电磁波的发现及应用-课件
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《电磁波的发现及应用》PPT精品课件
2.电磁场:变化的 电场 和 磁场 所形成的不可分割的统一体. 3.电磁波 (1)电磁波的产生: 周期性 变化的电场和 周期性 变化的磁场交替产生, 由近及远地向周围传播,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.即光是以 波动 形式传播的一种电磁振动.
第十三章 电磁感应与电磁波初步
学习目标
1.了解麦克斯韦电磁场理论,知道电磁场的概念. 2.知道电磁波的特点,掌握电磁波波长、频率、波速之间的关系. 3.知道电磁波谱中各种电磁波的排列顺序,了解各种电磁波的应
用,了解电磁波的能量.
内容索引
NEIRONGSUOYIN
知识梳理 重点探究 随堂演练 课时对点练
重点探究
一、麦克斯韦电磁场理论
1.麦克斯韦电磁场理论
(1)变化的磁场周围会产生电场
麦克斯韦提出,在变化的磁场周围会激发出一种电场,不管有无闭合电
路,变化的磁场激发的电场总是存在的,如图1所示.
(2)变化的电场周围会产生磁场
麦克斯韦从场的观点得出,即使没有电流存在,
只要空间某处的电场发生变化,就会在其周围
2.(多选)根据麦克斯韦电磁场理论,下列说法正确的是 A.电场周围一定产生磁场,磁场周围一定产生电场
√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3.0×108 m/s
解析 根据麦克斯韦的电磁场理论,只有变化电场周围产生磁场,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,电磁波在真空中的传播速度为 3×108 m/s.根据以上分析,选项B、D正确.
高中物理精品课件:《电磁波的发现及应用》
E
B
E
E
B
E
学习新知——电磁波的发现
电磁波可以在真空中传播,传播靠的是电场和磁场的相互“激发”。
电磁波的速度等于光速。
1886年,赫兹通过实验捕捉到了电磁波,证实了麦克斯韦的电磁场理论。
小试牛刀
例1:关于电磁场理论,下列说法正确的是( D )
A. 电场周围一定产生磁场,磁场周围一定产生电场
B. 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
所以叫作热辐射。
当温度升高时波长较短的成分越来越强
学习新知——黑体和黑体辐射
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
在研究物体热辐射中,应如何避免反射电磁波的影响?
学习新知——黑体和黑体辐射
能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射,这种物体就叫作黑体。
黑体是理想化模型
在空腔壁上开一个很小的孔,
--开尔文-但是,就在上面提到的文章中他还讲到:
“但是,在物理学晴朗天空的远处,还有两朵令人不安的乌云,……”
这两朵乌云是指什么呢?
黑体辐射
迈克尔逊实验
1905年
1900年底
量子论
相对论
物理学发展到了一个更为辽阔的领域。
学习新知——热辐射
我们周围的一切物体都在辐射电磁波,这种辐射与物体的温度有关,
D. 常温下我们看到的物体的颜色就是物体辐射电磁波的颜色
学习新知——黑体辐射理论解释
M 0 ( , T )
实验
瑞利公式
维恩公式
维恩公式: 短波适合;长波不符合
瑞利公式: 长波适合;短波荒唐
学习新知——能量子
普朗克提出能量子假说
振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值 ε 的整数倍
B
E
E
B
E
学习新知——电磁波的发现
电磁波可以在真空中传播,传播靠的是电场和磁场的相互“激发”。
电磁波的速度等于光速。
1886年,赫兹通过实验捕捉到了电磁波,证实了麦克斯韦的电磁场理论。
小试牛刀
例1:关于电磁场理论,下列说法正确的是( D )
A. 电场周围一定产生磁场,磁场周围一定产生电场
B. 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
所以叫作热辐射。
当温度升高时波长较短的成分越来越强
学习新知——黑体和黑体辐射
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
在研究物体热辐射中,应如何避免反射电磁波的影响?
学习新知——黑体和黑体辐射
能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射,这种物体就叫作黑体。
黑体是理想化模型
在空腔壁上开一个很小的孔,
--开尔文-但是,就在上面提到的文章中他还讲到:
“但是,在物理学晴朗天空的远处,还有两朵令人不安的乌云,……”
这两朵乌云是指什么呢?
