第十四章-麦克斯韦方程组--电磁波上课讲义

合集下载

高考物理一轮总复习选修部分第14章电磁波相对论简介课件(选修3-4)

运动没有关系。
2．相对论的质速关系
(1)物体的质量随物体速度的增加而增大，物体以速度 m0
间有如
下关系： m＝
1－vc2
。
(2)物体运动时的质量 m 总要大于静止时的质量 m0。
3．相对论质能关系用 m 表示物体的质量，E 表示它具有的能量，则爱因斯坦质能方程为：E＝ mc2 。
3．电磁波：电磁场(电磁能量)由近及远地向周围传播形成电磁波。 (1)电磁波是横波，在空间传播不需要介质。
(2)v＝λf 对电磁波同样适用。 (3)电磁波能产生反射、折射、干涉和衍射等现象。
4．发射电磁波的条件 (1)要有足够高的振荡频率； (2)电路必须开放，使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间。 5．调制：有调幅和调频两种方法。
8．电磁波的应用电视和雷达。知识点 2 电磁波谱 Ⅰ 1.定义按电磁波的波长从长到短分布是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线和 γ 射线，形成电磁波谱。
2．电磁波谱的特性、应用
电磁
频率
波谱
/Hz
无线
电波
<3×1011
真空中波长/m
>10－3
红外线 1011～1015 10－3～10－7
2．[对电磁波的理解]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
解析电磁波的传播可以不需要介质，也可以在介质中传播，A 选项是错误的。电磁波也是横波，具有横波的任何特性，可以发生干涉、衍射、偏振等现象，B 选项正确，C 选项错误。电磁波可以携带信息传播，D 选项错误。
二、对点激活 1．[电磁波的应用]关于电磁波，下列说法正确的是( ) A．雷达是用 X 光来测定物体位置的设备 B．使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调 C．用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光 D．均匀变化的电场可以产生恒定的磁场

麦克斯韦方程组和电磁场.pptx

1. 自感
1）自感现象
回路中 i 变化→B变化→ 变化→ L
L~~自感系数或电感:取决于回路的大小、形状、匝数以及
i
(a)
Hale Waihona Puke (b)自感与互感第28页/共75页
讨论：
L大， L大→阻碍电路变化的阻力大；L小， L小→阻碍电路变化的阻力小
∴ L~~对电路“电磁惯性”的量度。
* 电感（线圈）和电容一样是储能元件。
第22页/共75页
洛仑兹力作功？
作功？
作功？
Fv 对电子的漂移运动而言作正功 —> 动生电动势
这一能量从何而来？
Fu 对导体的运动而言作负功 <— 外界提供能量
FV 的作用：并不作功提供能量，转化能量的中介所
定量上看：
v
Fv
u
Fu
动生电动势
第23页/共75页
-
+
闭合回路在磁场中运动时：
动生电动势
* 的计算
* 磁通计原理
法拉第电磁感应定律
第4页/共75页
3 楞次定律
判断感应电流方向的定律。
感应电流的效果，总是反抗引起感应电流的原因。
感应电流激发的磁场通量
磁通量的变化（增加或减小）
法拉第电磁感应定律
补偿
第5页/共75页
应用此定律时应注意：
(1) 磁场方向及分布;
(2) 发生什么变化？
法拉第电磁感应定律
其中为回路中的感应电动势。
共同因素：穿过导体回路的磁通量发生变化。
第3页/共75页
2、电磁感应定律
* 产生条件：
其中B、、s 有一个量发生变化，回路中就有的i 存在。
* 的大小: df /dt (SI) f 的变化率

