，机械波既有横波又有纵波，甚至有的机械电磁波是横波，机械波既有横波又有纵波，甚至有的机械波同时有横波和纵波，例如地震波波同时有横波和纵波，例如地震波课堂讲义课堂讲义【例例2】以下关于机械波与电磁波的说法中，正确的是以下关于机械波与电磁波的说法中，正确的是()A机械波和电磁波，本质上是一致的机械波和电磁波，本质上是一致的B机械波的波速只与介质有关，而电磁波在介质中的波速机械波的波速只与介质有关，而电磁波在介质中的波速不仅与介质有关，而且与电
9、磁波的频率有关不仅与介质有关，而且与电磁波的频率有关C机械波可能是纵波，而电磁波必定是横波机械波可能是纵波，而电磁波必定是横波D它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象课堂讲义课堂讲义解析解析机械波由振动产生；电磁波由周期性变化的电场机械波由振动产生；电磁波由周期性变化的电场(或磁场或磁场)产生，机械波是能量波，传播需要介质，速度由介质决定，电产生，机械波是能量波，传播需要介质，速度由介质决定，电磁波是物质波，波速由介质和自身的频率共同决定；机械波有磁波是物质波，波速由介质和自身的频率共同决定；机械波有横波，也有纵波，而电磁波一定是横波，它们都能发生反射、横波，也有纵波，而电磁波一定是横波，它们都能发生反射、折射、干涉和衍射等现象，故选项折射、干涉和衍射等现象，故选项B、C、D正确正确答案答案BCD借题发挥借题发挥机械波的传播速度完全由介质决定，而电磁波的传机械波的传播速度完全由介质决定，而电磁波的传播速度是由介质和频率共同决定播速度是由介质和频率共同决定.再见再见
