物理人教版选修3-4教材梳理 第十四章 1.电磁波的发现含解析
物理人教版选修3-4课堂探究 第十四章 1电磁波的发现 Word版含解析
课堂探究一、对麦克斯韦电磁场理论的理解1．电磁场的产生：如果在空间某处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变化的电场……变化的电场和变化的磁场是相互联系着的，形成不可分割的统一体，这就是电磁场。
2．麦克斯韦电磁场理论的要点(1)恒定的磁场不会产生电场，同样，恒定的电场也不会产生磁场。
(2)均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场，同样，均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场。
(3)振荡变化的磁场在周围空间产生同频率振荡的电场，同样，振荡变化的电场在周围空间产生同频率振荡的磁场。
电磁场是动态的，并且电场和磁场不可分割，磁感线、电场线都是闭合的曲线；静电场、静磁场是单独存在的，且电场线是非闭合曲线，静止的电场和磁场不是电磁场。
二、电磁波的特点有哪些？1．同一种电磁波在不同介质中传播时，频率不变(频率由波源决定)，波速、波长发生改变。
在介质中的速度都比真空中速度小，注意机械波在不同介质中速度不同，其传播速度由介质决定。
2．不同电磁波在同一介质中传播时，传播速度不同，频率越高波速越小，频率越低波速越大。
3．在真空中传播时，不同频率的电磁波的速度相同：v ＝c ，且c ＝λf, λ＝cf 。
4．因为电磁波是交变电磁场互相激发产生的，所以电磁波传播时不需要介质，可在真空中传播。
5．电磁波是横波，电场方向与磁场方向都跟传播方向垂直。
6．电磁波遇到其他物体时，能发生反射、折射等现象。
7．电磁波具有波的共性，能产生干涉、衍射等现象。
8．电磁波可以脱离“波源”独立存在。
电磁波发射出去后，产生电磁波的振荡电路停止振荡后，空间中的电磁波仍继续传播。
三、电磁波与机械波的比较我们熟悉的声波、水波，它们都是机械波。
电磁波和机械波一样都具有波的特性，可以发生反射、折射、干涉和衍射，都满足v＝λT，但电磁波是一种更特殊的波，它的电磁特性比机械波更复杂。
类型一麦克斯韦电磁场理论【例1】根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法中正确的是()。
高二物理选修3-4_14_1_电磁波的发现_LI
6）电磁波有能量。
3、赫兹用实验证实电磁波的存在：
1）观察到了电磁波的反射,折射,干涉,偏振和 衍射等现象.
2）还测量出光的λ和f，算出电磁波和光有相 同的速度. 3）奠定了无线电技术基础 赫兹在人类历史上首先 捕捉到了电磁波
令人振奋的电火花
4.电磁波与机械波比较： 机械波传播需要介质，而电 1）传播条件： 磁波不需要介质也能传播。
例与练
3、比较电磁波和机械波，下列说法中
机械波只能在介质中传播
正确的是（ BC ） A、电磁波和机械波都可以在真空中传 播 B、电磁波和机械波都是传递能量的一 种形式 C、电磁波和机械波都能产生反射、干 电磁波是横波， 涉、衍射、偏振现象 声波是纵波 D、电磁波和声波都是纵波
4、任何电磁波在真空中都具有相同的 （ C ） (A)频率 (B)波长 (C)波速 (D)能量
充电完毕状态：磁场能向电场能转化完毕，电场 能最大，磁场能最小。
放电完毕状态：电场能向磁场能转化完毕，磁场 能最大，电场能最小。
2、电磁振荡的物理实质： （1）q、i、E(U)、B都在发生周期性 的变化； （2）电场能磁场能发生周期性的转化。
三、电磁振荡的周期和频率
电磁振荡与简谐运动有很多相似之处，
BCD
2、关于电磁波，下列说法中正确的是
A、均匀变化的电场和均匀变化的磁场
互相激发，由产生处向远处传播形成 电磁波 B、振荡电场和振荡磁场互相激发，由 产生处向远处传播形成电磁波 C、电磁波的振荡电场和振荡磁场方向 互相垂直，且与传播方向互相垂直 电磁波是横波 D、电磁波能够发生反射、干涉、衍射、 偏振现象
2．在一个周期内，振荡电流的方向改变两次；电场 能（或磁场能）完成两次周期性变化．
最新人教版高中物理选修3-4第十四章《电磁波》本概览
第十四章电磁波
本章概览
三维目标
掌握电磁振荡、电磁场和电磁波的概念以及电磁波的发射和接收等知识；知道电磁波和其他波一样都具有波的共性；提高学生分析事物共性和特性的能力.
通过对麦克斯韦电磁场理论的了解，认识电磁场在空间传播形成电磁波，学会用电磁波在真空中的传播速度公式v=λf解决有关问题.
通过对电磁波振荡原理的学习，认识电磁振荡在实际生活中的应用，学会用公式T=2πLC解一些关于电磁振荡的有关问题.
通过对电磁波谱的进一步认识和学习，知道日常生活中电磁波的应用，学会对生活中简单现象进行客观合理的解释，培养科学探究的精神.
