电磁波的发现

都减小一半时，f增大一倍，故选项D正确. 答案 D
课堂要点小结
电磁场理论的两个基本观点
电磁波的发现 电磁振荡
电磁波的产生
电磁波
电磁波是横波
振荡电流 光波是电磁波
放电过程
振荡电路
充电过程 T＝2π LC
振荡周期和频率
f＝
2π
1 LC
例4 在LC振荡电路中，可以使振荡频率增大一倍的方 法是( ) A.自感系数L和电容C都增大一倍 B.自感系数L增大一倍，电容C减小一半 C.自感系数L减小一半，电容C增大一倍 D.自感系数L和电容C都减小一半
四、电磁振荡的周期和频率
解析 根据LC振荡电路频率公式f＝ 1 得，当L、C 2π LC
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.周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场 解析 根据麦克斯韦的电磁场理论，只有变化的电场才产 生磁场，均匀变化的电场产生恒定的磁场，非均匀变化的 电场产生变化的磁场.
二、电磁波
例2 下列关于电磁波的叙述中，正确的是( ) A.电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播 B.电磁波在任何介质中的传播速度均为3×108 m/s C.电磁波由真空进入介质传播时，波长将变短 D.电磁波不能产生干涉、衍射现象
解析 若磁场正在减弱，则电流在减小，是充电过程， 根据安培定则可确定电流由b向a，电场能增大，上极 板带负电，故选项A、B正确；
三、电磁振荡的产生
若磁场正在增强，则电流在增大，是放电过程，电场 能正在减小，根据安培定则，可判断电流由b向a，上 极板带正电，故选项C正确，D错误. 答案 ABC
四、电磁振荡的周期和频率
二、电磁振荡
1.振荡电流、极板带电荷量随时间的变化图象：

同频率的电磁波传播速度是相同的(都等于光速)。
(2)不同频率的电磁波，在同一介质中传播，其速度是不同的，
频率越高，波速越小。
(3)v＝λf 中，f 是电磁波的频率，即为发射电磁波的 LC 振荡电
路的频率：f＝2π
1 ，改变 LC
L
或
C
即可改变
f，从而改变电磁波的
波长 λ。
[典例] (多选)根据麦克斯韦电磁场理论，变
3．解调是调制的逆过程 声音、图像等信号频率相对较低，不能转化为电信号直接发射 出去，而要将这些低频信号加载到高频电磁波信号上去。将声音、 图像信号加载到高频电磁波上的过程就是调制。而将声音、图像信 号从高频信号中还原出来的过程就是解调。 4．正确理解调谐的作用 世界上有许许多多的无线电台、电视台及各种无
[解析] 向上方向的磁场增强时，感应电流的磁场阻碍原磁场 的增强而方向向下，根据安培定则感应电流方向如图中 E 的方向所 示，选项 A 正确，B 错误。同理，当磁场反向即向下的磁场减弱时， 也会得到如图中 E 的方向，选项 C 正确，D 错误。 [答案] AC
电磁振荡的变化规律
1．各物理量变化情况一览表
合的
B．音频电流的频率比较低，不能直接用来发射电磁波
C．当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时，
接收电路产生的振荡电流最强
D．要使电视机的屏幕上有图像，必须要有检波过程
[思路点拨] 求解本题应把握以下两点： (1)知道电磁波的发射和接收原理。 (2)知道电谐振的原理。 [解析] 有效发射电磁波，必须采用开放电路和高频发射；一 般的音频电流的频率较低，不能直接用来发射电磁波；电磁波接 收原理是一种叫电谐振的现象，与机械振动中的共振有些相似； 电视机显示图像时，必须通过检波过程，把有效的信号从高频调 制信号中取出来，否则就不能显示，故 A 错误，B、C、D 正确。 [答案] BCD

二、电磁波的发现（1）发现者——海因里希·鲁道夫·赫兹海因里希·鲁道夫·赫兹（Heinrich Rudolf Hertz，1857年（丁巳年）2月22日－1894年（甲午年）1月1日），德国物理学家。

