电磁波的发现
什么是电磁波？
什么是电磁波？电磁波是指由电场和磁场相互作用而产生的一种波动现象。
在物理学中，电磁波是无中介物质的传输方式，可以在真空中传播，而且根据频率的不同有不同的形态，如无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线，广泛应用于通信、医学、化学、物理等领域。
下面将从以下几个方面详细介绍电磁波的相关知识。
一、电磁波的发现和理论基础电磁波最早产生于19世纪初，当时英国物理学家詹姆斯•克拉克•麦克斯韦通过数学模型预测并证实了电磁波的存在，也是因为他的工作，才有了我们今天的通信技术和现代科学。
麦克斯韦理论是电磁波的理论基础，主要指出电荷分布的变化在空间中形成电场，变化的磁场也能在空间中形成感生电场，两者相互作用最终形成电磁波，在物理学研究中有着广泛的应用。
二、电磁波的分类及应用1. 无线电波无线电波是电磁波的一种，指频率处于3 kHz~3000 GHz 的电磁波，广泛应用于通信、雷达、导航、广播和电视等领域。
其频率和波长相反，频率越高，波长越短，是信息传输的主要手段。
2. 微波微波是波长约为1mm~30cm 的高频电磁波，广泛用于微波炉、通信、雷达、医学和化学等领域。
由于能够轻易穿透不同的材料，微波广泛应用于不同的加热和烘干场合。
3. 可见光可见光是电磁波的一种，包含红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色，每种颜色都对应着不同频率和波长，因此可见光也是信息传输和显示的重要媒介，广泛应用于照明领域。
4. 紫外线紫外线是波长在200 nm~400 nm的电磁波，它能够杀灭细菌和病毒，因此被广泛用于医学和卫生领域。
紫外线还有可能导致皮肤损伤，在日常生活中要避免长时间接触。
三、电磁波的危害尽管电磁波在生活中有着广泛的应用，但也存在着一定的危害。
长期接触较强的电磁波会对人体健康产生一定的影响。
较高频率的电磁波，如紫外线和X射线，对人体健康的危害更加严重。
因此，在使用电动设备和电子设备时，需要注意使用和保护自身。
总之，电磁波是一种无处不在的物理现象，无论是我们的通信、导航、医学和科学研究，都无法离开它。
物理学中的电磁波理论
物理学中的电磁波理论人们一直对电磁波的原理感到兴趣，特别是在物理学中。
电磁波，作为与光、电视、无线电通信等有关的一种物理现象，被广泛研究。
本文将介绍电磁波的发现、定义、性质以及应用。
一、电磁波的发现在历史上，人类对电磁波的认知发生了两个大的进展。
首先是电和磁之间的关系的发现，这是由安培（Ampere）和法拉第（Faraday）在19世纪初实验中得出的结论。
然后是光波的性质由夏斯特尼（Huygens）在17世纪揭示。
关于光波的性质可以用麦克斯韦（Maxwell）在19世纪中期提出的电磁波理论来描述。
麦克斯韦成功地将两个领域的知识联系起来，形成了电磁波的概念。
他的理论解释了光为什么能够在真空中传播，并通过计算发现了光速传播的真实值，即光速。
二、电磁波的定义电磁波是由电场和磁场产生的波动，它们的性质与光的性质相似。
电磁波可以通过振荡电荷或振荡电流在空气或其他媒介中传播。
电的振荡会产生电场，磁的振荡会产生磁场。
当这两种振荡叠加在一起时，它们将形成电磁波波的形式。
电磁波的振幅（震幅）是电场和磁场的强度，并且是垂直于彼此的。
三、电磁波的性质1. 电磁波可以在真空中传播，这意味着电磁波可在没有物理媒介的情况下传播，如在太空中。
2. 电磁波的波长（λ）和频率（ν）成反比例关系。
波长越短，频率越高。
这就是著名的波长频率公式：c = λν，其中c是真空中的光速度。
这个公式表明电磁波的速度和波长与频率有关。
3. 电磁波是横波，意味着振动（原子间的物理振动）是垂直于电磁波传播方向的。
4. 光的颜色取决于波长。
可见光是人眼可见的一种电磁波。
其波长从380 nm到750 nm。
从紫色到红色依次排列。
紫色有最短的波长，红色有最长的波长。
超过750 nm的红外线和低于380 nm 的紫外线是不可见的。
四、电磁波的应用电磁波的应用范围非常广泛。
下面是几个例子：1. 无线通信和电话：移动通讯和电话使用无线电波传导语音和数据。
数字电视和调频广播也是利用电磁波进行传输。
高中物理电磁波知识点
高中物理电磁波知识点电磁波，是由同相且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的震荡粒子波，是以波动的形式传播的电磁场。
电磁波是高中物理选修中的知识点。
以下是店铺为你整理的高中物理电磁波知识点，希望能帮到你。