知识网络。
高中物理人教版选修3-4课件：14.1 电磁波的发现
电磁波
-1-
1.电磁波的发现
-2-
1.电磁波的发现
目标导航
Z 知识梳理 Z重难聚焦
HISHISHULI
HONGNANJUJIAO
D典例透析
IANLITOUXI
1.了解电磁波发现的过程,领会人类认识世界的认知规律。 2.初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想以及在物理学发展 史上的意义。 3.知道变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场。知道变化的 电场和变化的磁场交替产生,由近及远地向周围传播就形成电磁波。 4.知道赫兹用实验证明了电磁波的存在,在人类历史上首先捕捉 到了电磁波。
电磁波 研究电磁现象 电场强度 E 和磁感应强度 B 随时间和空间做周期性变化 传播不需要介质,在真空中波 速总是 c,在介质中传播时,波 速与介质及频率都有关系 由周期性变化的电流(电磁振 荡)激发 可以发生 可以发生 是 —
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1.电磁波的发现
一 二 三
目标导航
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HISHISHULI
HONGNANJUJIAO
D典例透析
IANLITOUXI
7.电磁波具有波的共性,能产生干涉、衍射等现象。 8.电磁波可以脱离“波源”独立存在。电磁波发射出去后,产生电 磁波的振荡电路停止振荡后,空间中的电磁波仍继续传播。
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1.电磁波的发现
一 二 三
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HISHISHULI
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1.电磁波的发现
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HONGNANJUJIAO
D典例透析
IANLITOUXI
1.伟大的预言 (1)变化的磁场产生电场 实验基础:如图所示,在变化的磁场中放一个闭合电路,电路里就 会产生感应电流。
人教版高中物理选修3-4第十四章知识点汇总
人教版高中物理选修3—4第十四章知识点总结
第十四章 电磁波
一、电磁波
1、麦克斯韦电磁理论
（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
②周期性变化的磁场产生周期性变化的电场
（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
②周期性变化的电场产生周期性变化的磁场
2、电磁场：
（1）含义：变化的电场和变化的磁场交替产生，所形成的不可分离的统一体称为电磁场
（2）特点： ①电场与磁场交替产生
②从产生处向外传播
3、电磁波：
（1）含义：电磁场在空中的传播
①电磁波是一种横波，具有横波的一切特性
②电磁波传播依靠的是电磁场的交替产生，不需要介质（与机械波不同）
③在真空中的传播速度为c=3×108m/s ，在介质中的传播速度由介质决定，与波的频率有关 ④关系：f V λ=
⑤预言电磁波存在的是麦克斯韦，首先用实验证实电磁波存在的是赫兹
（2）波的图像：
二、电磁振荡
①电路中的电流、电容器极板上的电荷量、电容器中的电场、线圈中的磁场在作周期性变化 ②振荡周期：LC T π2=
三、电磁波的发射的接收：（均利用LC振荡电路）
1、无线电波的发射：
（1）发射要求：①要有足够高的频率
②电场磁场要分散到尽可能大的空间
要求的达到：开放电路
（2）利用无线电波输送信号：对高频电磁波进行调制（调幅、调频）2、无线电波的接收：对接收电路进行调谐
取出信号：要检波。
高中物理 第14章 第1、2节 电磁波的发现 新人教版选修3-4
答案：高压线中通过的是三相交流电，每相电流都是按正 弦规律变化的交变电流，这就满足了产生电磁场的条件，如果 人长期处在较强电磁场中会受到电磁场的影响。在变压电站的 工作人员都有电磁辐射费，这也说明电磁辐射对人体会产生不 好的作用。
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，叫做振荡电 流。 2．振荡电路 能产生振荡电流的电路叫做__振__荡__电__路__。
3．振荡过程 如图所示，将开关S掷向1，先给电容器充电，再将开关掷 向2，从此时起，电容器要对线圈放电：
(1)放电过程：由于线圈的自__感____作用放电电流不能立刻 达 到 最 大 值 ， 由 0 逐 渐 增 大 ， 同 时 电 容 器 极 板 上减的少电 荷 ______ 。 放 电 完 毕 时 ， 极 板 上 的 电 荷 为 零 ， 放 电最电大流 达 到 _______ 。 该 过 程 电电容场器能储 存 的 _________磁_ 转场化能为 线 圈 的 __________。
3．周期和频率公式
T＝___2_π__L__C__，f＝2π
1。 LC
重点难点突破
一、电磁场 1．电磁场理论的核心之一 变化的磁场产生电场。 2．电磁场理论的核心之二 变化的电场产生磁场。
3．麦克斯韦电磁波理论的理解 (1)恒定的电场不产生磁场。 (2)恒定的磁场不产生电场。 (3)均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场。 (4)均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场。 (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。 4．电磁场 变化的电场和变化的磁场是相互联系着的，形成不可分割 的统一体，这就是电磁场。
(3)实际的LC振荡是阻尼振荡：电路中有电阻，振荡电流
物理人教版选修3-4本章整合 第十四章电磁波 含解析
本章整合知识建构专题应用专题一电磁振荡的三个“两”电磁振荡在近年来的高考中出现的频率较高。