（2）发现过程——“赫兹实验”1886年，赫兹制成了一种仪器。

这种一起上有两个抛光的金属球，两球之间有很小的间隙。

这两个金属球接到一个感应圈两端。

由于两求见电压很高，间隙中的气场很强，空气分子被电离，从而形成了一个导电通路。

当有一簇电荷通过时，看上去就是火花。

赫兹还把一根导线弯成环状，导线两端安装两个金属球，其间留有空隙。

当把这个导线环放在距离感应线圈不太远的位置时，他观察到：当感应圈两个金属球间有火花跳过时，导线环两个小球间也跳过了火花。

赫兹推断：当火花在感应圈两个金属球间跳动时，必定建立了一个迅速变化的磁场。

按照麦克斯韦的理论：这种变化的磁场以电磁波形式在空间中传播。

当电磁波经过导线环是，迅速变化的电磁场在导线环中激发了感应电动势，使得导线环的空隙中也产生了火花。

因此，这个导线环便是电磁波的检测器。

而也正是这个导线环，证明了电磁波的存在。

（3）实验延伸——赫兹的贡献在著名的系列实验“赫兹实验”后，赫兹又进行了一系列关于电磁波反射、折射、衍射、干涉和偏振等现象，证明了电磁波与光具有相同的性质。

他还测得，电磁波在真空中具有与光相同的传播速度c。

这样，赫兹证实了麦克斯韦关于光的电磁理论。

赫兹关于电磁波的实验，为无线电技术的发展开拓了道路。

因此，他被誉为无线电通信的先驱。

后人为了纪念塔，把频率的单位定为赫兹。

机械波
电磁波
对象 研究力学现象 研究电磁现象
周期性 位移随时间和 电场强度E和磁感应
变化的 空间做周期性 强度B随时间和空间
物理量 变化
做周期性变化
传播 产生
传播需要介 传播无需介质，在真
质，波速与介 空中波速总是c，在介
质有关，与频 质中传播时，波速与
率无关
介质及频率都有关系
由质点(波源) 由周期性变化的电流
3．电磁波的特点 (1)电磁波中的电场强度与磁感应强度互相垂直，而且二 者均与波的传播方向垂直，因此电磁波是横波． (2)电磁波的速度等于光速c，光的本质是电磁波．
二、赫兹的实验 1．赫兹利用如图的实验装置，证实了电磁波的存在．
2．赫兹的其他实验成果：赫兹通过一系列的实验，观察 到了电磁波的反射、折射、干涉、衍射和偏振现象，并通过测 量证明，电磁波在真空中具有与光相同的速度，证实了麦克斯 韦关于光的电磁理论.
的振动产生
(电磁振荡)激发
干涉 可以发生
衍射 可以发生
横波
可以是
纵波
可以是
可以发生 可以发生
是 否
一、电磁波与机械波的比较 【例1】 (多选题)关于电磁波和机械波，下列说法正确 的是( ) A．电磁波是由发生区域向远处传播，机械波是振源的振 动向远处传播 B．电磁波的传播不需要介质，机械波传播需要介质 C．机械波和电磁波本质是一致的 D．它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象
电磁波的发现
一、麦克斯韦的电磁场理论及对电磁波的预言 1．麦克斯韦电磁场理论 英国物理学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象成果的基 础上，建立了完整的电磁场理论．可定性表述为：变化的磁场 产生电场，变化的电场产生磁场．
2．麦克斯韦对电磁波的预言 如果在空间某区域中有周期性变化的电场，那么这个变化 的电场就在空间引起变化的磁场；这个变化的磁场又引起新的 变化的电场．于是，变化的电场和变化的磁场交替产生，由近 及远向周围传播，形成了电磁波．

