高中物理:3.2《电磁场与电磁波》-课件(粤教版选修3-4)
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麦克斯韦简介麦克斯韦(James Clerk Maxwel 1831~1879)英国物理学家,1831年6月13日生于英国爱丁堡的一个地主家庭,8岁时,母亲去世,在父亲的诱导下学习科学,16岁时进入爱丁堡大学,1850年转入剑桥大学研习数学,1854年以优异成绩毕业于该校三一学院数学系,并留校任职。
1856年到阿伯丁的马里沙耳学院任自然哲学教授。
1860年到伦敦任皇家学院自然哲学及天文学教授。
1865年辞去教职还乡,专心治学和著述。
1871年受聘为剑桥大学的实验物理学教授,负责筹建该校的第一所物理学实验室——卡文迪许实验室,1874年建成后担任主任。
1879年第11月5日在剑桥逝世,终年只有49岁。
科学成就麦克斯韦自幼聪颖,15岁就发表过数学论文,一生从事过许多方面的物理学研究工作: 1.麦克斯韦在物理学中的最大贡献是建立了统一的经典电磁场理论和光的电磁理论,预言了电磁波的存在。
而这种理论预见后来得到了充分的实验证实。
1873年,麦克斯韦完成巨著《电磁学通论》,这是一部可以同牛顿的《自然哲学的数学原理》相媲美的书,具有划时代的意义。
2.麦克斯韦在电磁学实验方面也有重要贡献。
他建立了实验验证的严格理论,并重复卡文迪许的实验,将实验精度提高了3个数量级。
他的验证理论成为后世精确验证静电力平方反比定律的依据。
此外他还发明了麦克斯韦电桥。
3.麦克斯韦在分子动理论方面的功绩也是不可磨灭的。
他运用数学统计的方法导出了分子运动的麦克斯韦速度分布律。
还研究过土星的光环和视觉理论,创立了定量色度学。
他负责建立起来的卡文迪许实验室,在他和以后几位主任的领导下,发展成为名闻世界的学术中心之一。
在其短暂的生涯中,麦克斯韦迈出了物理学中从未有人走过的最重要的几步,他的成就无论在深度和广度上都可以和爱因斯坦相比拟,甚至难以想象,如果不是受到麦克斯韦工作的启发,爱因斯坦会取得那么巨大的成功。
爱因斯坦在自传中说:“在我求学的时代,最吸引人的题目就是麦克斯韦的理论”,“特殊的相对论起原于麦克斯韦的电磁场方程”。
高中物理 第三章3.2《电磁场与电磁波》教案 粤教版选修34一、导引人类认识客观世界,发现新的事物,常有二种方式,一种是从生产实践,科学实验中观察分析后发现新的事物,另一种是从科学理论出发,预言新的事物存在,电磁波的发现,属于后一种。
麦克斯韦从电磁场理论出发,运用了较为深奥的数学工具,得到了描述电磁场特性的规律,并预言了电磁波的存在。
10年后,他的学生赫兹用实验方法证实了麦克斯韦的伟大预言,发射并接收了电磁波,从而开创了无线电技术的新时代。
我们现在粗略地介绍了一下麦克斯韦的这个理论。
准备知识: 1、分析闭合电路中电流的形成: 分析电路中AB 中电流的方向是A →B ,问为什么会有A 到 B 的电流,重点确定电流形成的实质是导体中有电场的结果,而电场产生的电场力使电荷发生了定向移动。
结论:电路中电流形成的实质是电荷在电场力作用下发生的定向移动,而电场力的发生一....................................定伴随电场,电场的方向与............导体中电流的方向相同。
...........2、感应电流的产生:要使M 中产生感应电流的条件是什么?穿过闭合回路M 的B 发生变化。
强调:在.M .环中产生感应电流的实质是环内产生了电场,电场驱....................... 使电子定向移动而产生了电............流,电场的方向与电流方向相同。
...............那么将金属环拿走,当磁场变化时的电场是否存在呢?————引入麦克斯韦的电磁场理论。
3、一个变化的磁场中放一个闭合线圈会产生感应电流,这是一种电磁感应现象。
麦克斯韦研究了这种现象,认为若电路闭合就会有感应电流;若电路不闭合,则会产生感应电场;这个电场驱使导体中电子的运动,从而产生了感应电流。
麦克斯韦把这种情况的分析推广到不存在闭合电路的情形,他认为在变化的磁场周围产生电场,是一种普遍现象,跟闭合电路是否存在无关。