学习中若能抓住三个“两”，就可把握好本章的知识要点，从而使知识系统化。
1．两类物理量考题大部分是围绕某些物理量在电磁振荡中的变化规律而设计的，因此，分析各物理量的变化规律就显得尤为重要。
这些物理量可分为两类：一类是电流(i)。
振荡电流i在电感线圈中形成磁场，因此，线圈中的磁感应强度B、磁通量Φ和磁场能E磁具有与之相同的变化规律。
另一类是电压(u)。
电容器极板上所带的电荷量q、两极板间的场强E、电场能E电、线圈的自感电动势E自的变化规律与u相同。
电流i和电压u的变化不同步，规律如图所示。
2．两个过程电磁振荡过程按电容器的电荷量变化可分为充、放电过程，当电容器的电荷量增加时为充电过程，这个过程中电路的电流减小；电荷量减少时为放电过程，这个过程中电路的电流增大，变化如图。
在任意两个过程的分界点对应的时刻，各物理量取特殊值(零或最大值)。
3．两类初始条件如图中的电路甲和乙，表示了电磁振荡的两类不同初始条件。
图甲中开关S 从1合向2时，振荡的初始条件为电容器开始放电，图乙中开关S从1合向2时，振荡的初始条件为电容器开始充电，学习中应注意区分这两类初始条件，否则会得出相反的结论。
【专题训练1】如图电路中，L是电阻不计的电感器，C是电容器，闭合开关S，等电路达到稳定状态后，再断开开关S，LC电路中将产生电磁振荡，如果规定L中的电流方向从a到b为正方向，断开开关时刻为t＝0，那么四个图中能正确表示电感中的电流方向i随时间t变化规律的是( )。
专题二电磁波的传播与应用电磁波的传播不需要介质，各种频率的电磁波在真空中的传播速度都相同，在介质中的传播速度与频率有关。
电磁波常用于无线电广播、电视的信号发送，还应用于雷达来执行多种任务。
理解电磁波的传播原理，将其等效为匀速直线运动是解决此类问题的基础。
【专题训练2】目前雷达发射的电磁波频率多在200 MHz至1 000 MHz的范围内，下列关于雷达和电磁波的说法不正确的是( )。
人教版高中物理选修3-4 14.1《电磁波的发现》(共13张PPT)
2、电磁波形成示意图：
非均匀变 化的磁场
激 发 激 发
变 化 电 场
若是均匀变化 若非均匀变化
激 发
稳定磁场 变化磁场
不再激发
稳定电场
激 发
若是均匀变化 若非均匀变化
3、电磁波的特性： a.不需要传播介质,可以在真空中传播。 b.传播速度等于光速。 c.光是一种电磁波。
三、赫兹的电火花
1、试验装置：
无
麦克斯韦认为在变化的磁场周围产生电场, 是一种普遍存在的现象,跟闭合电路是否存 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 产生的电场的电场线是 闭合的 (涡旋电场)
电场线
电ห้องสมุดไป่ตู้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
a.连接感应圈的两个金属球。 b.导线环上的两个金属球。
2、试验现象：
当感应圈两个金属球间有火花跳过时，导线环两个小球 间也跳过了火花。
3、现象解释：
当感应圈两个金属球间有火花跳过时，立刻产生了一个 交变电磁场，形成电磁波在空间传播，经过导线环时激发出 感应电动势，使得导线环中也产生了火花。
4、捕捉电磁波的模拟试验：
二、伟大的预言
1、两个基本观点： a.变化的磁场产生电场。 b.变化的电场产生磁场。
麦克斯韦电磁场理论的两大基本要点是：
（1）、不仅电荷能够产生电场，变化的磁 场也能产生电场； （2）、不仅电流能够产生磁场，变化的电 场也能产生磁场。
按照这个理论，变化的电场和磁场总是 相互联系的，形成不可分割的统一体——电 磁场。
14.1电磁波的发现
§1、电磁波的发现
最新人教版高中物理选修3-4第十四章《电磁波的发现》
1电磁波的发现1．麦克斯韦理论(1)麦克斯韦的电磁场理论：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场。
(2)电磁场：变化的电场和磁场总是相互联系的，形成了一个不可分离的统一场。
(3)对麦克斯韦电磁场理论的理解：①均匀变化的磁场(或电场)产生稳定的电场(或磁场)；②非均匀变化的磁场(或电场)产生变化的电场(或磁场)；③振荡磁场(或电场)产生同频率的振荡电场(或磁场)。
麦克斯韦在建立电磁场理论的过程,中，提出了什么假设？运用了哪些物理思想？麦克斯韦提出了“变化的磁场产生电场”“变化的电场产生磁场”两个开创性的假说，研究中麦克斯韦采用了联想、推理、类比、对称等物理学的思想方法。
【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，只有D正确。
答案：D2．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)电磁波的传播速度等于光速c，光的本质是电磁波。
谈重点：电磁波的波长和频率(1)两个相邻的波峰(或波谷)之间的距离等于电磁波的波长。
电磁波在空间以一定的速度传播，其波长λ、频率f(或周期T)和波速之间的关系遵从波动的一般关系，即v＝λT＝λf。
(2)电磁波的频率即为电磁振荡的频率，它由波源决定，与介质无关。
电磁波在真空中的传播速度等于光在真空中的传播速度，即电磁波在真空中的传播速度c＝3.0×108 m/s。
电磁波和光波一样，在介质中的传播速度都要小于真空中的传播速度，其大小与介质有关。
【例2】下列关于电磁波的叙述，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3.0×108 m/sC．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3．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。
高中物理人教版(选修3-4)第十四章电磁波第1节电磁波的发现(共56张PPT)
麦 克 斯 韦
韦伯穿过一个又一个欧姆。把回音 带给我──“我是你忠实而又真诚的 法拉，充电到一个伏特，表示对你 的爱。-----麦克斯韦
新 课 内 容
一、麦克斯韦的电磁场理论要点