• (3) 电磁波具有波的特性
电磁波的实验证明
• 赫兹的电火花实验
赫兹观察到了电磁波的反射,折射,干涉,偏 振和衍射等现象. 他还测量出电磁波和光有相同的速度. 这样赫兹了麦克斯韦关于光的电磁理论.
赫兹在人类历史上首先捕捉到了电磁波
谢谢你的用心 参与!
理解: (1) 电场均匀变化产生稳定磁场
(2) 非均匀变化产生变化磁场
麦克斯韦电磁场理论的理解:
① 恒定的电场不产生磁场 ② 恒定的磁场不产生电场 ③ 均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场 ④ 均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场 ⑤ 振荡电场产生同频率的振荡磁场 ⑥ 振荡磁场产生同频率的振荡电场
电场和磁场的变化关系
非均匀 变化磁 场
激发
变 化 电 场
均 匀
稳 激发 定
变
磁
化
场
激发
若非
变
均匀 变化
化 磁 场
不 在 激 发
均匀变化
激发
稳 定 电
场
非均匀变化
电磁波
1 电磁场: 如果在空间某区域中有周期性变化的 电场,那么这个变化的电场就在它周围空间产生周 期性变化的磁场;这个变化的磁场又在它周围空间 产生新的周期性变化的电场,……
在无关,导体环只是用来显示电流的存在
说明:在变化的磁场中所
电场线
产生的电场的电场线是
闭合的 (涡旋电场)
电磁场理论的核心之二: 变化的电场产生磁场
麦克斯韦假设:变化的电场就像导线中的电流一
样,会在空间产生磁场,即变化的电场产生磁场
根据麦克斯韦理论,在给电容器充电的时候,不仅导体中的 电流要产生磁场,而且在电容器两极板间变化着的电场周 围也要产生磁场

来他又做了大量的实验，证实了麦克斯韦的电磁
场理论，为无线电技术的发展开拓了道路。
二、电磁波谱
（一）电磁波的描述
1.频率(f)：1s内通过波峰(波谷)的次数
2.波速(v)：描述波传播快慢
3.三者的关系： = λ
（二）电磁波谱
波长
波峰
波谷
= λ
真空中的光速
三、电磁波的应用
（一）电磁波的能量
变化的磁场产生电场
变化的电场产生磁场
变化的电场和磁场相互联
系， 形成一个统一的电磁场
周期性变化的电场，会在空
间引起周期性变化的磁场；这
个变化的磁场又引起新的变化
的电场。于是变化的电场和变
化的磁场交替产生，由近及远
地传播光也是一种电磁波！
一、电磁波的发现
对麦克斯韦电磁场理论的理解：
除了热辐射外，物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波。
这就为我们研究热辐射的问题带造成了困难。
一、热辐射
2、黑体：能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射
的物体叫做黑体。
特点：（1）不反射电磁波，但可以向外辐射电磁波；
（2）黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与它的温度
有关，与材料和表面状况无关。
第十三章 电磁感应与电磁波
初步
13.4 电磁波的发现及应用
一、电磁波的发现
英国物理学家麦克斯韦系统地总结了
人类直至19世纪中叶对电磁规律的研究
成果，其中有库仑、安培、奥斯特、 法
拉第等人的奠基之功，更有他本人的创
造性工作。在此基础上，他最终建立了
经典电磁场理论。
一、电磁波的发现
（一）麦克斯韦的预言：
二、能量子
1、概念：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的

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
① 均匀变化的磁场产生稳定的电场
B E
O
t
O
t
② 振荡磁场产生振荡电场 B 振荡磁场 O O E
振荡电场
t
t
正弦曲线
E与B 频率相同
（2）变化的电场产生磁场
① 均匀变化的电场产生稳定的磁场
E B
O
t
O
t
② 振荡电场产生振荡磁场 E 振荡电场 O O
B
振荡磁场
t
t
正弦曲线
B与 E 频率相同
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。
第十四章 电磁波
电磁波的发现
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。
赫兹用实验证实电磁波的存在