高中物理电磁波知识点一：电磁波的发现1、电磁场理论的核心之一：变化的磁场产生电场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)◎理解:(1) 均匀变化的磁场产生稳定电场(2) 非均匀变化的磁场产生变化电场2、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◎理解: (1) 均匀变化的电场产生稳定磁场(2) 非均匀变化的电场产生变化磁场3、麦克斯韦电磁场理论的理解:恒定的电场不产生磁场恒定的磁场不产生电场均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场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4、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5、电磁波：电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波.6、电磁波的特点：(1) 电磁波是横波,电场强度E 和磁感应强度B按正弦规律变化,二者相互垂直,均与波的传播方向垂直(2)电磁波可以在真空中传播,速度和光速相同. v=λf(3) 电磁波具有波的特性7、赫兹的电火花：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.这样赫兹证实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。
高中物理电磁波知识点二：电磁振荡1.LC回路振荡电流的产生：先给电容器充电，把能以电场能的形式储存在电容器中。
(1)闭合电路，电容器C通过电感线圈L开始放电。
教法分析14.1 电磁波的发现
第十四章电磁波
第1节电磁波的发现
思路：
法拉第和其他前辈建立了若干关于电磁现象的实验定律
↓
麦克斯韦为这些规律做出了高度概括的数学表示
↓
麦克斯韦发现电磁规律并不完整，做出了一些假设最重要的是：变化的电场能够激发磁场
↓
得到了完整自恰的电磁理论
↓
预言电磁波的存在
↓
赫兹的实验证实了电磁波的存在
↓
电磁波的应用
无数事实证明麦克斯韦理论的正确性
↓
麦克斯韦的理论与经典时空观相矛盾，导致狭义相对论科学本质的教育，科学方法的教育。
P83变化的电场产生的磁场的方向
错误的
变化的电场产生的磁场的方向
电磁波的E和B同时达到最大值。
电磁波的发现
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。
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。 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。
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 ！
（4）总结：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。
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
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，
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。 赫兹关于电磁波的实验，为无线电技术的发 展开拓了新的道路，构成了现代文明的骨架，后 人为了纪念他，把频率的单位定为赫兹。
电磁波与通信技术的发展
电磁波与通信技术的发展随着科技的迅速发展和人们对信息传递需求的不断增长，电磁波和通信技术在现代社会中扮演着至关重要的角色。
本文将探讨电磁波和通信技术的发展历程以及对社会的影响。
一、电磁波的发现与性质电磁波的概念最早由英国科学家麦克斯韦尔提出，他的电磁场理论揭示了电磁波的存在和基本性质。
电磁波是由变化的电场和磁场相互作用而产生的一种能量传输形式。
它具有波动性质，可以在真空中传播，且速度等于光速。
二、无线电通信的出现无线电通信是电磁波应用的典型范例之一。
1895年，意大利科学家马可尼首次实现了无线电通信，这标志着现代通信技术的开端。
随后，人们不断改进了发射设备和接收设备，无线电通信逐渐成为人们生活中不可或缺的一部分。
三、电视技术的革新电视技术的发展是通信技术的里程碑。
1927年，美国发明家菲罗·福尔克与约翰·贝尔即兴演示了第一套可行的电视系统。
从此以后，电视成为家庭娱乐的常客，同时也成为信息传递的重要途径。
随着技术的进步，电视的画质和音效不断改善，高清晰度和立体声成为标配。
四、移动通信的兴起移动通信技术的发展对现代社会产生了深远的影响。
20世纪80年代，蜂窝式电话系统开始进入市场，随后发展为手机技术。
手机的出现使得人们可以随时随地进行通信，极大地提高了信息的传递效率，并对人们的生活和工作方式产生了巨大的改变。