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 -----法拉第的发现 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。
新 课 内 容
二、电磁场、电磁波
3.电磁波形成示意图：
激 发
激 发
若是均匀变化 变 化 电 场 若非均匀变化
激 发
稳定磁场
不再激发
稳定电场
激 发
非均匀变 化的磁场
若是均匀变化 变Biblioteka 磁场 若非均匀变化新 课 内 容
三、赫兹的电火花
麦克斯韦英年早逝，未能见到科学实验对电磁场理 论的证明。把天才的预言变成世人公认的真理，这是赫 兹的功劳。
STS---无线电发展史
在赫兹发现电磁波六年后，意大利的马可尼、俄国的波波夫分 别实现无线电传播，并很快投人实际使用。其他利用电磁波的技术， 也像雨后春笋般相继问世。 无线电报（1894年）、无线电广播（1906年）、无线电导航
（1911年）、无线电话（1916年）、短波通讯（1921年）、无线电
第十四章
电磁波
第 1节
电磁波的发现
学习目标
1．知道麦克斯韦电磁场理论的基本内容。 2．知道电磁波的特点。 3.会分析LC振荡回路中振荡电流的产生过程。
4.知道LC电路中能量转化情况。
5.知道LC电路的周期和频率公式，知道周期（频率）的决定要素。 重点难点： 1.麦克斯韦电磁场理论的基本内容。 2.LC回路振荡过程的分析。
物理人教版高二选修3-4互动课堂_第十四章_1.电磁波的发现_word版含解析
第1页 共2页 互动课堂疏导引导1.麦克斯韦电磁场理论在19世纪60年代，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，预言了电磁波的存在.麦克斯韦电磁场理论的内容有（1）变化的磁场产生电场图14-1-1如图14-1-1所示，麦克斯韦认为在变化的磁场周围产生电场，是一种普遍存在的现象，跟闭合电路（导体环）是否存在无关，导体环的作用只是用来显示电流的存在.注意：在变化的磁场中所产生的电场的电场线是闭合的；而静电场中的电场线是不闭合的.（2）变化的电场产生磁场 图14-1-2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的电场周围也要产生磁场（如图14-1-2所示）.（3）电场和磁场相互产生的规律①恒定的电场不产生磁场；恒定的磁场不产生电场.②均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场；均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场.③振荡电场产生同频率的振荡磁场；振荡磁场产生同频率的振荡电场.2.机械波与电磁波（1）电磁波与机械波的共同点①电磁波与机械波一样，能发生反射、折射、衍射、干涉、驻波等现象.②电磁波与机械波一样，是传播能量的一种形式，能传递信息.③电磁波的波长、频率、波速关系与机械波一样满足v=λf ，fT 1 ，且传播过程中频率不变，波速由介质决定.（2）电磁波与机械波的不同点①产生的机理不同：电磁波是电磁运动产生的，是变化的电磁场在空间的传播；机械波是机械运动产生的，是振动这一运动形式在介质中的传播.②电磁波传播不需要介质，机械波必须有介质才能传播.电磁场本身是一种物质，电磁波是物质传播的形式，是靠电和磁的相互“感应”而传播的，可以脱离电荷而独立存在，故它的传播不需要介质，真空中也能传播.③电磁波是横波，电场方向和磁场方向互相垂直且都与波的传播方向垂直；机械波有横波也有纵波.④电磁波波速比机械波波速大得多，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.活学巧用1.某电路的电场随时间变化的图象如图14-1-3所示，能发射电磁波的电场是（ ）图14-1-3思路解析：图A中电场不随时间变化，不产生磁场，图B和图C中电场都随时间做均匀变化，只产生稳定的磁场，也不会产生和发射电磁波.图D中电场随时间做不均匀的变化，能在周围空间产生变化的磁场，而这种磁场的变化也是不均匀的，又能产生变化的电场，从而交织成不可分割的统一体，电磁场由近及远地传播，形成电磁波.答案：D2.某空间出现了如图14-1-4所示的一组闭合的电场线，这可能是（）图14-1-4A.沿AB方向磁场在迅速减弱B.沿AB方向磁场在迅速增强C.沿BA方向磁场在迅速增强D.沿BA方向磁场在迅速减弱思路解析：根据电磁感应，闭合回路中的磁通量变化时，使闭合回路中产生感应电流，该电流可用楞次定律判断，根据麦克斯韦电磁理论，闭合回路中产生感应电流，是因为闭合回路中受到了电场力的作用，而变化的磁场产生电场，与是否存在闭合回路没有关系，故空间内磁场变化产生的电场方向，仍可用楞次定律判断，四指环绕方向即感应电场的方向，由此可知A、C正确.答案：AC3.关于电磁场和电磁波，下列叙述中正确的是（）A.均匀变化的电场在它周围空间产生均匀变化的磁场B.电磁波和机械波一样依赖于介质传播C.电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直，且与波的传播方向垂直D.只要空间某个区域有振荡的电场或磁场，就能产生电磁波思路解析：均匀变化的电场和恒定电流一样，只能产生不变的磁场，所以A是错误的.电磁波是电磁场自身的运动过程，它本身就是物质，不需介质传播;振荡的电场和振荡的磁场总是交替产生，且能由发生的区域向周围空间传播，产生电磁波，选项B错，D正确.理论分析和实验都证明电磁波是横波，电磁场中的E、B矢量跟波的传播方向是互相垂直的.答案：CD4.电磁波从真空传入水中时，下列说法正确的是（）A.频率不变，波速变大，波长变大B.频率不变，波速变小，波长变小C.波速不变，频率变小，波长变大D.波速不变，频率变大，波长变小思路解析：电磁波的波长λ，波速v和频率f与机械波一样，满足c=fλ，传播过程中，频率不变，CD两项错误.但电磁波在真空中的速度最大，而在介质中速度都会减小，故从真空传入水中时波速变小，波长变小. 电磁波的波速与机械波的不同点是在真空中速度最大，为光速c，在任何其他介质中的速度都比c小.答案：B第2页共2页。
人教版高中物理选修3-4第十四章 电磁波基础知识梳理