电磁波的发现与无线电波的应用
电磁波一直是科学界和工程领域中引人注目的研究对象之一。

本文将探讨电磁波的发现历程以及无线电波在现代社会中的广泛应用。

电磁波的发现
19世纪末，物理学家麦克斯韦提出了电磁波的理论，他认为光是一种电磁波，这一理论为后来的实验验证和应用奠定了基础。

后来，由赫兹实验证实了电磁波的存在，这一发现开启了电磁波研究的新篇章。

无线电波的应用
随着对电磁波的深入研究，无线电波的应用逐渐走入人们的生活和工作中。

无线电通信、广播、雷达技术等领域都广泛应用了无线电波技术，为现代社会的发展和进步提供了强大的支持。

在通信领域，无线电波使得人与人之间可以实现远程通信，手机、卫星通讯等技术都是基于无线电波传输的。

而在广播领域，无线电波让信息可以传播到世界各地，为人们提供了丰富的信息和娱乐选择。

雷达技术利用无线电波可以实现对目标的探测和跟踪，广泛应用于军事和民用领域。

电磁波的未来
随着科技的不断进步，对电磁波的研究也在不断深化。

人们正在探索更高频率的电磁波，以应对日益增长的通信需求和技术挑战。

人们也在研究如何更好地利用电磁波资源，提高能源利用效率和环境友好性。

电磁波的发现和无线电波的应用是现代科学技术发展的重要里程碑，它们改变了人类的生活方式和工作方式，推动着社会的不断进步。

在未来，电磁波必将继续发挥重要作用，为人类创造更美好的生活和工作环境。

电磁波的发现课件电磁波的发现课件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。

过程：一、伟大的预言说明：法拉第发现电磁感应现象那年，麦克斯韦在苏格兰爱丁堡附近诞生，从小就表现出了惊人的数学和物理天赋，他从小热爱科学，喜欢思考，1854年从剑桥大学毕业后，精心研读了法拉第的著作，法拉第关于“场”和“力线”的思想深深吸引了麦克斯韦，但麦克斯韦也发现了法拉第定性描述的弱点，那就是不能定量的描述电场和磁场的关系。

因此，这位初出茅庐的科学家决定用他的数学才能来弥补。

1860年初秋，麦克斯韦特意去拜访法拉第，两人虽然在年龄上相差四十岁，在性情、爱好、特长方面也迥然各异，可是对物质世界的看法却产生了共鸣。

法拉第鼓励麦克斯韦：“你不应停留在数学解释我的观点”，而应该突破它。

说明：麦克斯韦学习了库仑、安培、奥斯特、法拉第、亨利的研究成果，结合了自己的创造性工作，最终建立了经典电磁场理论。

说明：法拉第电磁感应定律告诉我们：闭合线圈中的磁通量发生变化就能产生感应电流，我们知道电荷的定向移动形成电流，为什么会产生感应电流呢？一定是有了感应电场，因此，麦克斯韦认为，这个法拉第电磁感应的实质是变化的'磁场产生电场，电路中的电荷就在这个电场的作用下做定向移动，产生了感应电流。

即使变化的磁场周围没有闭合电路，同样要产生电场。

变化的磁场产生电场，这是一个普遍规律说明：自然规律存在着对称性与和谐性，例如有作用力就有反作用力。

既然变化的磁场能够产生电场，那么变化的电场能否产生磁场呢？麦克斯韦大胆地假设，变化的电场能够产生磁场。

问：什么现象能够说明变化的电场能够产生磁场？（例如通电螺线管中的电流发生变化，那么螺线管内部的磁场要发生变化）说明：根据这两个基本论点，麦克斯韦推断：如果在空间在空间某区域中有不均匀变化的电场，那么这个变化的电场能够引起变化的磁场，这个变化的磁场又引起新的变化的电场.........这样变化的电场引起变化的磁场，变化的磁场又引起变化的电场，变化的电场和磁场交替产生，由近及远传播就形成了电磁波。