五、互联网的普及互联网的普及将信息的传递推向了全新的高度。
1990年代，随着互联网的商用化，人们可以通过电脑和手机连接到全球网络，实现信息的即时获取和共享。
互联网不仅改变了人们的生活方式，也改变了商业模式和社会结构。
六、光纤通信的革新光纤通信技术的发展极大地提高了数据传输的速度和容量。
光纤作为一种新兴的通信媒介，具有传输损耗小和抗干扰能力强的特点。
它不仅应用于长距离通信，也逐渐渗透到家庭和办公环境，真正实现了全光纤网络的目标。
七、5G时代的到来随着移动互联网的飞速发展，5G技术成为了新一代通信技术的代表。
13.4 电磁波的发现及应用+13.5 能量量子化
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
《电磁波的发现》高中物理教案
《电磁波的发现》高中物理教案一、教学目标1. 让学生了解电磁波的产生、传播和应用，理解电磁波在现代科技领域中的重要性。
2. 通过对电磁波的研究，提高学生的科学素养，培养学生的创新意识和实践能力。
3. 引导学生通过观察、实验、分析等方法，探究电磁波的性质，培养学生的团队合作精神和交流能力。
二、教学内容1. 电磁波的产生：介绍电磁波的产生原理，引导学生了解电磁波的频率、波长和能量等基本特性。
2. 电磁波的传播：讲解电磁波在真空和介质中的传播规律，引导学生掌握电磁波传播的速度和衰减等知识。
3. 电磁波的应用：介绍电磁波在通信、雷达、医学等方面的应用，引导学生了解电磁波在现代科技领域的重要性。
4. 电磁波的发现历程：讲述电磁波的发现过程，引导学生了解科学家们的研究方法和思维过程。
5. 电磁波实验：安排一次实验课，让学生通过实验观察电磁波的性质，培养学生的实践能力。
三、教学方法1. 采用讲授法，讲解电磁波的基本概念、产生、传播和应用等方面的知识。
2. 采用实验法，让学生通过实验观察电磁波的性质，培养学生的实践能力。
3. 采用讨论法，引导学生就电磁波的发现历程和应用等方面进行探讨，培养学生的团队合作精神和交流能力。
四、教学准备1. 准备相关教案、课件和教学视频，以便进行课堂教学。
2. 准备实验器材，安排实验课的场地和时间。
3. 准备课后作业，巩固学生对电磁波知识的理解和掌握。
五、教学评价1. 课堂表现：观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，了解学生的学习状态。
2. 课后作业：检查学生完成作业的情况，评估学生对电磁波知识的掌握程度。
3. 实验报告：评估学生在实验课上的表现，了解学生对电磁波实验技能的掌握情况。
4. 小组讨论：观察学生在讨论中的表现，评估学生的团队合作精神和交流能力。
六、教学步骤1. 导入新课：通过回顾电磁学基础知识，引导学生进入电磁波的学习。
2. 讲解电磁波的产生：介绍麦克斯韦方程组，解释电磁波的产生原理。
第3章 3.1 麦克斯韦的电磁场理论+3.2 电磁波的发现
第3章 3.1 麦克斯韦的电磁场理论+3.2 电磁波的发现3.1 麦克斯韦的电磁场理论3.2 电磁波的发现学习目标知识脉络1.理解麦克斯韦电磁理论的两个要点，了解电磁场与电磁波的联系与区别，以及电磁波的特点.(重点)2.了解麦克斯韦理论在物理发展史上的意义.3.了解LC振荡电路中电磁振荡的产生过程.(难点)4.了解电磁振荡的周期和频率，会求LC电路的周期和频率.(重点)麦克斯韦电磁场理论[先填空]1.英国物理学家麦克斯韦创立了电磁场理论，并预言了电磁波的存在.2.变化的磁场产生电场不均匀变化的磁场产生变化的电场；均匀变化的磁场产生稳定的电场.3.变化的电场产生磁场不均匀变化的电场产生变化的磁场；均匀变化的电场产生稳定的磁场.4.电磁场理论——伟大的丰碑(1)不均匀变化的磁场和电场相互耦连，形成不可分离的统一的电磁场.(2)变化的电场与变化的磁场相互激发，由近及远地向周围空间传播，就形成了电磁波.麦克斯韦在理论上预言了电磁波的存在.(3)在电磁波的传播过程中，电场和磁场方向相互垂直并都垂直于传播的方向，即电磁波是横波.(4)电磁波在真空中的传播速度等于光速.[再判断]1.变化的电场一定产生变化的磁场.(×)2.恒定电流周围产生磁场，磁场又产生电场.(×)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【解析】【答案】ABC2.根据麦克斯韦的电磁场理论，以下叙述中正确的是()A.教室中亮着的日光灯周围空间必有磁场和电场B.工作时的电磁打点计时器周围必有磁场和电场C.稳定的电场产生稳定的磁场，稳定的磁场产生稳定的电场D.电磁波在传播过程中，电场方向、磁场方向和传播方向相互垂直E.均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场【解析】教室中亮着的日光灯、工作时的电磁打点计时器用的振荡电流，在其周围产生振荡磁场和电场，故选项A、B正确；稳定的电场不会产生磁场，故选项C错误；电磁波是横波，电场方向、磁场方向和传播方向相互垂直，故选项D正确.