高中物理第十四章电磁波1电磁波的发现2电磁振荡课件新人教选修34

D.电磁波在同种介质中只能沿直线传播
)
思路分析:解答本题的关键是能够理解电磁波的形成和特点。
解析: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,不能产生新的电场(或磁场),因而不能产生电磁波,选项 A 正
确,C 错误;电磁波的传播速度跟介质有关,频率由波源决定,同一频
率的电磁波在不同介质中波长不同,由 v=λf 知不同介质中波的传播
典题例解
【例 3】 (多选)LC 振荡电路中,通过 P 点的电流变化规律如图
2.LC 回路振荡过程的分析。
激趣诱思
自古以来,人类一直在用自己的智慧解决远距离通信的问题。大
约 3 000 年前,在我国的周代就出现了利用火和烟传递信息的设施
——烽火台。然而,直到 100 多年前,信息主要还是依靠人或动物的
移动来传递,即使使用车、船,传递信息的速度仍然很慢。19 世纪末,
麦克斯韦学习了库仑、安培、奥斯特、法拉第、亨利的研究成果,
电场和磁场交替产生,从而形成由近及远传播的电磁波。
典题例解
【例 1】关于电磁场理论,以下说法正确的是
(
)
A.在电场周围一定会产生磁场
B.任何变化的电场周围空间一定会产生变化的磁场
C.均匀变化的电场会产生变化的磁场
D.周期性变化的电场会产生周期性变化的磁场
思路分析:记住并理解麦克斯韦电磁场理论是解决本问题的关
(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、偏振和衍射现象,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。
预习交流 1
从科学的角度来说,电磁波是能量的一种,凡是高于绝对零度的

高中物理第十四章 1 电磁波的发现 2 电磁震荡课件4高二选修34物理课件

的电场
12/9/2021
第十三页，共四十八页。
(2)放电过程:由于线圈的作用自,放感电电流由零逐渐增大,电容器极板上的电荷
,电容器
里的电场(diàn c逐hǎ渐ng)逐渐减弱,线圈的磁场逐渐增强,电场(diàn chǎng)能逐渐转化为 ,放电完
毕的瞬间,电场(能zhú全ji部àn转)减化磁为场磁(c场ích能ǎn.g)
[问题导学]
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,电容器通过 (tōngguò)线圈放电,放电过程中,电容器的电场能转化为什么形式的能?线圈中的电流发生怎样的变化?线圈中是否会产生自感电动势?自感电动势产生什么效果?当线圈中的电流减小时,是否会对电容器充电?此时线圈中的磁场能转化为什么形式的能?
12/9/2021
第十九页，共四十八页。
状元(zhuàng yuan)心得
❶变化的磁场(cíchǎng)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.
❷1)振荡电场(即周期性变化的电场)产生同频率的振荡磁场. 2)振荡磁场(即周期性变化的磁场)产生同频率的振荡电场.
12/9/2021
12/9/2021
第二十一页，共四十八页。
规律(guīlǜ)方法
理解麦克斯韦电磁场理论(lǐlùn)的关键
(1)掌握(zhǎngwò)四个关键词:“恒定的”“均匀变化的”“非均匀变化的” “周期性变化的(即振荡的)”. (2)掌握“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”.
12/9/2021
. 周期性变化
周期性变化的次数
5.LC 电路的周期或频率公式
1
T=2π LC ,所以其振荡频率 f=___2_π__L_C___.

高中物理第十四章电磁波第1节电磁波的发现课件4高中选修34物理课件

12/9/2021
第三十二页，共六十五页。
例2 (多选)关于电磁波与声波的说法，下列正确的是( ) A．电磁波是由电磁场发生的区域向远处传播，声波是声源的振动向远处传播 B．电磁波的传播不需要介质，声波的传播有时也不需要介质 C．由空气进入水中传播时，电磁波的传播速度变小，声波的传播速度变大 D．由空气进入水中传播时，电磁波的波长不变，声波的波长变小
12/9/2021
第二十七页，共六十五页。
课堂任务电磁波
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，即E与B彼此垂直且与传播方向垂直。
12/9/2021
第二十八页，共六十五页。
12/9/2021
第八页，共六十五页。
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□02 速度，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论。
12/9/2021
第九页，共六十五页。
判一判 (1)变化的电场一定产生变化的磁场。( × ) (2)磁场一定可以产生电场，电场也一定可以产生磁场。( × ) (3)电磁波在真空和介质中传播速度相同。( × ) (4)只要有电场和磁场，就能产生电磁波。( × ) (5)电磁波在同种介质中只能沿直线传播。( × )
(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