电磁波的发现历程（1831－1888）英国实验科学家法拉第在1831年开始⼀连串重⼤的实验，并发现了电磁感应。

这个重要的发现来⾃于，当他将两条独⽴的电线环绕在⼀个⼤铁环，固定在椅⼦上，并在其中⼀条导线通以电流时，另外⼀条导线竟也产⽣电流。

他因此进⾏了另外⼀项实验，并发现若移动⼀块磁铁通过导线线圈，则线圈中将有电流产⽣。

同样的现象也发⽣在移动线圈通过静⽌的磁铁上⽅时。

他的展⽰向世⼈建⽴起“磁场的改变产⽣电场”的观念。

此关系由法拉第电磁感应定律建⽴起数学模型，并成为四条麦克斯韦⽅程组之⼀。

这个⽅程组之后则归纳⼊场论之中。

法拉第并依照此定理，发明了早期的发电机，此为现代发电机的始祖。

1839年他成功了⼀连串的实验带领⼈类了解电的本质。

法拉第使⽤“静电”、电池以及“⽣物⽣电”已产⽣静电相吸、电解、磁⼒等现象。

在他⽣涯的晚年，他提出电磁⼒不仅存在于导体中，更延伸⼊导体附近的空间⾥。

这个想法被他的同僚排斥，法拉第也终究没有活着看到这个想法被世⼈所接受。

法拉第也提出电磁线的概念：这些流线由带电体或者是磁铁的其中⼀极中放射出，射向另⼀电性的带电体或是磁性异极的物体。

这个概念帮助世⼈能够将抽象的电磁场具象化，对于电⼒机械装置在⼗九世纪的发展有重⼤的影响。

法拉第如浩瀚宇宙般深邃的物理思想，强烈地吸引了同在英国的⼀位年轻⼈——来⾃英国苏格兰爱丁堡的麦克斯韦（詹姆斯麦克斯韦，James Clerk Maxwell，1831～1879）。

麦克斯韦认为，法拉第的电磁场理论⽐当时流⾏的超距作⽤电动⼒学更为合理，他抱着⽤严格的数学语⾔来描述法拉第理论的决⼼闯⼊了电磁学领域，并成为继法拉第之后集电磁学⼤成的伟⼤科学家。

麦克斯韦于1855年左右开始研究电磁学。

在潜⼼研究了法拉第关于电磁学⽅⾯的新理论和思想之后，他坚信法拉第的新理论包含着真理。

他在前⼈成就的基础上，对整个电磁现象作了系统、全⾯的研究，凭借他⾼深的数学造诣和丰富的想象⼒接连发表了电磁场理论的三篇论⽂：《论法拉第的⼒线》（On Faraday’s Lines of Force，1855年12 ⽉）；《论物理的⼒线》（On Physical Lines of Force，1862年）；《电磁场的动⼒学理论》（A dynamical theory of the electromagnetic field，1864年12⽉8⽇）。

他建立的电磁场理论，将电学、磁学、光学统一 起来，是19世纪物理学发展的最光辉的成果，是 科学史上最伟大的综合之一
一、伟大的预言
麦克斯韦的电磁场理论要点——伟大的预言
1.变化的磁场产生电场 实质是：变化的磁场在空间产生了电场，电路中的 没有闭合电路，同样产生电场
第1节 电磁波的发现
丰城九中
汉斯·克里斯蒂安·奥斯特
(Hans Christian Oersted，1777-1851)
丹麦物理学家、化学家。1820年发现 了电流的磁效应，他的重要论文在 1920年整理出版，书名是《奥斯特科 学论文》
法拉第评价道：他突 然打开了科学中一个 黑暗领域的大门，使 其充满光明
迈克尔·法拉第 （Michael Faraday，1791-1867） 英国物理学家、化学家，也是著 名的自学成才的科学家，生于萨 里郡纽因顿一个贫苦铁匠家庭， 仅上过小学。
成就：提出电磁感应学说, 发现电场与磁场的联 系, 提出磁场力线的假说, 发现了电解定律，推 广专业用语, 发现苯等物质。
詹姆斯·克拉克·麦克斯韦 (James Clerk Maxwell，1831 〜1879)，出生于苏格兰爱丁 堡，英国物理学家、数学家。 经典电动力学的创始人，统计 物理学的奠基人之一。
2.变化的电场磁场产生磁场
既然变化的磁场能够在空间产生电场，那么，变化 的电场能不能够在空间产生磁场？
麦克斯韦经过反复思 考提出假设：变化的电场 也相当于一种电流，也在 空间产生磁场，即变化的 电场在空间产生磁场。
3.电磁场 麦克斯韦根据自己的理论进一步预言，如果在空间某域 中有周期性变化的电场，那么，这个变化的电场就在它 周围空间产生周期性变化的磁场，这个变化的磁场又在 它周围空间产生新的周期性变化的电场……。可见，变 化的电场和变化的磁场是相互联系的，形成一个不可分 离的统一体，这就是电磁场。