均匀变化的电场周围会产生恒定不变的磁场，E错误.【答案】ABD3.如图3-1-1所示，在变化的磁场中放置一个闭合线圈.图3-1-1(1)你能观察到什么现象？(2)这种现象说明了什么？【解析】(1)灵敏电流计的指针发生偏转，有电流产生.(2)变化的磁场产生了电场，使闭合线圈的自由电荷发生了定向运动而形成了电流.【答案】见解析判断是否产生电场或磁场的技巧1.变化的电场或磁场能够产生磁场或电场.2.均匀变化的场产生稳定的场.3.非均匀变化的场产生变化的场.4.周期性变化的场产生同频率的周期性变化的场.5.稳定不变的场不能产生新的场.赫兹实验与电磁振荡[先填空]1.赫兹实验(1)实验分析和高压感应线圈相连的抛光金属球间产生电火花时，空间出现了迅速变化的电磁场，这种变化的电磁场以电磁波的形式传到了导线环，导线环中激发出感应电动势，使与导线环相连的金属球间也产生了电火花.这个导线环实际上是电磁波的检测器.(2)实验结论赫兹实验证实了电磁波的存在，检验了麦克斯韦电磁场理论的正确性.2.电磁振荡(1)振荡电流：大小和方向都随时间做周期性迅速变化的电流.(2)振荡电路：能够产生振荡电流的电路.最基本的振荡电路为LC振荡电路.(3)电磁振荡：在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量，电路中的电流，电场和磁场周期性相互转变的过程也就是电场能和磁场能周期性相互转化的过程.(4)电磁振荡的周期与频率①周期：电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间.②频率：1 s内完成周期性变化的次数.振荡电路里发生无阻尼振荡时的周期和频率分别叫做固有周期、固有频率.③周期和频率公式：T＝2πLC，f＝12πLC.[再判断]1.在振荡电路中，电容器充电完毕磁场能全部转化为电场能.(√)2.电容器放电完毕，电流最大.(√)3.L和C越大，电磁振荡的频率越高.(×)[后思考]1.在LC振荡电路一次全振动的过程中，电容器充电几次？它们的充电电流方向相同吗？【提示】充电两次，充电电流方向不相同.2.在电磁振荡的过程中，电场能与磁场能相互转化，什么时候磁场能最大？【提示】放电刚结束时，电场能全部转化成了磁场能.[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 E i B 能量0→T4放电过程q m→0E m→00→i m0→B mE电→E磁T 4→T2充电过程0→q m0→E m i m→0B m→0E磁→E电T 2→3T4放电过程q m→0E m→00→i m0→B mE电→E磁3T4→T 充电过程0→q m0→E m i m→0B m→0E磁→E电2.(如图3-1-2所示)图3-1-23.板间电压u、电场能E E、磁场能E B随时间变化的图像(如图3-1-3所示)图3-1-3u、E E规律与q-t图像相对应；E B规律与i-t图像相对应.4.分类分析(1)同步关系在LC振荡回路发生电磁振荡的过程中，电容器上的物理量：电量q、电场强度E、电场能E E是同步变化的，即：q↓→E↓→E E↓(或q↑→E↑→E E↑)振荡线圈上的物理量：振荡电流i、磁感应强度B、磁场能E B也是同步变化的，即：i↓→B↓→E B↓(或i↑→B↑→E B↑)(2)同步异变关系在LC振荡过程中，电容器上的三个物理量q、E、E E与线圈中的三个物理量i、B、E B是同步异向变化的，即q、E、E E同时减小时，i、B、E B同时增大，且它们的变化是同步的，也即：q、E、E E↑同步异向变化,i、B、E B↓.注意：自感电动势E的变化规律与q-t图像相对应.4.LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图3-1-4所示，则下列说法正确的是()图3-1-4A.若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电B.若电容器正在充电，则电容器下极板带正电C.若电容器上极板带正电，则线圈中电流正在增大D.若电容器正在放电，则自感电动势正在阻碍电流增大E.若电容器正在充电，则自感电动势正在阻碍电流增大【解析】本题考查各物理量发生变化的判断方法.由电流的磁场方向和安培定则可判断振荡电流方向，由于题目中未标明电容器两极板的带电情况，可分两种情况讨论：(1)若该时刻电容器上极板带正电，则可知电容器处于放电阶段，电流增大，则C对，A错；(2)若该时刻电容器下极板带正电，可知电容器处于充电状态，电流在减小，则B对，由楞次定律可判定D对，E错.故正确答案为B、C、D.【答案】BCD5.