黑体辐射
迈克尔逊实验
1905年
1900年底
量子论
相对论
物理学发展到了一个更为辽阔的领域。
学习新知——热辐射
我们周围的一切物体都在辐射电磁波,这种辐射与物体的温度有关,
D. 常温下我们看到的物体的颜色就是物体辐射电磁波的颜色
学习新知——黑体辐射理论解释
M 0 ( , T )
实验
瑞利公式
维恩公式
维恩公式: 短波适合;长波不符合
瑞利公式: 长波适合;短波荒唐
学习新知——能量子
普朗克提出能量子假说
振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值 ε 的整数倍
人教版()必修3第13章第4节电磁波的发现及应用ppt(39张PPT)
(2)电磁波的频率范围很广,无线电波、红外线、可见光、紫外线、 X射线、 γ射线,都是电磁波。它们的波长越来越短,频率越来越高。 ①无线电波:长波、中波、短波可以用于广播及其他信号的传输,微 波可以用于卫星通信、电视等的信号传输。 ②红外线可以用来加热理疗,所有物体都会发射红外线;物体的红外 辐射跟温度有关。 应用:红外体温计、红外夜视议、红外摄影、红外遥感技术等。
②非均匀变化的磁场产生变化的电场。 ③周期性变化的磁场激发同频率周期性变化的电场。
B O
E O
周期性变化的磁场
周期性变化的电场
新知讲解
(2)变化的电场产生磁场。 既然变化的磁场能够产生电场,那么,变化的电场能产生磁场吗? 麦克斯韦确信自然规律的统一性与和谐性,相信电场与磁场的对 称之美。 他大胆地假设: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。
麦克斯韦想到:既然产生了感应电流,一定是有了电场,他认为线圈 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;即这个现象的实质是变化的磁场产生了电场。
新知讲解
①均匀变化的磁场产生稳定的电场。
B
E
O
t
O
t
注意:这里的“均匀变化”指在相等时间内磁感应强度的变化量相等。
新知讲解
新知讲解
①均匀变化的电场产生稳定的磁场。
E
B
O
t
均匀变化的电场
Oቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
t
稳定的磁场
新知讲解
②非均匀变化的电场产生变化的磁场。 ③周期性变化的电场激发同频率周期性变化的磁场。
E
B
O
O
周期性变化的电场
周期性变化的磁场
②非均匀变化的磁场产生变化的电场。 ③周期性变化的磁场激发同频率周期性变化的电场。
B O
E O
周期性变化的磁场
周期性变化的电场
新知讲解
(2)变化的电场产生磁场。 既然变化的磁场能够产生电场,那么,变化的电场能产生磁场吗? 麦克斯韦确信自然规律的统一性与和谐性,相信电场与磁场的对 称之美。 他大胆地假设: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。
麦克斯韦想到:既然产生了感应电流,一定是有了电场,他认为线圈 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;即这个现象的实质是变化的磁场产生了电场。
新知讲解
①均匀变化的磁场产生稳定的电场。
B
E
O
t
O
t
注意:这里的“均匀变化”指在相等时间内磁感应强度的变化量相等。
新知讲解
新知讲解
①均匀变化的电场产生稳定的磁场。
E
B
O
t
均匀变化的电场
Oቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
t
稳定的磁场
新知讲解
②非均匀变化的电场产生变化的磁场。 ③周期性变化的电场激发同频率周期性变化的磁场。
E
B
O
O
周期性变化的电场
周期性变化的磁场
课件2:13.4 电磁波的发现及应用
有
③若改成恒定的直流电,还有电场吗?
无
4
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)
5
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
4
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 时间里,电容器
4
下极板b带正电,所以此 时间内,a极板带负电,
4
由0增为最大。即图像如右图所示
1.下列关于电磁场的说法正确的是( D )
A.电磁场的本质是电场
B.电磁场的本质是磁场
B.频率不同,传播的速度相同
C.频率越大,其波长越大
D.频率不同,传播速度也不同
5.下面列出一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理现象。
请将相应的字母填写在运用这种现象的医疗器械后面的空格上。
(1)X光机, C 。
(2)紫外线灯, B 。
(3)理疗医用“神灯”照射伤口,可使伤口愈合得较好。这里的
“神灯”是利用 D 。
13.4 电磁波的发现及应用
两个基本观点
变化的磁场产生电场
变化的电场产生磁场
电磁场理论的核心之一:
变化的磁场产生电场
如右图,交流电产生了周期变化
的磁场,上面的线圈中产生电流
使灯泡发光。
3
讨论:
①如果用不导电的塑料线绕制线圈,线圈中还有电流和电场吗?