1．赫兹的实验装置，如图所示
2．实验现象：当感应圈两个金属球间有 火花 跳过时， 导线环两个小球间也跳过 火花 。
3．现象分析：当感应圈使得与它相连的两个金属球间 产生电火花时，空间出现了迅速变化的电磁场 。这种电磁场 以电磁波 的形式在空间传播。当 电磁波 到达导线环时，它 在导线环中激发出 感应电动势 ，使得导线环的空隙中也 产生了火花。
C．由空气进入水中时，电磁波波长变小，声波波长变 大
D．电磁波和声波在介质中的传播速度，都是由介质决 定，与频率无关
解析：A、B均与事实相符，所以A、B正确。由空气进
入水中时，根据λ＝
v f
，电磁波波速变小，频率不变，波长变
小；声波速度变大，频率不变，波长变大，所以C正确。电
磁波在介质中的速度与介质有关，也与频率有关，在同一介
麦克斯韦对该问题的见解：回路里有 感应电流 产生， 一定是变化的 磁场 产生了电场，自由电荷在电场的作用下 发生了 定向 移动。
该现象的实质：变化的 磁场 产生了电场。
2．变化的电场产生磁场 麦克斯韦大胆地假设，既然变化的磁场能产生电场，变 化的电场也会在空间产生 磁场 。
知识点2 电磁波
1.电磁波的产生：如果空间某区域存在不均匀变化的电 场，那么它就会在空间引起不均匀变化的 磁场 ，这一不均 匀变化的磁场又引起不均匀变化的 电场 ……于是变化的电 场和变化的磁场交替产生，由近及远向周围传播，形成 电磁波 。
质中，频率越大，波速越小，所以D错误。
答案：ABC
点评：电磁波是电磁现象，声波是机械波，是力学现 象，两者都具有波的特性干涉、衍射等，但它们具有的本质 不同，如声波的传播依赖于介质的存在，但电磁波的传播则 不需要介质。
A．发出响声，并显示B的号码为12345670008 B．不发出响声，但显示B的号码为12345670008 C．不发出响 声，但显示B的号码为12345670002 D．即不发出响 声，也不显示号码

磁能生电（法拉第）
猜想：既然变化的磁场能够在空间产生电 场，那么，变化的电场能不能够在空间产 生磁场？
麦克斯韦相信自然界规 律的统一与和谐，相信电 场与磁场具有对称之美。 他大胆地提出的相似和联 系。经过反复思考提出假 设：变化的电场也相当于 一种电流，也在空间产生 磁场，即变化的电场在空 间产生磁场。
电磁波的实验证明
• 赫兹的电火花实验
赫兹观察到了电磁波的反射,折射,干涉, 偏振和衍射等现象.
他还测量出电磁波和光有相同的速度.
这样赫兹证明了麦克斯韦关于光的电磁 理论.
赫兹在人类历史上首先捕捉到了电磁波
生活中电磁波的产生
核弹爆炸
X射线照射下的鱼
X射线照射下的手
问题与练习：
1、下面说法中正确的是（ D ）
第十四章 电磁波
第1节
电磁波的发现
问题：
电磁波看不见、摸不着，怎 么知道它真实存在呢？
一、伟大的预言
演示实验 装置如图所示，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。 ——法拉第发现的
（1）线圈中产生感应电流说明了什么？ 麦克斯韦认为变化的磁场在线圈中产生 电场，正是这种电场(涡旋电场)在线圈 中驱使自由电子做定向的移动，引起了 感应电流。 （2）如果用不导电的塑料线绕制线圈，线 圈中还会有电流、电场吗？ 有电场、无电流。 （3）想象线圈不存在时线圈所在处的空间 还有电场吗？ 有！
电磁场理论的核心之二: 2、变化的电场产生磁场
根据麦克斯韦理论,在给电容器充电 的时候,不仅导体中的电流要产生磁场,而 且在电容器两极板间变化着的电场周围也 要产生磁场
理解: (1) 电场均匀变化产生稳定磁场 (2) 非均匀变化产生变化磁场