如图3-1-5所示，LC电路的L不变，C可调，要使振荡的频率从700 Hz 变为1 400 Hz，则把电容________到原来的________.图3-1-5【解析】由题意，频率变为原来的2倍，则周期就变为原来的12，由T＝2πLC，L不变，当C＝14C0时符合要求.【答案】减小1 46.如图3-1-6所示，L为一电阻可忽略的线圈，D为一灯泡，C为电容器，开关S处于闭合状态，灯D正常发光，现突然断开S，并开始计时，画出反映电容器a极板上电荷量q随时间变化的图像(q为正值表示a极板带正电).图3-1-6【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.【答案】LC振荡电路充、放电过程的判断方法1.根据电流流向判断：当电流流向带正电的极板时，电容器的电荷量增加，磁场能向电场能转化，处于充电过程；反之，当电流流出带正电的极板时，电荷量减少，电场能向磁场能转化，处于放电过程.2.根据物理量的变化趋势判断：当电容器的带电量q(电压U、场强E)增大或电流i(磁场B)减小时，处于充电过程；反之，处于放电过程.3.根据能量判断：电场能增加时充电，磁场能增加时放电.电磁波的发射和电磁波的特点[先填空]1.发射条件有效地发射电磁波，振荡电路必须具有两个特点：第一，要有足够高的振荡频率，频率越高，发射电磁波的本领越大；第二，应采用开放电路，振荡电路的电场和磁场必须分散到足够大的空间.2.电磁波的特点(1)电磁波中的电场E与磁场B相互垂直，而且二者均与波的传播方向垂直.因此电磁波是横波.(2)电磁波在真空中的传播速度等于光速c，光的本质是电磁波.(3)电磁波具有波的一般特征，波长(λ)、周期(T)或频率(f)与波速(v)间关系为v＝λT＝λf.(4)电磁波和其他波一样也具有能量，电磁波的发射过程就是辐射能量的过程.[再判断]1.振荡频率足够高的开放电路才能发射电磁波.(√)2.电磁波的传播速度等于光速c.(×)3.电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播.(√)[后思考]1.怎样才能形成开放电路?【提示】在振荡电路中，使电容器变成两条长的直导线，一条深入高空成为天线，另一条接入地下成为地线，形成开放电路.2.雷雨天气，从调至中波段的收音机中，会不断地传出很响的“咔嚓”声，这是为什么？【提示】雷雨天形成闪电时会发出很强的电磁波，收音机接收到后会感应出电流，引起扬声器发出声响，形成很响的“咔嚓”声.[核心点击]1.机械波与电磁波的共性机械波与电磁波是本质上不同的两种波，但它们有共同的性质：①都具有波的特性，能发生反射、折射、干涉和衍射等物理现象；②都满足v＝λT＝λf；③波从一种介质传播到另一种介质，频率都不变.2.电磁波与机械波的区别电磁波机械波不同点本质电磁现象力学现象产生机理由电磁振荡产生由机械振动产生周期性变化的量场强E与磁感应强度B随时间和空间作周期性变化质点的位移x、加速度a随时间和空间作周期性变化波的性质横波即有横波，又有纵波传播介质不需要介质，可在真空中传播只能在弹性介质中传播速度特点由介质和频率决定仅由介质决定A.机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用B.机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象C.机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播D.机械波只有横波E.电磁波只有纵波【解析】机械波和电磁波有相同之处，也有本质区别，但v＝λf都适用，A说法对；机械波和电磁波都具有干涉和衍射现象，B说法对；机械波的传播依赖于介质，电磁波可以在真空中传播，C说法对；机械波有横波和纵波，而电磁波是横波，D、E说法错.【答案】ABC8.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/sC.电磁波由真空进入介质传播时，波长变短D.电磁波不能产生干涉、衍射现象E.电磁波具有波的一切特征【解析】电磁波是交替产生呈周期性变化的电磁场由发生区域向远处传播而产生，故A项正确；电磁波只有在真空中传播时，其速度为3×108m/s，故B项不正确；电磁波在传播过程中其频率f不变，由波速公式v＝λf知，由于电磁波在介质中的传播速度比在真空中的传播速度小，所以可得此时波长变短，故C正确；电磁波是一种波，具有波的一切特性，能产生干涉、衍射等现象，故E项正确，D项不正确.【答案】ACE电磁波的特点1.电磁波有波的一切特点：能发生反射、折射现象；能产生干涉、衍射等现象.2.电磁波是横波.在电磁波中，每处的电场强度和磁感应强度方向总是互相垂直的，并且都跟那里的电磁波的传播方向垂直.3.电磁波可以在真空中传播，向外传播的是电磁能.第 11 页。