14.4-5--麦克斯韦电磁场理论-电磁波

三、麦克斯韦方程组的积分形式
稳恒情况的电磁场规律

DdS qi
任意电场

Edl 0

BdS 0
变化磁场产生电场任意电流

变化电场
H dl Ii 产生磁场

DdS qi EEdldl(EeEiB)tdldS

B dS 0 BdS 0

BdS 0
☆人们赞美
麦克斯韦方程组象一首美丽的诗 !
1.麦克斯韦方程组：
D dS qi
(1)
BEHdddSll0IBtDdtSdS
(2) (3) (4)
2.各方程的物理意义：
Id所激发的磁场H(B)与其成右手螺旋关系：
jd
D
H (B)

D
t
0

jd // D
jd
D
H (B)Leabharlann 4、传导电流与位移电流的比较

D t

0

jd D
共同点—— Ic 和Id以共同的形式激发磁场。
不同点—— 1. 传位导移电电流流IIcd和的电实荷质的是宏变观化定电向场运！动D有t 关0,,而jD 0 2. Ic产生焦耳热而Id不产生焦耳热！

dq dt
q S2 极板

dq极板 dt

d dt

s2 DdS
I
S1
S2
2若.定S义2面：不随Id 时间dIdst1t变D 化s2：DtDtdSdS
d s2
dt 位移电流
有电流的量纲
位移电流密度：
jd
D

高中物理第十四章电磁波 14.3 电磁波的发射和接收课件4高二选修34物理课件

原理。
12/9/2021
第六页，共三十九页。
二、过程与方法
通过观察总结(zǒngjié)了解无线电波的基本应用，了
解现代技术的应用方法，学会基本原理。
12/9/2021
第七页，共三十九页。
三、情感、态度(tài du)与价值观
通过对无线电波应用原理的基本认识感悟科学技术的价值和重要性。端正科学态度，培养科学的价值观。
3104 (Hz)
12/9/2021
第二十六页，共三十九页。
12/9/2021
第二十七页，共三十九页。
无线电波的传播方式 (wúxiàn diànbō)
12/9/2021
第二十八页，共三十九页。
长波
(chángbō)
短波
微波
12/9/2021
微波
(wēibō)
第二十九页，共三十九页。
知识拓展 (zhī shi)
12/9/2021
第十一页，共三十九页。
电磁波的发射(fāshè)
12/9/2021
第十二页，共三十九页。
1.电磁波有效发射(fāshè)的条件：
LC
① 振荡(zhèndàng)频率要足够高；
② 振荡电路的电场和磁场(cíchǎng)
必须分散到尽可能大的空间。
12/9/2021
第十三页，共三十九页。
内容(nèiróng)总结
1.回忆麦克斯韦的电磁场理论内容。第十四章电磁波。2．了解无线电波的发射过程和调制的简单概念。三、情感、态度与价值观。通过对无线电波应用原理的基本认识感悟科学技术的价
No 值和重要性。接收电路。在无线电技术中，用天线和地线组成的接收电路来接收电磁波。为什
么不同(bù tónɡ)波段的无线电电波采用不同(bù tónɡ)的传播方式。微波: 频率很高。3．电磁波的发射过程和接收过程。4. 无线电波的波段和传播方式。C

高中物理第十四章电磁波 14.1 电磁波的发现课件4高二选修34物理课件

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(xiānjìn)的数学方法，成为一名年轻有为的数学家。
12/9/2021
第十二页，共三十六页。
12/9/2021
12/9/2021
第十一页，共三十六页。
、麦克斯韦的 2
(mài kè sī wéi)
麦克斯生韦平是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
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(xuāngào)：电磁波发现了。
12/9/2021
第三十页，共三十六页。
课堂小结
1、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。 2、变化的电场和磁场相互(xiānghù)联系形成同一的电磁场。电磁场在空间传播形成电磁波。 3、赫兹实验的过程及对无线电技术的贡献。
12/9/2021
第三十一页，共三十六页。
课堂练习
1.根据(gēnjù)麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是（ D）
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、振荡的电场周围一定产生同频率变化的磁场
12/9/2021