电磁波的理解
【典例 2】 下列关于电磁波的说法中正确的是( )． A．只要电场和磁场发生变化，就能产生电磁波 B．电磁波的传播需要介质 C．停止发射电磁波，发射出去的电磁波仍能独立存在 D．电磁波具有能量，电磁波的传播是伴随着能量向外传递的
解析 要想产生持续的电磁波，变化的电场(或磁场)产生的磁 场(或电场)必须是非均匀变化的，所以 A 选项错误；电磁波是 物质波，电磁波的传播可以不需要介质而在真空中传播，B 选 项错误；电磁波可以脱离“波源”而独立存在，C 选项正确； 电磁波可以使电荷移动，说明电磁波具有能量，电磁波传播的 过程，也就是能量的传播过程，所以 D 正确． 答案 CD
电磁波的发现
一、伟大的预言 1．变化的磁场产生电场 (1)在变化的磁场中如果有闭合的电路，由于穿过电路 的 磁通量发生变化 ，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 如果在空间有变化的电场，那么这个变化的电场也会产生磁场 ． 温馨提示 恒定的磁(电)场不能产生电(磁)场．
麦克斯韦电磁场理论
【典例 1】 根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是 ( )．
பைடு நூலகம்A．电场周围一定产生磁场，磁场周围也一定产生电场 B．变化的电场周围一定产生磁场，变化的磁场周围也一定产 生电场 C．变化的电场周围一定产生变化的磁场 D．电磁波在真空中的传播速度为 3.00×108 m/s
解析 根据麦克斯韦的电磁的理论，只有变化的电场周围产生 磁场，变化的磁场周围产生电场，但变化的电场周围不一定产 生变化的磁场，如均匀变化的电场产生的是稳定的磁场，所以 正确的选项是 B、D. 答案 BD
图4-1-2

