电磁波的发现

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发现电磁波产生的巨大影响,连赫兹本人也没料 到。在他发现电磁波的第二年,有人问他,电磁波是 否可以用作无线电通讯,赫兹不敢肯定。赫兹研究电 磁波无意中丢下的种子,却很快在异地开花结果了。
在发现电磁波不到6年,意大利的马可尼、俄 国的波波夫分别实现了无线电传播,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)、无线电传 真(1923年)、电视(1929年)、微波通讯 (1933年)、雷达(1935年),以及遥控、遥感、 卫星通讯、射电天文学……它们使整个世界面貌 发生了深刻的变化。
科学研究过程
对现象的 一般观察
提出 假设
运用逻辑 得出推论
通过实验 对推论进
行检验
• 推广:
• (1)均匀变化的磁场(或电场),会产生 恒定的电场(或磁场)。
• (2)非均匀变化的磁场(或电场),会产 生变化的电场(或磁场)。
• [思考与讨论]:如果一个变化的电场会产 生磁场,那么下面还要发生什么现象呢?
1888年赫兹测出了火花的传播速度,而且恰如 麦克斯韦所预言的那样,它就是光速.
4、物理意义:
证实了电磁波的存在,又证实了光是电磁波
赫兹的发现具有划时代的意义,它不但证明了麦克 斯韦理论的正确,更重要的是开辟了电子技术的新纪元, 标志着从“有线电通信”向“无线电通信”的转折点。 从这时开始,人类开始进入了无线通信的新领域。后人 为了纪念他,把频率的单位定为赫兹。
德国于1994年发行的纪念 赫兹逝世100周年的邮票
捷克于1994年发行的纪念赫 兹逝世100周年的邮票
墨西哥于1967年发行的纪 念国际远程通讯计划会议 的邮票
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• 微弱的电火花闪烁着麦克斯韦理论的光辉,赫兹向 全世界宣告:电磁波发现了
有关趣闻
插曲:比赫兹实验早七年,一位叫戴维的人也接收到 了电磁波信号,他随即向英国皇家协会会长G·斯托克 斯汇报,但斯托克斯认为这只是普通的电磁感应现象, 戴维过于迷信权威,对于这一天赐良机未与重视,使 发现被埋没了。
三、电磁波
电磁波的特点: 1.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,电磁波是横波.
2.电磁波的传播速度等于光速,光是一种 电磁波。 3.不需要传播介质,可以在真空中传播。
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。
[传播律] 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。
变化的电场
激 发
磁场
恒定
变化
激 发
电场
恒定 变化
周期性变化的电场和
磁场是相互联系的,
形成不可分割的统一

——电磁场
E
E
B
两极板间可以说存在着 电磁场吗?
E
E
B
如果在空间某区域中有周期性变化的电场,那么它 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,由近及远地向周围传播.一个伟大的 预言诞生了——空间可能存在电磁波
[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 (1886)
1、实验装置: a.连接感应圈的两个金属球
b.导线环上的两个金属球 2、实验现象: 当感应圈两个金属球间有火花跳过时,导线环 两个小球间也跳过了火花。 3、现象解释:
当感应圈两个金属球间有火花跳过时,空间出 现了迅速变化的电磁场,形成电磁波在空间传播, 到达导线环时激发出感应电动势,使得导线环的空 隙中也产生了火花。
一列声波从空气传入水中,频率、波速、 波长如何变化? 一束光从空气射入水中,频率、波速、波 长如何变化?
机械波是如何产生的?
什么是电磁波,电磁波是如何产生呢?
电磁波的发现
一、电磁波发现的历史背景
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。
二、伟大的预言
麦克斯韦关于电磁场理论的两个基本观点:
1.变化的磁场产生电场。 2.变化的电场产生磁场。
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。
小结: 麦克斯韦电磁场理论的两大支柱: 1.变化的磁场产生电场 2.变化的电场产生磁场
电磁场由发生区域向远处的传播形成电磁波
赫兹把天才的预言变成了世人公认的真理
赫兹与电磁波
赫兹是一个伟大的物理学家。他于1894年逝世 时,年仅37岁,这无疑是物理学界的巨大损失。他 从21岁考人柏林大学直到不幸去世,进行科学研究 不足15年,然而却建立了永垂青史的功绩。
麦克斯韦
二、伟大的预言
麦克斯韦关于电磁场理论的两个基本观点:
1.变化的磁场产生电场。
(1)小灯泡为什么会发 光?
~
(2)想象线圈不存在 时线圈所在处的空间还 有电场吗?
1.变化的磁场产生电场。
麦克斯韦认为线圈只不过用来显示电场的存 在,线圈不存在时,变化的磁场同样在周围 空间产生电场,即这是一种普遍存在的现象, 跟闭合电路是否存在无关。
5、捕捉电磁波的模拟试验:
问题与练习:
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、变化的电场周围一定产生磁场
2、比较电磁波和机械波,下列说法正确的 是( ) A、电磁波可以在真空中传播,机械波的传 播要依赖于介质 B、电磁波和声波都是纵波 C、电磁波是横波 D、电磁波在有的介质中是横波,在有的介 质中是纵波
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