高二物理选修课件第十四章电磁波

干涉和衍射等。
实验技能
学生通过实验掌握了电磁波的基本性质和应用，能够独立完成与电磁波相关的实验，如电磁波的发射和接收实验、电磁波的干涉
和衍射实验等。
对未来学习方向和目标设定
深入学习电磁波理论
学生将进一步学习电磁波的理论知识，包括电磁波的波动方程、电磁场的量子化等，为后续的学习和研究打下坚实基础。
电磁污染现状及治理措施
电磁污染现状
随着电子设备的普及和无线通信技术的发展，电磁污染问题日益严重，已成为全球性的环境问题。
治理措施
为治理电磁污染，需要采取综合性的措施，包括制定严格的电磁辐射标准、加强电磁辐射监测和评估、推广低辐射技术和产品等。
绿色通信技术在环保中应用
绿色通信技术
绿色通信技术是指在通信过程中注重节能减排、资源利用和环境保护的技术，如采用高效能设备、优化网络架构、实现能源回收等。
02
电磁波与物质相互作用
物质对电磁波吸收和散射
物质对电磁波的吸收
物质能够吸收电磁波的能量，将其转化为内能或其他形式的能量。吸收程度取决于物质的性质、电磁波的频率和强度等因素。
物质对电磁波的散射
电磁波在物质中传播时，遇到不均匀性或障碍物会发生散射现象，即电磁波改变传播方向并产生新的波前。散射程度与物质的微观结构和电磁波的波长密切相关。
拓展应用领域
学生将关注电磁波在新技术领域的应用，如无线通信、光通信、微波能应用等，了解电磁波在实际应用中的最新进展和发展趋势。
提升实验技能
学生将通过更多的实验和实践活动，提升自己在电磁波领域的实验技能和实践能力，培养自己的创新能力和解决问题的能力。
THANK YOU
感谢聆听
06

新人教版高中物理选修3第14章电磁波全章新课课件

【答案】 D
【练 1】根据麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场可产生电场，当产生的电场的电场线如图所示时，可能是( )
A．向上方向的磁场在增强 B．向上方向的磁场在减弱 C．向上方向的磁场先增强，然后反向减弱 D．向上方向的磁场先减弱，然后反向增强
【解析】在电磁感应现象的规律中，当一个闭合回路中由于通过它的磁通量发生变化时，回路中就有感应电流产生．回路中并没有电源，电流的产生是由于磁场的变化造成的，判断电场与磁场变化的关系仍可用楞次定律，只不过是用电场线方向代替了电流方向．向上的磁场增强时，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，故选项 A 正确，B 项错误；同理，选项 C 正确．D 项错误．
A．增大调谐电路中线圈的匝数 B．加大电源电压 C．减少调谐电路中线圈的匝数 D．将线圈中的铁芯取走
【解析】当调谐电路的固有频率等于接收电磁波的频率时，
二、电磁振荡 1．电磁振荡的过程在 LC 振荡电路中，各物理量都做周期性变化，线圈中的磁场和磁场能随电流 i 变化，电容器极板间电压和电场能随电量 q 变化，两个变化规律具有交替性：放电过程：电容器的电量、极板间电压、电场能都减小，线圈中的电流、磁场、磁场能都增大，电场能转化为磁场能．充电过程：电容器的电量、极板间电压、电场能都增大，线圈中的电流、磁场、磁场能都减小，磁场能转化为电场能．
【答案】 C
第3节电磁波的发射和接收第4节电磁波与信息化社会
第5节电磁波谱
[学习目标] 1.了解发射电磁波的两个条件.2.了解调制、调幅、调频、调谐、解调、电谐振及电磁波发射、接收过程.3.了解电视信号的录制、发射和接收过程，了解雷达的定位原理.4.了解电磁波谱的构成，知道各波段的电磁波的主要作用及应用．

