360 likes | 512 Views
导入新课. 无线电在生活中应用广泛. 无线电通信是怎样传输信号的呢?今天我们就来学习这方面的简单知识。. 第十四章 电磁波. 电磁波的发现. 教学目标. 知识与能力. 1 、理解麦克斯韦电磁场理论的两个支柱:变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场。了解变化的电场和磁场相互联系形成同一的电磁场。 2 、了解电磁场在空间传播形成电磁波。 3 、了解麦克斯韦电磁场理论以及赫兹实验在物理学发展中的贡献。. 过程与方法. 通过了解麦克斯韦电磁场理论以及赫兹实验,体会两位科学家研究物理问题的思想方法。. 情感、态度与价值观. 1 、体验生活物理,激发学习科学知识的热情。
E N D
导入新课 无线电在生活中应用广泛
第十四章 电磁波 电磁波的发现
教学目标 知识与能力 1、理解麦克斯韦电磁场理论的两个支柱:变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场。了解变化的电场和磁场相互联系形成同一的电磁场。2、了解电磁场在空间传播形成电磁波。3、了解麦克斯韦电磁场理论以及赫兹实验在物理学发展中的贡献。
过程与方法 通过了解麦克斯韦电磁场理论以及赫兹实验,体会两位科学家研究物理问题的思想方法。
情感、态度与价值观 1、体验生活物理,激发学习科学知识的热情。 2、学会“数字化”学习。
教学重难点 教学重点 麦克斯韦电磁理论 电磁波的形成和电磁波的特点
教学难点 麦克斯韦电磁理论的理解
本节导航 一、麦克斯韦的生平与贡献 二、伟大的预言 三、电磁波 四、赫兹的电火花
一、麦克斯韦的生平与贡献 1、电磁波发现的背景 (1)、麦克斯韦少年时在数学上极有天赋。 (2)、麦克斯韦受到法拉第巨大的激励。 (3)、前人工作的成果是麦克斯韦取得成功的基石。
2、麦克斯韦的生平 麦克斯韦是19世纪最伟大的理论物理学家,经典电磁场理论的奠基人。1831年8月31日,麦克斯韦出生于爱丁堡,童年时对自然科学产生了浓厚的兴趣。15岁时,在英国《爱丁堡皇家学会学报》上发表数学论文。1847年秋天,麦克斯韦考进了爱丁堡大学。三年后,他转入的剑桥大学。1852年,麦克斯韦又成了剑桥大学研究生,同时还参加了剑桥大学著名的斯托克斯讲座,在这两位数学大师的指点下,麦克斯韦不出三年就掌握了当时所有先进的数学方法,成为一名年轻有为的数学家。
麦克斯韦毕业后留校工作。开始了电磁学的研究。当时,电磁学在实验研究方面的四大定律(库仑定律、高斯定律、安培定律和法拉第电磁感应定律)已先后建立。特别是法拉第长期坚持对抗磁体的研究,并于1851年发表了《认磁力线》一文,这篇文章中蕴藏着朦胧的电磁理论的思想。这些先决条件为麦克斯韦的创造性研究准备了肥田沃土。麦克斯韦毕业后留校工作。开始了电磁学的研究。当时,电磁学在实验研究方面的四大定律(库仑定律、高斯定律、安培定律和法拉第电磁感应定律)已先后建立。特别是法拉第长期坚持对抗磁体的研究,并于1851年发表了《认磁力线》一文,这篇文章中蕴藏着朦胧的电磁理论的思想。这些先决条件为麦克斯韦的创造性研究准备了肥田沃土。
3、麦克斯韦的贡献 麦克斯韦于1856年、1862年、1864年发表了三篇划时代的论文,牢固地奠定了麦克斯韦电磁场理论的基础。《电磁通论》在1873年问世,这部经典著作,以著名的方程组把电荷、电流、电场和磁场间的普遍联系完全统一了起来,电磁波传播的研究和光的电磁理论是这部著作的精髓。在物理学史上,这一鸿篇巨著可以与牛顿的《自然哲学之数学原理》相媲美。 《电磁通论》