第十四章电磁波14.1 电磁波的发现一、电磁场和电磁波1．麦克斯韦电磁理论的两个基本假设(1)变化的磁场能够在周围空间产生电场。
(2)变化的电场能够在周围空间产生磁场注意：变化的磁场产生的电场,叫感应电场或涡流电场,它的电场线是闭合的;静电荷周围产生的电场叫静电场,它的电场线由正电荷起到负电荷止,是不闭合的。
二、电磁波的产生机理1．电磁场变化的电场和变化的磁场交替产生，形成不可分割的统一体，称为电磁场。
2．电磁波(1)电磁波的产生：变化的电场和磁场交替产生而形成的电磁场是由近及远地传播的，这种变化的电磁场在空间的传播称为电磁波。
(2)电磁波的特点：①电磁波在空间传播不需要介质；在真空中，电磁波的传播速度与光速相同：即 v真空= c ＝ 3.0×108m/s 光是一种电磁波②电磁波是横波，在空间传播时任一位置上（或任一时刻）E、B、v三矢量相互垂直且E和B随时间做正弦规律变化。
③电磁波具有波的共性,能产生干涉、衍射等现象,电磁波与物质相互作用时,能发生反射、吸收、折射等现象,电磁波也是传播能量的一种形式。
④相邻两个波峰(或波谷)之间的距离等于电磁波的波长,一个周期的时间,电磁波传播一个波长的距离。
⑤电磁波的频率为电磁振荡的频率,由波源决定,与介质无关。
(3)电磁波的波速、波长与频率的关系:v=λf，λ=vf。
注意：①同一种电磁波在不同介质中传播时,频率不变(频率由波源决定),波速、波长发生改变,在介质中的速度为v=cn(n为介质对电磁波的折射率),在介质中的速度都比在真空中的速度小.②不同电磁波在同一种介质中传播时,传播速度不同,频率越高波速越小,频率越低波速越大.三、赫兹的电火花一发现了电磁波1.赫兹实验赫兹观察到:当感应圈的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。
据此实验,赫兹在人类历史上首先捕捉到了电磁波。
2.赫兹的其他成果赫兹观察到了电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象，测量证明了电磁波在真空中具有与光相同的速度c,证实了麦克斯韦关于光的电理论。
人教版高中物理选修3-4第十四章第1节.docx
高中物理学习材料桑水制作第十四章电磁波第1节电磁波的发现1．麦克斯韦经典电磁场理论的两大支柱：____________.2．变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，变化的电场和磁场总是相互联系，形成一个不可分离的统一体，这就是__________________．3．电磁波的产生：如果在空间某区域有周期性变化的电场，那么它就会在周围空间引起周期性变化的________；这个变化的磁场又引起新的变化的________……于是，变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围空间传播出去，____________这样由近及远地传播，就形成了____________．4．________________预言了电磁波的存在，________实验验证了电磁波的存在，电磁波在真空中的传播速度等于________．5．电磁波在传播时，不变的物理量是( )A．振幅B．频率C．波速D．波长6．关于电磁场理论的叙述正确的是( )A．变化的磁场周围一定存在着电场，与是否有闭合电路无关B．周期性变化的磁场产生同频率变化的电场C．电场和磁场相互关联，形成一个统一的场，即电磁场D．电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场7．某电路中电场强度随时间变化的关系图象如图所示，能发射电磁波的是( )概念规律练知识点一麦克斯韦的电磁场理论1．下列说法正确的是( )A．电荷的周围一定有电场，也一定有磁场B．均匀变化的电场在其周围空间一定产生磁场C．任何变化的电场在其周围空间一定产生变化的磁场D．正弦交变的电场在其周围空间一定产生同频率交变的磁场图12．如图1所示，一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动，当磁感应强度均匀增大时，此粒子的( )A．动能不变B．动能增加C．动能减小D．以上情况都可能知识点二电磁波3．以下关于机械波与电磁波的说法中，正确的是( )A．机械波与电磁波，本质上是一致的B．机械波的波速只与介质有关，而电磁波在介质中的波速，不仅与介质有关，而且与电磁波的频率有关C．机械波可能是纵波，而电磁波必定是横波D．它们都可发生干涉、衍射现象4．关于电磁波的传播速度，以下说法正确的是( )A．电磁波的频率越高，传播速度越大B．电磁波的波长越长，传播速度越大C．电磁波的能量越大，传播速度越大D．所有的电磁波在真空中的传播速度都相等方法技巧练应用电磁场理论的解题技巧图25．如图2所示是一水平放置的绝缘环形管，管内壁光滑，内有一直径略小于管内径的带正电的小球，开始时小球静止．有一变化的磁场竖直向下穿过管所包围的面积，磁感应强度大小随时间成正比增大，设小球的带电荷量不变，则( )A．顺着磁场方向看，小球受顺时针方向的力，沿顺时针方向运动B．顺着磁场方向看，小球受逆时针方向的力，沿逆时针方向运动C．顺着磁场方向看，小球受顺时针方向的力，沿逆时针方向运动D．小球不受洛伦兹力，不运动图36．某空间出现了如图3所示的闭合的电场，电场线为一簇闭合曲线，这可能是( ) A．沿AB方向磁场在迅速减弱B．沿AB方向磁场在迅速增强C．沿BA方向磁场在迅速增强D．沿BA方向磁场在迅速减弱1．关于电磁场的产生，下列叙述正确的是( )A．静止的电荷周围一定有磁场B．运动的电荷周围一定有磁场C．电容器充、放电时，电路中的电流能产生磁场D．电荷在导体中振动会产生电场和磁场2．下列关于电磁场的说法正确的是( )A．只要空间某处有变化的电场或磁场，就会在其周围产生电磁场，从而形成电磁波B．匀速运动的电子束周围一定存在电磁场，即能产生电磁场C．周期性变化的电场和周期性变化的磁场交替产生，相互依存，形成不可分离的统一体，即电磁场D．历史上，电磁场的理论在先，实践证明在后3．应用麦克斯韦的电磁场理论判断如图4所示的表示电场产生磁场(或磁场产生电场)的关系图象中(每个选项中的上图表示的是变化的场，下图表示的是变化的场产生的另外的场)，正确的是( )图44．