③若改成恒定的直流电,还有电场吗?
无
4
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)
5
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
4
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 时间里,电容器
4
下极板b带正电,所以此 时间内,a极板带负电,
4
由0增为最大。即图像如右图所示
1.下列关于电磁场的说法正确的是( D )
A.电磁场的本质是电场
B.电磁场的本质是磁场
B.频率不同,传播的速度相同
C.频率越大,其波长越大
D.频率不同,传播速度也不同
5.下面列出一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理现象。
请将相应的字母填写在运用这种现象的医疗器械后面的空格上。
(1)X光机, C 。
(2)紫外线灯, B 。
(3)理疗医用“神灯”照射伤口,可使伤口愈合得较好。这里的
“神灯”是利用 D 。
13.4 电磁波的发现及应用
两个基本观点
变化的磁场产生电场
变化的电场产生磁场
电磁场理论的核心之一:
变化的磁场产生电场
如右图,交流电产生了周期变化
的磁场,上面的线圈中产生电流
使灯泡发光。
3
讨论:
①如果用不导电的塑料线绕制线圈,线圈中还有电流和电场吗?
人教版必修第三册课件电磁波的发现及应用(共31张PPT)
桐山万里丹山路,雄风清摄是利用红外线有较好 雄鹰必须比鸟飞得高,因为它的猎物就是鸟。
人生各有志。
古之立大事者,不惟有超世之材,亦必有坚忍不拨之志。
海纳百川有容乃大壁立千仞无欲则刚
的穿透云雾烟尘的能力 谁不向前看,谁就会面临许多困难。
雄心志四海,万里望风尘。 立志难也,不在胜人,在自胜。
13.4 电磁波的发现及应用
讲课提纲·必记清单
一、电磁场 1.麦克斯韦创立的电磁场理论: (1)变化的磁场产生电场; (2)变化的电场产生磁场. 2.电磁场:变化的电场和磁场总是相互联系的,形成一个 不可分割的统一的电磁场.
二、电磁波 1.麦克斯韦的预言了电磁波,赫兹证实了电磁波的存在. 2.电磁波的形成: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形成. 3.电磁波的速度:真空的速度为光速 c=3×108 m/s,可以 在真空中传播不需要介质. 4.电磁波的波速 c 与波长 λ、频率 f 的关系:c=λf. 5.电磁波具有能量,携带信息无线传播. 6.电磁波谱(波长由长到短):无线电波、红外线、可见光、 紫外线、X 射线、γ射线六个波段.
男儿不展同云志,空负天生八尺躯。
人惟患无志,有志无有不成者。
雄鹰必须比鸟飞得高,因为它的猎物就是鸟。
C.在人造地球卫星上对地球进行拍摄是利用紫外线有较好 儿童有无抱负,这无关紧要,可成年人则不可胸无大志。
强行者有志。
丈夫清万里,谁能扫一室。
心志要坚,意趣要乐。
的分辨能力 母鸡的理想不过是一把糠。
立志是事业的大门,工作是登门入室的旅程。
(多选)根据麦克斯韦电磁场理论,下列说法正确的是 ()
A.在电场的周围空间,一定存在着和它联系着的磁场 B.在变化的电场周围空间,一定存在着和它联系着的磁场 C.恒定电流在其周围不存在磁场 D.恒定电流周围存在着稳定的磁场
人教版必修第三册电磁波的发现及应用-ppt精品课件
一、电磁场
1.变化的磁场产生电场: (1)在变化的磁场中如果有闭合的回路,由于磁通量的 变化产生了_感__应__电__流__,表明变化的磁场产生了_电__场__。 (2)变化的磁场中如果没有闭合回路,也同样会在空间 产生_电__场__。
人 教 版 必 修 第三册 1 3 . 4 电磁波 的发现 及应用 ( 共1 6张PPT )
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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__。
人 教 版 必 修 第三册 1 3 . 4 电磁波 的发现 及应用 ( 共1 6张PPT )
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二、电磁波 1.电磁波的产生: 周期性变化的_磁__场__周围会产生周期性变化的电场,周 期性变化的_电__场__周围也会产生周期性变化的磁场。变 化的电场和变化的磁场相互联系在一起,就会在空间形 成一个统一的、不可分割的_电__磁__场__,这种在空间交替 变化的电磁场传播出去就形成了_电__磁__波__。
人 教 版 必 修 第三册 1 3 . 4 电磁波 的发现 及应用 ( 共1 6张PPT )