麦克斯韦电磁理论在他的生前并未得到充分的重视,因为他的思想太不寻常了,德国物理学家赫兹用实验的方法证实了他电磁理论预言的所有方面,麦克斯韦的理论才得到了普遍的承认。麦克斯韦电磁理论在他的生前并未得到充分的重视,因为他的思想太不寻常了,德国物理学家赫兹用实验的方法证实了他电磁理论预言的所有方面,麦克斯韦的理论才得到了普遍的承认。
二、伟大的预言 1、麦克斯围电磁场理论 (1)变化的磁场产生电场
E B O O t t ① 均匀变化的磁场产生稳定的电场
B E t O O ② 振荡磁场产生振荡电场 振荡电场 振荡磁场 t E与B 频率相同 正弦曲线
B E O O t t ① 均匀变化的电场产生稳定的磁场
E B O O ② 振荡电场产生振荡磁场 振荡磁场 振荡电场 t t B与E 频率相同 正弦曲线
思考与讨论 如果一个变化的电场会产生一个变化的磁场,那么下面还要发生什么现象呢? 变化的电场和变化的磁场总是相互联系的,它们形成一个不可分离的统一场,这就是电磁场。
三、电磁波 1、电磁波的产生 (1)理论分析: 空间某处产生一个随时间变化的电场,这个电场就会产生磁场。如果这个磁场也是随时间变化的,那么这个磁场就会新的电场。……这样下去,电磁场就会在空间区域不断向外传播形成了电磁波。
(2)、电磁波形成示意图: 激发 激发 若是均匀变化 稳定磁场 不再激发 稳定电场 变化电场 非均匀变 化的磁场 激发 若是均匀变化 若非均匀变化 变化磁场 激发 若非均匀变化
2、电磁波的特点: (1)电磁波中的电场和磁场互相垂直,电磁波在与二者均垂直的方向传播,所以电磁波是横波。
(2)电磁波在真空中的传播速度等于光在真 空中的传播速度,C=3×108m/s。 (3)不需要传播介质,在真空中可以传播
3.电磁波与机械波比较 [传播条件] 机械波传播需要介质,而电磁波不需要介质也能传播。 [传播规律] 都遵循“V=λf=λ/T”这个关系式;且电磁波也能发生反射、折射、衍射、干涉等现象。 [传播本质] 机械波传播的是机械能,电磁波传播的是电磁能。
四、赫兹的电火花 赫兹用实验证实电磁波的存在 令人振奋的电火花
课堂小结 1、麦克斯韦电磁场理论的两个支柱:变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场。 2、变化的电场和磁场相互联系形成同一的电磁场。电磁场在空间传播形成电磁波。3、赫兹实验的过程及对无线电技术的贡献。
课堂练习 1.根据麦克斯韦电磁场理论,下列说法正确的是( ) A、在电场周围一定产生磁场,在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,在变化的磁场周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 D、振荡的电场周围一定产生同频率变化的磁场 D
2.按照麦克斯韦的电磁场理论,以下说法中正确的是( ) A、磁场在周围一定产生电场 B、电场在周围一定产生磁场 C、变化的磁场在周围产生电场 D、变化的电场在周围产生磁场 CD 变化的磁场(电场)产生电场(磁场)
3.按照麦克斯韦的电磁场理论,以下说法中正确的是( ) A、恒定的磁场在周围产生恒定的电场 B、变化的磁场在周围产生变化的电场 C、均匀变化的磁场在周围产生均匀变化的电场 D、均匀变化的磁场在周围产生恒定的电场 D 均匀变化的磁场(电场)产生恒定的电场(磁场)
4.按照麦克斯韦的电磁场理论,以下说法中不正确的是( ) A、振荡的磁场在周围产生恒定的电场 B、振荡的磁场在周围产生均匀变化的电场 C、振荡的电场在周围产生不同频率的振荡磁场 D、振荡的电场在周围产生同频率的振荡磁场 D 振荡磁场(电场)产生同频率的振荡电场(磁场)