高中物理第十四章电磁波第1节电磁波的发现第2节电磁振荡课件新人教版选修3

答案：D
4．图14－1－6中画出了一个LC振荡电路中的电流变化图线，根据图线可判断 A．t1时刻电感线圈两端电压最大 B．t2时刻电容器两极间电压为零 ( )
C．t1时刻电路中只有电场能
D．t1时刻电容器带电荷量为零图14－1－6
解析：由题图知，t1时刻电流最大，磁场最强，磁场能最大，
根据电磁振荡的规律，此时电场能应最小，电场最弱，电容
存在。
图14－1－3
(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。
4．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。 (2)振荡电路：能产生振荡电流的电路。 (3)振荡过程：如图14－1－4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：
2．关于电磁场和电磁波，下列叙述中正确的是( A．恒定的电场能够产生电磁波 B．电磁波的传播需要介质
)
C．电磁波从一种量
解析：由麦克斯韦电磁理论可知，只有非均匀变化的电场、磁场能产生电磁波，A错；电磁波的传播不需要介质，B错；电磁波与机械波一样，在传播过程中频率不变，C正确；电磁波传播电磁振荡的运动形式和能量，D对。
答案：CD
3．要增大 LC 振荡电路的频率，可采取的办法是( A．增大电容器两极板正对面积 B．减少极板带电荷量 C．在线圈中放入软铁棒作铁芯 D．减少线圈匝数
)
1 解析：根据 LC 振荡电路的频率公式 f＝和平行板 2π LC εrS 电容器电容公式 C＝知，当增大电容器两极板正对 4πkd 面积时，C 增大，f 减小；减少极板带电荷量，不影响 C，即 f 不变；在线圈中放入软铁棒作铁芯，L 增大，f 减小；减少线圈匝数，L 减小，f 增大。

人教版高中物理-第十四章电磁波及其应用-ppt精品课件2

振荡磁场（电场）产生同频率的振荡电场（磁场）
人教版高中物理3-4第十四章电磁波及其应用课件 (共10份打包)3【PPT优秀课件】-精美版
人教版高中物理3-4第十四章电磁波及其应用课件 (共10份打包)3【PPT优秀课件】-精美版
3、电场和磁场的变化关系
非均匀变化的磁场
激发
变化
B
O
t
O
t
人教版高中物理3-4第十四章电磁波及其应用课件 (共10份打包)3【PPT优秀课件】-精美版
人教版高中物理3-4第十四章电磁波及其应用课件 (共10份打包)3【PPT优秀课件】-精美版
②振荡电场产生振荡磁场
E 振荡电场
O
t
正弦曲线
B 振荡磁场
O
t
B与E 频率相同
人教版高中物理3-4第十四章电磁波及其应用课件 (共10份打包)3【PPT优秀课件】-精美版
人教版高中物理3-4第十四章电磁波及其应用课件 (共10份打包)3【PPT优秀课件】-精美版
•
•
• • • • • • • • •
感谢观看，欢迎指导！ 1.某林场中繁殖力极强老鼠种群数量的增长会受密度制约
2.鱼塘中某种鱼的养殖密度不同时,单位水体该鱼的产量有可能相同
3.物体的两个分运动是直线运动，则它们的合运动一定是直线运动 4.若两个互成角度的分运动分别是匀速直线运动和匀加速直线运动，则合运动一定是曲线运动 5.科学家在对黄化豌豆幼苗切段的实验研究中发现，低浓度的生长素促进细胞的伸长，但生长素浓度增高到一定值时，就会促进切段中乙烯的合成，而乙烯含量的增高，反过来又抑制了生长素促进切段细胞伸长的作用。 6.科学家在对黄化豌豆幼苗切段的实验研究中发现，低浓度的生长素促进细胞的伸长，但生长素浓度增高到一定值时，就会促进切段中乙烯的合成，而乙烯含量的增高，反过来又抑制了生长素促进切段细胞伸长的作用。 7.先用低倍镜找到叶肉细胞，然后换用高倍镜观察。注意观察叶绿体随着细胞质流动的情况，仔细看看每个细胞中细胞质流动的方向是否一致致。 8.内质网以类似于“出芽”的形式形成具有膜的小泡，小泡离开内质网，移动到高尔基体与高尔基体融合，成为高尔基体的一部分。高尔基体又以 “出芽 ”方式形成小泡，移动到细胞膜与细胞膜融合，成为细胞膜的一部分。 9.使细胞具有一个相对稳定的内部环境。在物质的运输与交换及信息传递中起决定性作用。 10.核糖体普遍分布在原核细胞和真核细胞中，因此根据核糖体的有无不能确定这些生物的类别。 11.汗液的主要成分是水，也含有无机盐和尿素等物质。酷暑季节，室外作业的工人出汗多，水、无机盐被排出，造成体内水、无机盐的含量减少。失水过多，会脱水而危及生命。生物体内无机盐离子必须保持一定的比例，这对维持细胞内的渗透压和酸碱平衡很重要，这是生物体进行正常生命活动必要的条件。大量出汗后，除补充水分外，还应该补充无机盐，所以应喝盐汽水。