电磁波的发现引言电磁波是一种自然现象，它在空间中传播的波动现象力量。

电磁波是由电场和磁场相互耦合而成的，它的发现对于现代通信和科技的发展具有重要意义。

本文将探讨电磁波的发现历程及其对人类社会的影响。

电磁波的理论基础电磁波的理论基础可以追溯到19世纪初。

当时，科学家们对电和磁这两种现象的性质和相互关系产生了浓厚的兴趣。

麦克斯韦是首位完整描述电磁现象的理论科学家，他提出了由电场和磁场相互耦合而成的电磁场理论，并预言了电磁波的存在。

麦克斯韦的预言在麦克斯韦的理论中，他预言了电磁波的存在。

根据麦克斯韦方程组，电磁场的变化会产生一种自由传播的波动，这就是电磁波。

麦克斯韦通过理论计算预测了电磁波的存在，并且指出它应该是一种可见光的一种形式。

麦克斯韦的预言引起了科学界的广泛关注，许多科学家开始尝试寻找并验证这一理论。

露特和赫兹的实验为了验证麦克斯韦的预言，科学家们进行了一系列的实验。

其中最早的实验是由德国物理学家露特在1864年进行的。

他使用了一种称为露特环的装置，通过旋转电流产生电磁波。

然而，由于技术限制，露特并没有成功地观察到电磁波的存在。

随后，在19世纪末，德国物理学家赫兹进行了一系列关于电磁波的实验。

他设计并制造了一种电磁辐射装置，通过激发电荷的震荡产生电磁波，并利用导线和天线来接收和检测电磁波。

赫兹通过实验证实了麦克斯韦的理论，并成功地观测到了电磁波的存在。

电磁波的应用电磁波的发现开启了一系列科技革命，影响了我们的生活。

以下是一些电磁波应用的例子：通信无线电和电视是基于电磁波传输的。

无线电电波可以传输音频信号和数据信号，使人们能够通过无线方式进行通信。

电视信号也是通过电磁波传输的，使我们能够观看各种节目和新闻。

雷达雷达是一种利用电磁波来探测物体和测量距离的技术。

通过发射电磁波并检测其反射信号，雷达可以探测到距离、速度和方向等物体的信息。

雷达在军事、航空和天气预报等领域具有重要应用。

医学影像学医学影像学使用X射线和核磁共振（MRI）等电磁波技术来观察人体内部结构和疾病。

。2021年3月11日星期四2021/3/112021/3/112021/3/11
• 15、会当凌绝顶，一览众山小。2021年3月2021/3/112021/3/112021/3/113/11/2021
• 16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2021/3/112021/3/11March 11, 2021
• 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。2021/3/112021/3/112021/3/113/11/2021 11:59:33 AM • 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。2021/3/112021/3/112021/3/11Mar-2111-Mar-21 • 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。2021/3/112021/3/112021/3/11Thursday, March 11, 2021 • 13、志不立，天下无可成之事。2021/3/112021/3/112021/3/112021/3/113/11/2021
(2)赫兹用实验证明了电磁波的存在,并研究了电磁波的反射、折 射、干涉、衍射和偏振等现象,证明了电磁波与光具有相同的性质, 测出了电磁波在真空中的传播速度与光速c相同。
10-
一、电磁波的发现
类型一 类型二
麦克斯韦电磁场理论 【例1】 关于电磁场理论,下列说法中正确的是( ) A.在电场周围一定产生磁场,磁场周围一定产生电场 B.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 C.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 解析:根据麦克斯韦的电磁场理论,只有变化的电场周围才产生 磁场,所以A项错。而非均匀变化的电场产生变化的磁场,均匀变化 的电场周围产生恒定的磁场,所以选项B、C错。 答案:D

场(电场),周期性变化的电场(磁场)产生同频率周期性变化的磁场
(电场),故只有 D 正确.
答案:D
二、 电磁波
知识精要 1.电磁波是横波,在传播方向上,任意一点的 E 和 B 都随时间按 正弦式规律变化,E 和 B 彼此垂直,且与电磁波的传播方向垂直. 2.电磁场中储存电磁能,电磁波的发射过程就是辐射能量的过 程. 3.只有周期性变化的电场和磁场相互激发才能形成电磁波. 4.电磁波可以在真空中传播,因为电磁波本身就是一种物质 ——场,所以传播时不再需要其他介质.任何频率的电磁波在真空中 的传播速度都等于光在真空中的速度,即 c=3.0×108 m/s,电磁波传播 虽然不需要介质,但在其他介质中的速度都比在真空中的小. 5.电磁波能产生反射、折射、干涉、衍射和偏振等现象. (1)麦克斯韦不仅预言了电磁波的存在,而且揭示了电、磁、光 现象在本质上的统一. (2)赫兹用实验证明了电磁波的存在,并研究了电磁波的反射、 折射、干涉、衍射和偏振等现象,证明了电磁波与光具有相同的性质, 测出了电磁波在真空中的传播速度与光速 c 相同.
答案:信息的传递和交换均以电磁波的形式进行,电磁波在真空 中的传播速度是 3.0×108 m/s,在空气中也近似等于这个值.
典题例解
【例 2】 关于电磁场和电磁波,下列说法中正确的是( ) A.电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波 B.电场和磁场总是相互联系着,统称为电磁场 C.电磁波是一种物质,只能在真空中传播 D.电磁波传播的速度总是 3.0×108 m/s 解析:如果在空间某区域有周期性变化的振荡的电场,那么这个 振荡的电场就在空间中引起同频率振荡的磁场;这个同频率振荡的 磁场又会引起新的同频率振荡的电场……于是,电场和磁场交替产 生,由近及远地传播,就形成电磁波,所以 A 项正确;因为稳定的电场 (磁场)不能产生磁场(电场),所以并不总是相互联系的,因此也就不 一定形成电磁场,所以 B 项不正确;电磁波是电磁场向前传播形成的, 电磁场由场组成,所以电磁波是一种物质,它既可以在真空中传播,也 可以在有介质的空间中传播,在真空中速度等于光速,即 3.0×108 m/s, 而在介质中传播速度会减小,故 C、D 项均不正确. 答案:A