人教版高二物理选修1-1课件-4.1电磁波的发现
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4.1 电磁波的发觉[学习目标定位] 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统一的电磁场及相关推理思维过程.2.了解电磁场在空间传播形成电磁波.知道机械波与电磁波的异同,生疏光是以波动形式传播的一种电磁振动.3.了解赫兹捕获电磁波的过程,及电磁波的产生在物理学进展史上的宏大意义.一、宏大的预言1.变化的磁场产生电场(1)在变化的磁场中假如有闭合的电路,由于穿过电路的磁通量的变化产生了感应电流,表明变化的磁场产生了电场.(2)变化的磁场中如不放闭合电路,也同样要在空间产生电场.2.变化的电场产生磁场假如在空间有变化的电场,那么这个变化的电场也会产生磁场.二、电磁波1.电磁波的产生:假如在空间某区域有不均匀变化的电场,那么这个变化的电场就在空间引起变化的磁场;这个变化的磁场又会引起新的变化电场和磁场……于是,变化的电场和磁场交替产生,由近及远地传播.电磁场这样由近及远地传播,就形成电磁波.2.电磁波的特点(1)电磁波可以在真空中传播.(2)电磁波的传播速度等于光速.(3)光在本质上是一种电磁波.三、赫兹的电火花1.麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹试验验证了电磁波的存在.2.赫兹试验验证了电磁波与光具有相同的性质,还测得电磁波与光具有相同的传播速度c.一、宏大的预言[问题设计]装置如图1所示,当穿过螺线管的磁场随时间变化时,上面的线圈中产生感应电动势,引起感应电流使灯泡发光,思考小灯泡为什么能发光?并阐述麦克斯韦依据法拉第发觉的电磁感应现象推理变化的磁场产生电场的思维过程.图1答案由于交变电流产生的磁场在不断变化,所以穿过线圈的磁通量不断变化,在线圈中产生感应电动势,形成感应电流,小灯泡发光.麦克斯韦从场的观点进一步想到,产生感应电流时,确定是有了促使导体中自由电荷做定向运动的电场.因此,麦克斯韦认为:这个现象的实质是变化的磁场在空间产生了电场.假如在这个空间有一个闭合电路,那么电路中的自由电荷就在这个电场作用下做定向运动,形成电流;即使在变化的磁场中没有闭合电路,也同样要在空间产生电场,故磁场变化时确定产生电场.[要点提炼]1.电磁场不均匀变化的磁场产生变化的电场,变化的电场又会引起变化的磁场,变化的电场和磁场是相互联系的,形成一个不行分别的统一的场,叫做电磁场.2.两条基本理论(1)变化的磁场在四周空间产生电场;(2)变化的电场也在四周空间产生磁场.3.深化理解(1)恒定的电场不产生磁场,恒定的磁场不产生电场;(2)均匀变化的磁场产生稳定的电场,均匀变化的电场产生稳定的磁场;(3)振荡的磁场产生同频率振荡的电场,振荡的电场产生同频率振荡的磁场.[延长思考]。
电磁波的发现★新课标要求(一)知识与技能1.知道麦克斯韦电磁场理论的重要地位。
2.知道麦克斯韦电磁场理论的主要内容。
3.知道电磁波的特点。
4.知道赫兹实验及其重要意义。
(二)过程与方法通过对电磁波发现过程的了解,认识规律的普遍性与特殊性,培养学生的逻辑推理和类比推理能力。
(三)情感、态度与价值观培养学生崇尚科学、献身科学的精神。
★教学重点变化的磁场产生电场。
★教学难点变化的电场产生磁场。
★教学方法演示推理和类比推理★教学用具:学生电源一台,电磁铁一块,多匝线圈、灯座、小灯泡各一个,导线若干,多媒体课件★教学过程(一)引入新课(导入画面)师:大家看到的画面是“神舟六号”发射场面。
“神舟六号”上天后,人们是怎样知道它到达预定的地点呢?生:无线电波。
师:无线电广播、电视、人造卫星、导弹、宇宙飞船等,传递信息和跟地面的联系都要利用电磁波。
现代社会的各个部门,几乎都离不开“电磁波”,可以说“电”作为现代文明的标志,“电磁波”就是现代文明的神经中枢,或者叫现代化的代名词。
那么,电磁波是什么?它是怎样产生的?它有什么性质?怎样利用它传递信号?这一章就要讨论这些问题。
今天我们就从电磁波的发现开始学习。
(二)进行新课1.伟大的预言(教师首先向学生介绍麦克斯韦的生平简介,激发学生的好奇心和求知欲。
)麦克斯韦(Jame s Clark Mexwell,1831~1879)是英国的理论物理学家、数学家。
1831年6月13日生于英国爱丁堡。
他的父亲是一个科学家,他从小就受到科学的熏陶,15岁时向英国皇家学会递交数学论文,发表在《爱丁堡皇家学会学报》上,第一次显露出他出众的才华。
1847年,考入爱丁堡大学学习数学和物理学。
1850年转入剑桥大学,1854年毕业后留校工作,1856~1865年,他先后在阿丁见大学和伦敦皇家学院任教。
1871年,麦克斯韦任剑桥物理实验室主任,1874年,他主持建立的卡文迪许实验室竣工,任该实验室首任主任。
4.1电磁波的发现教学目标: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。
体会两位科学家研究物理问题的思想方法。
重点:理解麦克斯韦电磁场理论的两个支柱难点: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教学过程:导入新课:如果说广播、电视给人们带来了休闲和娱乐,那么迅猛发展的移动通讯更加方便了人们的生活,它以通讯方式缩短了人们之间的距离,同时还兼容了休闲娱乐功能来丰富人们的生活。
当你在享受科技给生活带来的便捷时,你是否思考过电视广播、移动通讯的工作原理?你是否知道电磁波是怎样发现的?1.电磁波的发现(1)电磁波的预言第一个预言电磁波的是①英国(填一国家名)物理学家麦克斯韦。
麦克斯韦在法拉第等前人的基础上建立了完整的电磁场理论,它的两个基本观点:①变化的磁场产生②电场;②变化的电场产生③磁场。
(2)电磁波①根据麦克斯韦电磁场理论,周期性变化的电场和磁场相互联系,形成电场和磁场的统一体,它由近及远地向周围传播,这就是④电磁波。
②根据麦克斯韦电磁场理论,电磁波在真空中传播时,它的⑤电场强度和⑥磁感应强度是相互垂直的,且二者均与⑦波的传播方向垂直。
因此电磁波是⑧横波(填“横波”或“纵波”)。
③麦克斯韦指出电磁波的传播速度等于⑨光速,反映了光的电磁本性。
④第一个通过实验证明电磁波存在的是德国科学家⑩赫兹(填一人名)。
2.电磁振荡(1)电磁振荡的产生①振荡电流:大小和方向都做周期性迅速变化的电流叫振荡电流。
②振荡电路:能产生振荡电流的电路叫振荡电路。
由电感线圈和电容组成的电路是最简单的振荡电路,称为LC振荡电路。
③电磁振荡:在振荡电路里产生振荡电流的过程中,电容器极板上的电荷量q、电路中的电流i、电容器里的电场强度E、线圈里的磁感应强度B都发生周期性变化的现象。