③无线电波中的长波、中波、短波可以用于广播信号 的传输。 ④微波可以用于卫星通信、电视等的信号传输。 ⑤紫外线可以用来加热理疗,红外线可以消毒。 ⑥X射线可以用于诊断病情,γ射线可以杀死癌细胞。
1.变化的磁场产生电场: (1)在变化的磁场中如果有闭合的回路,由于磁通量的 变化产生了_感__应__电__流__,表明变化的磁场产生了_电__场__。 (2)变化的磁场中如果没有闭合回路,也同样会在空间 产生_电__场__。
人 教 版 必 修 第三册 1 3 . 4 电磁波 的发现 及应用 ( 共1 6张PPT )
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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__。
人 教 版 必 修 第三册 1 3 . 4 电磁波 的发现 及应用 ( 共1 6张PPT )
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二、电磁波 1.电磁波的产生: 周期性变化的_磁__场__周围会产生周期性变化的电场,周 期性变化的_电__场__周围也会产生周期性变化的磁场。变 化的电场和变化的磁场相互联系在一起,就会在空间形 成一个统一的、不可分割的_电__磁__场__,这种在空间交替 变化的电磁场传播出去就形成了_电__磁__波__。
人 教 版 必 修 第三册 1 3 . 4 电磁波 的发现 及应用 ( 共1 6张PPT )
③无线电波中的长波、中波、短波可以用于广播信号 的传输。 ④微波可以用于卫星通信、电视等的信号传输。 ⑤紫外线可以用来加热理疗,红外线可以消毒。 ⑥X射线可以用于诊断病情,γ射线可以杀死癌细胞。
高考电磁波的发现及应用课件
一、(麦克斯韦)电磁场
电磁感应现象的实质
在变化的磁场中放一个闭合电路,由于穿过电 路的磁通量发生变化,电路里会产生感应电流。
没有闭合电路,也同 样要在空间产生电场。
➢麦克斯韦: 观点1:变化的磁场产生电场
1:均匀变化的磁场产生恒定的电场
2:不均匀变化的磁场产生变化的电场 (周期性变化的磁场产生周期性变化的电场)
在 1s 内有多少次波峰(或波谷)通过,波的 频率就是多少。描述波传播快慢的物理量叫作波速。
三、电磁波谱
➢电磁波的传播规律: c=λ f 真空中:c=3×108m/s
电磁波
波速 : c 波长 : λ 频率 : f
真空中: 波长越大, 频率越小!
3、电磁波的实验证明:1886年,赫兹用实验证明了麦克斯韦预言 的正确性,第一次发现了电磁波,证实了麦克斯韦的电磁场理论。 测 出电磁波传播速度与光速相同,证实了光是电磁波。
三、电磁波谱
➢电磁波谱(背顺序) 按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列起来。
①可见光只是电磁波中的一小部分 ②不同的电磁波由于具有不同的频率,才具有不同的特性。
(1)无线电波:长波、中波、短波可以用于 18 _广__播___及其他信号的 19 __传_输___,微波可以用于 20 __卫_星__通_信______、电视等的信号传输。
法拉第
法拉第发现了磁 生电的方法,并 首先提出了力线 和场的概念
麦克斯韦
麦克斯韦 (J.C.Maxwell,1831—1879)
英国物理学家。
麦克斯韦是继法拉第之后,
依据库仑、高斯、欧姆、安培、 毕奥、萨伐尔、法拉第等前人 的一系列发现和实验成果,建 立了第一个完整的电磁理论体 系,不仅科学地预言了电磁波 的存在,而且揭示了光、电、 磁现象的本质的统一性,完成 了物理学的又一次大综合。这 一理论自然科学的成果,奠定 了现代的电力工业、电子工业 和无线电工业的基础。
《电磁波的发现及应用》教学课件
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核心素养微专题
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第十二章 电能 能量守恒定律
精例1 如图所示,电动机带动水平传送带以速度v匀速传动,一质 量为m的小木块由静止轻放在传送带上.若小木块与传送带之间的动摩 擦因数为μ,当小木块与传送带相对静止时,求:
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第十二章 电能 能量守恒定律
2.能源与环境 (1)常规能源:人们把煤、____石__油____、__天__然__气____等化石能源叫作 常规能源,人类消耗的能源主要是常规能源. (2)新能源:主要有__太__阳____能、生物质能、风能、水能、核能等. (3)环境问题:化石能源的大量消耗带来的环境问题有__温__室____效应、 酸雨、光化学烟雾等.