赫兹发现电磁波的实验方法及过程
赫兹发现电磁波的实验方法及过程，难度属中上
作为物理学史上的巨星，赫兹曾在1887年做出了一项突破性的发现，即发现
了电磁波。
赫兹发现电磁波的实验为物理学的发展带来了重要影响，是一个具有划时代意义的实验。
赫兹的实验是以一对导线，一头接受电源，一头接受针型探头，进行实验。
当
电源连接时，会产生一段时间的电压电流波动，此时赫兹利用针型探头检测其中是否存在电磁波。
在后续的实验中，赫兹发现，当导线之间电压电流波动大小足够高时，会在空气中产生电磁波，譬如，针型探头的针尖会张开，而在波动幅度不够大时，它无法发现电磁波。
这就是赫兹发现电磁波的实验方法及过程。
赫兹发现电磁波的实验突破了人们此前看似绝对的认知，使得后续研究者有了
更进一步的探究，从而催生了电磁学以及无线电技术的研究。
今天，像无线网络，广播等等，都与赫兹发现的电磁波紧密相关，它们的出现也是由于赫兹的发现而变为了可能。
因此，赫兹发现电磁波的实验在物理学的发展中扮演着至关重要的角色，其重要性和影响绝不可低估。
《电磁波的发现》高中物理教案
《电磁波的发现》高中物理教案一、教学目标1. 让学生了解电磁波的发现过程，掌握电磁波的基本概念和特性。
2. 通过学习电磁波的发现，培养学生对科学研究的兴趣和探索精神。
3. 提高学生运用物理知识解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 电磁波的发现过程：麦克斯韦方程组、赫兹的实验验证、马可尼和贝尔的通信实验。
2. 电磁波的基本特性：波动性、能量、速度、频率、波长。
三、教学重点与难点1. 重点：电磁波的发现过程，电磁波的基本特性。
2. 难点：麦克斯韦方程组的推导，电磁波传播速度的计算。
四、教学方法1. 采用问题驱动的教学方法，引导学生通过自主学习、合作探讨，掌握电磁波的相关知识。
2. 利用多媒体课件，展示电磁波的发现过程和实验现象，增强学生的直观感受。
3. 结合生活实例，让学生体会电磁波在实际应用中的重要性。
五、教学步骤1. 导入新课：通过展示手机、无线网络等实例，引导学生关注电磁波在现代生活中的应用，激发学生的学习兴趣。
2. 自主学习：让学生阅读教材，了解电磁波的发现过程，掌握电磁波的基本特性。
3. 课堂讲解：讲解麦克斯韦方程组的推导过程，阐述电磁波的发现意义。
4. 实验演示：展示赫兹实验、马可尼和贝尔的通信实验，让学生直观地感受电磁波的传播现象。
5. 课堂练习：布置相关练习题，让学生巩固所学知识。
6. 拓展延伸：介绍电磁波在现代科技领域的应用，如无线电通信、雷达、微波炉等。
7. 总结反馈：对本节课的内容进行总结，收集学生反馈，为后续教学做好准备。
六、电磁波的应用1. 教学目标让学生了解电磁波在日常生活和科技领域中的应用。
培养学生运用电磁波知识解决实际问题的能力。
2. 教学内容无线电通信：调制、解调、天线原理。
雷达技术：原理、应用。
微波炉：工作原理、应用。
医学应用：MRI、无线电成像技术。
3. 教学重点与难点重点：电磁波在日常生活和科技领域中的应用。
难点：雷达技术原理，微波炉的工作原理。
4. 教学方法结合实际案例，采用讲授和讨论相结合的方法。
电磁波的发现历程（1831－1888）
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）。
电磁波的发现及应用+示范教案
4 电磁波的发现及应用教学目标1.知道麦克斯韦的电磁场理论。
2.了解电磁波的产生过程，知道赫兹通过实验捕捉到了电磁波。
3.知道电磁波谱，了解不同频率电磁波的应用。
4.知道电磁波的物质性，知道电磁波具有能量，了解电磁波通信对人们生活的影响。
教学重难点教学重点1.麦克斯韦电磁场理论。
2.电磁波谱的认识。
教学难点电磁波产生过程的认识。
教学准备多媒体课件教学过程新课引入电磁波为信息的传递插上了翅膀，广播、电视、移动通信等方式，使古代人“顺风耳、千里眼”的梦想变成了现实。
问题那么，电磁波是怎样发现的呢？讲授新课一、电磁场教师活动：介绍英国物理学家麦克斯韦。
1856年，发表了第一篇电磁学论文《论法拉第的力线》。
这篇论文仅限于把法拉第的思想翻译成数学语言，还没有引导到新的结果。
1862年，发表了第二篇论文《论物理力线》。
发展了法拉第的思想，扩充到变化的磁场产生电场，而且大胆假设：变化的电场产生磁场，并预言了电磁波的存在。
1873年，出版了科学名著《电磁理论》，系统、全面、完美地阐述了电磁场理论。
教师活动：下面我们定性的介绍麦克斯韦关于电磁场的一些观点。
1.变化的磁场产生电场这是法拉第的电磁感应现象。
麦克斯韦：变化的磁场在空间产生了电场，电路中的自由电荷在电场的作用下定向移动，形成了感应电流，电场。
变化的磁场产生电场，这是一个普遍规律。