关于电磁波传播速度表达式v＝λf，下述结论中正确的是( )A．波长越长，传播速度越大B．频率越高，传播速度越大C．发射能量越大，传播速度就越快D．电磁波的传播速度与传播介质有关5．关于电磁波的特点，下列说法正确的是( )A．电磁波中的电场和磁场互相垂直，电磁波沿与二者垂直的方向传播B．电磁波是横波C．电磁波的传播不需要介质，而是电场和磁场之间的相互感应D．电磁波不具有干涉和衍射现象6．下列关于电磁波的说法正确的是( )A．电磁波必须依赖介质传播B．电磁波可以发生衍射现象C．电磁波不会发生偏振现象D．电磁波无法携带信息传播7．在一个电子向一个质子运动的过程中(质子静止不动)，则( )A．可能发射电磁波B．不可能发射电磁波C．电子和质子组成的系统能量一定守恒D．电子和质子组成的系统电荷量一定守恒8．如图5所示，图5在内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于环内径的带正电的小球，正以速率v0沿逆时针方向匀速转动．若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度B随时间成正比例增加的变化磁场，设运动过程中小球带的电荷量不变，那么( )A．小球对玻璃环的压力不断增大B．小球受到的磁场力不断增大C．小球先沿逆时针方向做减速运动，过一段时间后，沿顺时针方向做加速运动D．磁场力对小球一直不做功9．电磁波与机械波相比较，下列说法正确的是( )A．电磁波的传播不需要介质，机械波的传播需要介质B．电磁波在任何介质中的传播速度都相同，机械波的传播速度大小取决于介质C．机械波有横波、纵波，而电磁波只有横波D．机械波和电磁波都具有波的一切特性题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案10.磁场的磁感应强度B随时间t变化的四种情况如图所示，其中能产生电场的有________图所示的磁场，能产生持续电磁波的有________图所示的磁场．11．如图6是赫兹实验的装置，其实验目的是________________________．图612．傍晚你在家中听收音机时，若用拉线开关打开家中的白炽灯，会听到收音机中有“吱啦”的声音，试分析原因．第十四章电磁波第1节电磁波的发现课前预习练1．变化的磁场产生电场；变化的电场产生磁场2．电磁场3．磁场电场电磁场电磁波4．麦克斯韦赫兹光速5．B6．AB [变化的磁场周围产生电场，当电场中有闭合回路时，回路中有电流．若无闭合回路电场仍然存在，A 正确．若形成电磁场必须有周期性变化的电场和磁场，B 对，C 、D 错．]7．D [由麦克斯韦电磁场理论，当空间出现恒定的电场时(如A 图)，由于它不激发磁场，故无电磁波产生；当出现均匀变化的电场(如B 图、C 图)，会激发出磁场，但磁场恒定，不会在较远处激发出电场，故也不会产生电磁波；只有周期性变化的电场(如D 图)，才会激发出周期性变化的磁场，它又激发出周期性变化的电场……如此不断激发，便会形成电磁波，故D 正确．]课堂探究练1．BD [静止的电荷周围有恒定的电场，不产生磁场，运动的电荷周围的电场是变化的，所以产生磁场，A 错误；由麦克斯韦理论判断B 、D 正确，C 错误]点评 对麦克斯韦电磁场理论的理解：(1)恒定的电场不产生磁场；恒定的磁场不产生电场(2)均匀变化的磁场在周围空间产生稳定的电场；均匀变化的电场在周围空间产生稳定的磁场(3)振荡电场产生同频率的振荡磁场；振荡磁场产生同频率的振荡电场．2．B [当磁感应强度均匀增大时，根据麦克斯韦的电磁场理论，将激起一稳定的涡旋电场，带电粒子将受电场力的作用，该力对带电粒子做正功，由动能定理可知，粒子的动能将增大，故B 选项正确．]点评 均匀变化的磁场在周围空间产生稳定的电场．3．BCD [机械波是机械振动在介质中的传播产生的，而电磁波是电磁振荡产生的，产生的本质不同，A 错．不同频率的机械波在同一介质中传播速度是相同的，在不同介质中传播速度不同，不同频率的电磁波在同一介质中传播速度不同，B 正确．机械波有横波和纵波之分，而电磁波只有横波这一种形式，C 正确．机械波和电磁波虽然本质不同，但有相同的特征，都能发生干涉、衍射现象，D 正确．综上所述，正确选项为B 、C 、D .]点评 (1)机械波与电磁波本质不同，机械波是振动形式，电磁波是物质．(2)电磁波必是横波，机械波有横波，也有纵波．(3)机械波波速仅由介质决定，介质中的电磁波波速由介质和频率决定．4．D [以光为例，光在真空中无论是哪种频率其传播速度都相等，D 正确．当光进入介质时，传播速度发生变化，不同频率的光其传播速度不同，故电磁波在介质中的传播速度与介质和频率有关．A 、B 、C 错误．]点评 在同种介质中，波长越长，传播速度越大5．B [因为绝缘环形管面内有均匀增大的磁场，在其周围会产生稳定的涡旋电场，对带电小球做功．由楞次定律判断电场方向为逆时针方向．在电场力作用下，带正电小球沿逆时针方向运动．B 正确．]6．AC [根据电磁感应，闭合电路中的磁通量变化时，使闭合电路中产生感应电流，该电流可用楞次定律判断．根据麦克斯韦电磁理论，闭合电路中产生感应电流，是因为闭合电路中受到了电场力的作用，而变化的磁场产生电场，与是否存在闭合电路没有关系，故空间磁场变化产生的电场方向，仍然可用楞次定律判断，四指环绕方向即为感应电场的方向，由此可知A 、C 正确．]方法总结 楞次定律可以判断闭合线圈内由于磁通量变化产生感应电流的方向，也可判断无线圈情况下变化磁场周围产生的电场的方向．课后巩固练1．BC [静止的电荷周围产生静电场，不产生磁场，A 错．运动的电荷产生变化的电场，从而产生磁场，B 正确．电容器充、放电时，产生变化的电流，从而产生磁场，C 正确．电荷在导体中振动不产生电流，故不产生磁场，D 错误．]2．CD 3.BC4．D [电磁波在真空中传播的速度相同；电磁波在介质中传播，v ＝c n，传播速度与介质和波的频率有关．]5．ABC [电磁波是横波，其E 、B 、v 三者互相垂直．电磁波也是一种波，它具有波的特性，因此A 、B 、C 正确，D 错．]6．B [电磁波具有波的共性，可以发生衍射现象，故B 正确．电磁波是横波，能发生偏振现象，故C错．电磁波能携带信息传播，且传播不依赖介质，在真空中也可以传播，故A、D错．]7．