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第十二章 电能 能量守恒定律
(1)小木块的位移;
(2)传送带转过的路程;
(3)小木块获得的动能;
(4)摩擦过程产生的热量;
(5)电动机带动传送带匀速转动输出的总能量.
【答案】(1)2vμ2g
v2 (2)μg
(3)12mv2
(4)21mv2
(5)mv2
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第十二章 电能 能量守恒定律
【解析】(1)对小木块,相对滑动时,由μmg=ma,得a=μg 由v=at得小木块由静止到与传送带相对静止时所用的时间t=μvg 则小木块的位移l=12at2=2vμ2g. (2)传送带始终匀速运动,转过的路程s=vt=μvg2 .
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新知讲解
四、电磁波的能量
电磁波不仅仅是一种描述方式,而且是真正的物质存在。电磁波具有能练习
1.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
新知讲解
二、电磁波
1.电磁波与机械波比较 (1)传播条件:机械波传播需要介质,而电磁波不需要介质。
(2)传播规律:都遵循“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。
(3)传播本质:机械波传播的是机械能,电磁波传播的是电磁能。
新知讲解
三、电磁波谱
按照电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列起来,就是电磁波谱。
解析:声波和电磁波都属于波,所以它们都具有波的共性,能发生反射现象,故选项 A正确。但它们产生的机理不同,声音是由物体振动产生的,电磁波是由变化的电磁 场产生的,故选项B正确。光是一种电磁波,B超利用的是超声波,故选项C正确。电 磁波既能在介质中传播又能在真空中传播,而声波只能在介质中传播,故选项D错误。
化的磁场
化 电
场
激
发
若是均匀变化
稳定磁场
若非均匀变化
变化磁场
激 发
不再激发 稳定电场
若是均匀变化
激 发
若非均匀变化
新知讲解
二、电磁波
捕捉电磁波
新知讲解
二、电磁波
1.电磁波的特点: (1)电磁波中的电场和磁场互相垂直,电磁波在与二者均垂直的方向传播,所以电磁波是横波。
(2)电磁波在真空中的传播速度等于光在真空中的传播速度,C=3×108m/s。 (3)电磁波的传播不需要介质。 (4)电磁波也会发生反射、折射、干涉、衍射、和偏振等现象。(光是电磁波)
谢谢
磁场交替产生,由近及远地传播。
变化的电场和变化的磁场总是相互联系的,它们形成一个不可分离的统一场,这就是电磁场。 麦克斯韦方程组深刻的指出电磁场的传播是一种波动过程,这就是电磁波。
新知讲解
二、电磁波
电磁波的传播靠的是电场和磁场的相互“激发”,所以不需要介质,可以在真空中传播。
电磁波形成示意图:
激
非均匀变 发 变
电磁波的发现及应用
新知导入
顺风耳、千里眼
新知导入
法拉第发现电磁波的那年,麦克斯韦在英国爱丁堡诞生了。
法拉第
麦克斯韦
新知讲解
一、麦克斯韦电磁场理论
1.变化的磁场产生电场 (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。) 2.变化的电场产生磁场
新知讲解
一、麦克斯韦电磁场理论
根据以上两个基本论点,麦克斯韦进一步推断: 不均匀变化的电场会产生变化的磁场,变化的磁场又会产生变化电场……于是,变化的电场和
解析:对电磁波的产生机制及传播途径要搞清,如果电场(或磁场)是均匀变化的,产生 的磁场(或电场)是恒定的,就不能产生新的电场(或磁场),也就不能产生电磁波。电 磁波不同于机械波,它的传播不需要介质,故应选C、D项。
课堂练习
2.电磁场理论预言了什么( ������ )
A.预言了变化的磁场能够在周围空间产生电场 B.预言了变化的电场能够在周围空间产生磁场 C.预言了电磁波的存在,电磁波在真空中的传播速度为光速 D.预言了电能够产生磁,磁能够产生电
解析:电磁场理论预言了电磁波的存在,所以正确选项为C。其中A、B是电磁场理论, 不是预言的内容。
课堂练习
3.对于声波和电磁波的比较,下面说法中正确的是( ������������������ )
A.它们都能发生反射现象 B.声音是由物体振动产生的,电磁波是由变化的电磁场产生的 C.光是一种电磁波,B超利用的是声波 D.它们都能在真空中传播