恒定的磁场不产生电场均匀变化的磁场产生恒定的电场周期性变化的磁场产生同频率的振荡电场非均匀变化的磁场产生变化的电场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。
他大胆的假设：变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场。
2.变化的电场产生磁场恒定的电场不产生磁场均匀变化的电场产生恒定的磁场周期性变化的电场产生同频率的振荡磁场非均匀变化的电场产生变化的磁场按照这个理论，变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一的电磁场二、电磁波1.伟大的预言麦克斯韦推断：如果在空间某域中有周期性变化的电场，那么它就在空间产生周期性变化的磁场；这个变化的磁场又引起新的变化的电场。
高中物理课件-14.1电磁波的发现
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。
电磁波的发现及应用
电磁波携带信息，即可以有线传播，也可以无线传播。
电信网、广播电视网和互联网逐步整合成为统一的信息通信 网络，这些信息都是通过无线电波来传递的。
判断正误
(1)利用电磁波传递信号可以实现无线通信,但电磁波不能通过电缆、光 缆传输( × ) (2)可判断正误是整个电磁波谱中极狭窄的一段，其中红光波长最长。( √ ) (3)红外线属于可见光。( × ) (4)紫外线有明显的热效应。( × )
思考：如图在变化的磁场中放人一个 闭合电路，电路里会产生感应电流。 麦克斯韦精彩 追问：
感应电流是如何形成的？ 电荷的定向移动 电荷为什么会定向移动？ 受到电场给它的静电力 电场如何产生的？ 由变化的磁场产生的
撤去闭合电路还有电流吗？还有电场吗？ 无电流，有电场!
既然变化的磁场产生了电场，那么变化的电场还能继续产生磁场 吗？......如此循环往复.......
3.电磁波谱
电磁波的频率范围很广，包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ 射 线 等 ， 把 这 些 电 磁 波 按 __波__长____ 或 ___频__率___ 顺 序 排 列 起 来 ， 就 构 成 了 __电__磁__波__谱____。
4.电磁波谱中的各种波在真空中的传播速度均等于___光__速___。不同电磁波具有不同的
电磁感应现象：在变化的磁场中放人一个闭合电路，电路里会 产生感应电流。
1.电磁感应的现象和实质
穿过
形成
现象：
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.总结: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。
人教版选修3《电磁波的发现》评课稿
人教版选修3《电磁波的发现》评课稿作者：[用户昵称]1. 引言《电磁波的发现》是人教版选修3中的一篇教材文章，旨在介绍电磁波的发现历程。
本文将对该课文进行评课，讨论文章的内容、教学目标、教学设计和教学效果等方面进行细致分析。
2. 课文内容概述2.1 电磁波的基本概念课文首先介绍了电磁波的基本概念，包括电磁波的定义、特点和分类。
通过引导学生了解电磁波的基本特性，培养学生对电磁波的兴趣。
2.2 麦克斯韦与电磁波接着，课文介绍了麦克斯韦和他的电磁波理论。
通过讲解麦克斯韦的工作及其对电磁波形成的贡献，使学生了解电磁波发现的背景和历史。
2.3 麦克斯韦理论的验证课文进一步介绍了麦克斯韦理论的验证过程，在这一部分中，学生将了解到赫兹利用无线电波进行实验验证麦克斯韦理论的重要性，培养学生对科学实验的重要性和创新思维。
2.4 电磁波的应用及发展最后，课文介绍了电磁波的应用领域，包括电台、电视、雷达、微波炉等等。
通过这一部分的介绍，学生将加深对电磁波应用的认识，并扩展对电磁波的兴趣。
3. 教学目标分析3.1 知识目标通过学习《电磁波的发现》，学生应该掌握以下知识点：•了解电磁波的基本概念、特点和分类；•理解麦克斯韦理论对电磁波发现的重要性；•掌握麦克斯韦理论的验证过程；•熟悉电磁波在实际中的应用。
3.2 能力目标通过学习本文，学生应培养以下能力：•培养学生阅读理解、归纳总结的能力；•培养学生运用科学方法进行实验验证的能力；•培养学生运用电磁波知识分析和创新的能力。
3.3 情感目标通过学习本文，学生应培养以下情感态度和价值观：•培养学生对科学的兴趣和好奇心；•培养学生对科学实验的重要性和创新思维的认识；•培养学生对电磁波应用的认识和意识。
4. 教学设计细节4.1 激发学生的兴趣为了激发学生对课文的兴趣，可以通过以下方式进行设计：•制作电磁波的展示板，展示电磁波的图片和应用领域，引发学生的好奇心；•通过小组讨论、问题导入等形式，引导学生提出对电磁波的疑惑和问题，调动学生的积极性。
