
1.進(jìn)一步了解麥克斯韋電磁場理論的基本思想。知道電磁波概念。初步了解電磁場是物質(zhì)的一種形式。會從電磁場的物質(zhì)性與能量傳播的觀點解釋電磁波的發(fā)射與接受。2.領(lǐng)會在發(fā)現(xiàn)電磁波的過程中所蘊含的科學(xué)精神和科學(xué)研究方法,體會赫茲實驗證明電磁波存在的重點意義。3.了解發(fā)現(xiàn)電磁波的歷史背景,知道麥克斯韋對電磁波的偉大貢獻(xiàn)。領(lǐng)會物理實驗對物理學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)意義。
問題:電磁振蕩電路中的能量有一部分要以電磁波的形式輻射到周圍空間中去,那么,這些電磁波是怎樣產(chǎn)生的?
1.變化的磁場產(chǎn)生電場(1)實驗基礎(chǔ):如圖1所示,在變化的磁場中放一個閉合電路,電路里就會產(chǎn)生感應(yīng)電流.
(2)麥克斯韋的見解:電路里能產(chǎn)生感應(yīng)電流,是因為變化的磁場產(chǎn)生了電場,電場促使導(dǎo)體中的自由電荷做定向運動.(3)實質(zhì):變化的磁場 產(chǎn)生了電場.2.變化的電場產(chǎn)生磁場麥克斯韋假設(shè),既然變化的磁場能產(chǎn)生電場,那么變化的電場也會在空間產(chǎn)生磁場.
1.電磁波的產(chǎn)生:變化的電場和磁場交替產(chǎn)生,由近及遠(yuǎn)向周圍傳播,形成電磁波.2.電磁波的特點:(1)電磁波在空間傳播不需要 介質(zhì);(2)電磁波是橫波:電磁波中的電場強度與磁感應(yīng)強度互相垂直,而且二者均與波的傳播方向垂直,因此電磁波是橫波.(3)電磁波的波長、頻率、波速的關(guān)系:v= ,在真空中,電磁波的速度c= m/s.(4)電磁波能產(chǎn)生反射、折射 、干涉、偏振和衍射等現(xiàn)象.
3.電磁波具有能量電磁場的轉(zhuǎn)換就是電場能量與磁場能量的轉(zhuǎn)換,電磁波的發(fā)射過程是輻射能量的過程,傳播過程是能量傳播的過程.
1886,赫茲通過自制的實驗裝置,證實了電磁波的存在。儀器中有一對拋光的金屬小球,兩球之間有很小的空氣間隙。將兩球連接到產(chǎn)生高壓的感應(yīng)圈的兩端時,兩球之間出現(xiàn)了火花放電。
如果能夠適時地把能量補充到振蕩電路中,以補償能量損耗,就可以得到振幅不變的等幅振蕩(圖4.1-3)。實際電路中由電源通過電子器件為LC電路補充能量。
拓展電磁波是電磁現(xiàn)象,機械波是力學(xué)現(xiàn)象,兩種波產(chǎn)生機理不同,所以除具有波的共性外,還有不同之處。
對麥克斯韋電磁場理論的理解
1.根據(jù)麥克斯韋電磁場理論,下列說法正確的是( )A.變化的電場一定產(chǎn)生變化的磁場B.均勻變化的磁場一定產(chǎn)生均勻變化的電場C.恒定的電場產(chǎn)生恒定的磁場D.振蕩電場產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場
解析:A錯:根據(jù)麥克斯韋電磁場理論,變化的電場一定產(chǎn)生磁場,但產(chǎn)生的磁場不一定是變化的磁場。B錯:變化的磁場一定產(chǎn)生電場,但是產(chǎn)生的電場不一定是變化的,均勻變化的磁場產(chǎn)生的是恒定的電場,周期性變化的磁場產(chǎn)生周期性變化的電場。C錯:恒定的電場不會產(chǎn)生磁場,恒定的磁場也不會產(chǎn)生電場。D對:振蕩電場會產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場。
2.[多選]關(guān)于電磁場理論的敘述,正確的是( ?。〢.變化的磁場周圍一定存在著電場,與是否有閉合電路無關(guān)B.周期性變化的磁場產(chǎn)生同頻率變化的電場C.變化的電場和變化的磁場相互關(guān)聯(lián),形成一個統(tǒng)一的場,即電磁場D.電場周圍一定存在磁場,磁場周圍一定存在電場 ?
3.[多選]根據(jù)麥克斯韋電磁場理論,變化的磁場可以產(chǎn)生電場,當(dāng)產(chǎn)生的電場的電場線如圖所示時,可能是( ?。〢.方向向上的磁場在增強B.方向向上的磁場在減弱C.方向向上的磁場先增強,然后反向減弱D.方向向上的磁場先減弱,然后反向增強 ?
4.[多選]下列關(guān)于電磁波的敘述中,正確的是( )A.電磁波是電磁場由發(fā)生區(qū)域向遠(yuǎn)處的傳播B.電磁波在任何介質(zhì)中的傳播速度均為3.0×108 m/sC.電磁波由真空進(jìn)入介質(zhì)傳播時,波長將變短D.電磁波不能產(chǎn)生干涉、衍射現(xiàn)象
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