AD[若电子向质子加速运动时，周围形成变化的电场，由麦克斯韦理论知在其周围产生磁场，若为变化的磁场则会产生电场……就可形成电磁波，A正确．由电荷守恒定律，可知D正确．]8．CD[本题主要考查了麦克斯韦的电磁理论和楞次定律．因为玻璃圆环处于均匀变化的磁场，在周围产生稳定的涡旋电场，对带正电的小球做功．由楞次定律，判断电场方向为顺时针方向，在电场力作用下，小球先沿逆时针方向做减速运动，后沿顺时针方向做加速运动．小球在水平面内沿轨迹半径方向受两个力作用：环的弹力F N和磁场的洛伦兹力F洛，而且两个力的矢量和时刻等于小球做圆周运动的向心力，考虑到小球速度大小的变化和方向的变化以及磁场强弱的变化，弹力F N和洛伦兹力F洛不一定始终在增大．磁场力始终与圆周运动的线速度方向垂直，所以磁场力对小球不做功，故正确选项是C、D.]9．ACD[电磁波的传播不需要介质，而机械波的传播需要介质，A正确．不同频率的机械波在同一种介质中传播速度不变(例如男女声大合唱)，不同频率的电磁波在同一种介质中传播速度不同(例如光的色散)，B不对．由二者的特性可知C、D正确．]10．BCD BD解析A图中的磁场是恒定的，不能产生电场，更不能产生电磁波，B图中的磁场是周期性变化的，可以产生周期性变化的电场，因而可以产生持续的电磁波；C图中的磁场是均匀变化的，能产生恒定的电场，而恒定的电场不能产生磁场，因此不能产生持续的电磁波；D 图中的磁场是周期性变化的，可以产生周期性变化的电场，因而可以产生持续的电磁波．11．验证电磁波的存在12．当开关闭合时，电路中有了电流，空间的磁场发生变化，产生电磁波．电磁波被收音机接收到从而发出短暂的响声．。
人教版高中物理选修3-4第十四章 电磁波基础知识梳理
第十四章电磁波14.1 电磁波的发现一、电磁场和电磁波1．麦克斯韦电磁理论的两个基本假设(1)变化的磁场能够在周围空间产生电场。
(2)变化的电场能够在周围空间产生磁场注意：变化的磁场产生的电场,叫感应电场或涡流电场,它的电场线是闭合的;静电荷周围产生的电场叫静电场,它的电场线由正电荷起到负电荷止,是不闭合的。
二、电磁波的产生机理1．电磁场变化的电场和变化的磁场交替产生，形成不可分割的统一体，称为电磁场。
2．电磁波(1)电磁波的产生：变化的电场和磁场交替产生而形成的电磁场是由近及远地传播的，这种变化的电磁场在空间的传播称为电磁波。
(2)电磁波的特点：①电磁波在空间传播不需要介质；在真空中，电磁波的传播速度与光速相同：即 v真空= c ＝ 3.0×108m/s 光是一种电磁波②电磁波是横波，在空间传播时任一位置上（或任一时刻）E、B、v三矢量相互垂直且E和B随时间做正弦规律变化。
③电磁波具有波的共性,能产生干涉、衍射等现象,电磁波与物质相互作用时,能发生反射、吸收、折射等现象,电磁波也是传播能量的一种形式。
④相邻两个波峰(或波谷)之间的距离等于电磁波的波长,一个周期的时间,电磁波传播一个波长的距离。
⑤电磁波的频率为电磁振荡的频率,由波源决定,与介质无关。
(3)电磁波的波速、波长与频率的关系:v=λf，λ=vf。
注意：①同一种电磁波在不同介质中传播时,频率不变(频率由波源决定),波速、(n为介质对电磁波的折射率),在介质中的速波长发生改变,在介质中的速度为v=cn度都比在真空中的速度小.②不同电磁波在同一种介质中传播时,传播速度不同,频率越高波速越小,频率越低波速越大.三、赫兹的电火花一发现了电磁波1.赫兹实验赫兹观察到:当感应圈的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。
据此实验,赫兹在人类历史上首先捕捉到了电磁波。
2.赫兹的其他成果赫兹观察到了电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象，测量证明了电磁波在真空中具有与光相同的速度c,证实了麦克斯韦关于光的电理论。
2020春高中人教版物理选修3-4课件：第十四章 第1节 电磁波的发现
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
提示
[规范解答] 根据麦克斯韦电磁场理论，只有变化的电场才能产生磁 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， 只有D正确。
[完美答案] D
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
答案
对“变化的磁场产生电场”的理解 (1)①恒定的磁场不产生电场。 ②均匀变化的磁场产生恒定的电场。 ③非均匀变化的磁场产生变化的电场。 ④周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场。 2变化的磁场产生电场实质上就是电磁感应现象，因此变化的磁场产 生的电场可用楞次定律判定。
第1节 电磁波的发现
1．知道麦克斯韦电磁场理认及其在物理学发展史上的意义。 2．了解电磁波的基本特点、发现过程及传播规律，知道电磁波与机械 波的区别。
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
01课前自主学习
一、伟大的预言
1．变化的磁场产生电场 (1)实验基础：如图所示，在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里将
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
[变式训练2]
(多选)以下关于机械波与电磁波的说法中，正确的是
() A．机械波与电磁波本质上是一致的
B．机械波的波速只与介质有关，而电磁波在介质中的波速，不仅与介
质有关，而且与电磁波的频率有关
C．机械波可能是纵波，而电磁波必定是横波
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