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电场和磁场的变化关系
激 非均 发 变 化 匀变 电 化磁 场 场
均 匀 变 化 非 均 匀 变 化
激 发
稳 定 磁 场
激 发 变
化 磁 场
稳 激 定 均匀变化 发 电 场
不 再 激 发
非均匀变化
二、电磁波的特点： 1．电磁波是横波．电磁波在真 空中传播时，它的电场强度E与 磁感应强度B相互垂直，而且二 者均与波的传播方向垂直．如图 所示．
《电磁波的发现》
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伟大的预言 一、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
• 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
z.x.x.k
• （1）线圈中产生感应电动势说明了什么？ • 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？
• （3）振荡的(即周期性变化的)磁场产生同频率的振荡电场，
振荡的电场产生同频率的振荡磁场。 • （4）变化的电场和变化的磁场总是相互联系着，形成一个 不可分离的统一体，这就是电磁场，向周围空间传播这就是 电磁波。
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
• 2、赫兹的实验：
• 2、赫兹的实验：
一、 1．变化的磁场产生电场 2．变化的电场产生磁场 3．电磁场→传播→电磁波 4、电磁波不需介质，以光速传播。 二、赫兹证实： 1、电磁场、电磁波的存在。 2、电磁波能反射、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。
小结 麦克斯韦电磁场理论
【练习】
1．根据麦克斯韦电磁理论，下列说法中正确的是
A．变化的电场一定产生变化的磁场 B．均匀变化的电场一定产生均匀变化的磁场 C．稳定的电场一定产生稳定的磁场 D．振荡的电场一定产生同频率的振荡磁场。
答案:D
2.下列说法正确的是( AC )
A.恒定电流能够在周围空间产生稳定的磁场
B.稳定电场能够在周围空间产生稳定的磁场
C.均匀变化的电场能够在周围空间产生稳定
的磁场
D.均匀变化的电场和磁场相互激发，形成由 近及远的电磁波
3.当电磁波的频率增加时，它在真空中的速度将 ( C )
A.减小 C.不变 B.增大 D.减小、增大和不变均有可能
4.关于电磁波的传播速度，以下叙述正确的是( D ) A.波长越长，传播速度越快 B.频率越高，传播速度越快 C.发射量越大，传播速度越快 D.所有电磁波在真空中的传播速度都一样大
• 有！
Z..x..x..k
• （4）总结：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ห้องสมุดไป่ตู้无关。
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• 2．变化的电场产生磁场 • 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？
二、电磁波的特点： 2．电磁波中的E和B这两个物理量 随时间和空间做周期性的变化． 3．电磁波的速度等于光速c！ 4．光的本质是电磁波． 5．电磁波能产生反射、折射、干涉、 偏振和衍射等现象．
三．赫兹的电火花 • 1、麦克斯韦英年早逝，没有见到科学实验对 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。
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。
二．电磁场、电磁波
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• 1、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。
2、电磁波
（ 1）变化的电场和变化的磁场交替产生，由 近及远地传播。这种变化的电磁场在空间以 一定的速度传播的过程叫做电磁波。
（2）电磁波与机械波不同，不需要介质，可 以在真空中传播。电磁波的速度等于光速！ 光是以波动形式传播的一种电磁振动
• 3、电磁场和电磁波理论的理解 • （1）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。这里的“均匀变化”指在相等时间内磁感 应强度(或电场强度)的变化量相等，或者说磁感应强度(或电 场强度)对时间变化率一定。 • （2）非均匀变化的磁场产生变化的电场，不均匀变化的电 场产生变化的磁场