2．对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)均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场。 (4)均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场。 (5)周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场。 (6)周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场。
高中物理人教版选修3-4(课件)第十四章 电磁波 1 2
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[核心点击]
1．各物理量变化情况一览表
时刻(时间) 工作过程
q
0→T4
放电过程 qm→0
T4→T2
充电过程 0→qm
T2→34T
放电过程 qm→0
34T→T
充电过程 0→qm
E Em→0 0→Em Em→0 0→Em
i 0→im im→0 0→im im→0
B 0→Bm Bm→0 0→Bm Bm→0
【答案】 ACE
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3．麦克斯韦建立了完整的电磁场理论，______用实验证明了麦克斯韦预言 的正确性，第一次发现了________，测定了电磁波的________和________，得 到了电磁波的________，证实在真空中它等于________．
【解析】 赫兹用实验验证了麦克斯韦电磁场理论的正确性，研究出电磁 波的特点及其性质，揭示了光的本质是电磁波．
干涉
可以发生
可以发生
衍射
可以发生
可以发生
横波
可以是
是
纵波
可以是
不是
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1．关于电磁场理论的叙述，正确的是( ) A．变化的磁场周围一定存在着电场，与是否有闭合电路无关 B．周期性变化的磁场产生同频率变化的电场 C．变化的电场和变化的磁场相互关联，形成一个统一的场，即电磁场 D．电场周围一定存在磁场 E．磁场周围一定存在电场
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【解析】 开关 S 处于闭合状态时，电流稳定，又因 L 电阻可忽略，因此 电容器 C 两极板间电压为 0，所带电荷量为 0，S 断开的瞬间，D 灯立即熄灭， L、C 组成的振荡电路开始振荡，由于线圈的自感作用，此后的T4时间内，线圈 给电容器充电，电流方向与线圈中原电流方向相同，电流从最大逐渐减为 0，而 电容器极板上电荷量则由 0 增为最大，根据电流流向，此T4时间里，电容器下极 板 b 带正电，所以此T4时间内，a 极板带负电，由 0 增为最大．
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疱丁巧解牛
知识·巧学
一、伟大的预言——麦克斯韦的电磁理论
1.电磁场理论的核心之一：变化的磁场产生电场
（1）变化的磁场在线圈中产生感应电动势.
（2）实验基础：实验装置如图14-1-1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流，使灯泡发光.
图14-1-1
麦克斯韦认为变化的磁场在线圈中产生电场，正是这种电场在线圈中引起了感应电流.
如图1-4-12所示，麦克斯韦认为在变化的磁场周围产生电场，是一种普遍存在的现象，跟闭合电路（导体环）是否存在无关，导体环的作用只是用来显示电流的存在.
图14-1-2
辨析比较感应电场与静电场的区别
变化的磁场产生的电场，称之为感应电场，也叫涡旋场，跟前面学过的静电场一样，处于电场中的电荷受力的作用，且F=qE.但它们有显著区别，表现为：①静
电场的电场线是非闭合曲线，而感应电场的电场线是闭合曲线；②静电场有电势的概念，而感应电场中无电势的概念；③在同一静电场中，电荷运动一周（路径闭合），电场力做功一定为零，而在感应电场中，电荷沿闭合线运动一周，电场力做功一般不为零（超导体为零）；④静电场的产生“源”于“电荷”，而感应电场的产生“源”于变化的磁场.
联想发散在变化的磁场中所产生的电场的电场线是闭合的；而静电场中的电场线是不闭合的.
2.电磁场理论的核心之二：变化的电场产生磁场
麦克斯韦认为：由电现象和磁现象的相似性和变化的磁场能产生电场的观点认为变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场.
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（图14-1-3）.
图14-1-3
深化升华（1）恒定的电场不产生磁场；（2）恒定的磁场不产生电场；（3）均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场；（4）均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场；（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.
3.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，……
变化的电场和变化的磁场是相互联系着的，形成不可分割的统一体，这就是电磁场.
辨析比较有单独存在的静电场，也有单独存在的静磁场，但没有静止的电磁场. 误区警示不要认为变化的电场一定能产生变化的磁场，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场是正确的，但均匀变化的电场（磁场）产生稳定的磁场（电场），而稳定的电场（磁场）不会再产生磁场（电场）.
记忆要诀电场、磁场的变化关系
二、电磁波
1.电磁波的产生
变化的电场和变化的磁场总是交替产生，并且由发生的区域向周围空间传播，电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波.
2.电磁波的特点
（1）电磁波是横波，在传播方向上的任一点E和B随时间做正弦规律变化，E 与B彼此垂直且与传播方向垂直.
（2）电磁波传播不需要任何介质，在真空中也能传播，因为电磁波的传播是依靠电场和磁场的相互“激发”，而不是靠介质的机械传递（其实，电磁场本身就是。