2019高中物理第十四章1_2电磁波的发现电磁振荡课件新人教版

• (3)根据能量判断：电场能增加时充电，磁场能增加时放电．
• 第4步巧练——精选习题，落实强化 • 1.如图14-1-7所示，表示LC振荡电路某时刻的情况，以下说法正确的是( ) • A．电容器正在充电 • B．电感线圈中的磁场能正在减小 • C．电感线圈中的电流正在减小 • D．此时自感电动势正在阻碍电流的增加图 14-1-7
• 学生分组探究二电磁振荡的变化规律 • 第1步探究——分层设问，破解疑难 • 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．
• 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．( × )
• 学生分组探究一对麦克斯韦电磁场理论的理解
• 第1步探究——分层设问，破解疑难 • 1．变化的磁场一定产生变化的电场吗？ • 【提示】不一定．均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场，不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场．
• (1)电磁波的传播不需要介质，可在真空中传播．在真空中，不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
• A．匀强磁场 • B．均匀增加的磁场 • C．均匀减少的磁场 • D．由于洛伦兹力不做功，不管加什么磁场都不能使带电粒子绕管运动

麦克斯韦方程组和电磁波

E1t E2t
D1n D2n 0表面
H1t H2t J0表面 nˆ tˆ B1n B2n
nˆ
1
ˆt
2
0表面界面处自由
电荷面密度
J 0表面界面处传导
电流密度
7
如果 0表面 0 J0表面 0
则边界关系为
nˆ
1
ˆt
2
E1t E2t D1n D2n H1t H 2t B1n B2n
r c
H
H
2 p0 sin 4cr
cos t
r c
电磁波的辐射
振荡偶极子的辐射强度：
S
EH
p02 4 sin 2 (4 )20r 2c3
cos2 t
r c
0 p02 4 sin2 16 2r2c
cos 2
S wu u (E2 H 2 )
2
电磁波的能量
利用 E H, u 1 得
S 1 ( E H H E) EH 2
辐射能的传播方向、E 的方向及H 的方向三者相互垂
直，辐射强度用矢量式表示为： S EH
辐射强度矢量S 也称为坡印廷(J.H.Poynting)矢量。 E
H
S
电磁波的辐射
赫兹在1888年采用振荡偶极子，实现了发送和接收电磁波。采用下图装置，证实了振荡偶极子能够发射电磁波。
赫兹
电磁波的辐射
电磁理论证明,振荡偶极子在单位时间内辐射的能量与频率的四次方成正比。为有效辐射电磁能量，要求：
(1)振荡电路中所产生的电场和磁场必须散布到周围的空间中
(2)提高辐射频率
率的电磁波具有不同的传播速度，此即电磁波在介质中的色散现象。
3.电磁波的能量
电磁波所携带的电磁能量，称为辐射能。单位时间内通过垂直于传播方向的单位面积的辐射能,称为能流密度或辐射强度。

高中物理第14章电磁波12电磁波的发现电磁振荡课件新人教版

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
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
知识点一
学业分层测评
知识点二
1 电磁波的发现 2 电磁振荡
学习目标 1.了解麦克斯韦电磁场理论的基本内容以及在物理学发展史上的意义． 2．了解电磁波的基本特点及其发现过程，通过电磁波体会电磁场的物质性．(重点) 3．理解振荡电流、振荡电路及 LC 电路的概念，了解 LC 回路中振荡电流的产生过程．(难点) 4．了解电磁振荡的周期与频率，会求 LC 电路的周期与频率.
机械波电Leabharlann 波研究对象力学现象
电磁现象
周期性变化位移随时间和空间做周期电场强度 E 和磁感应强度 B 随时间
的物理量性变化
和空间做周期性变化
传播无需介质，在真空中波速总是
传播需要介质，波速与介
传播
c，在介质中传播时，波速与介质及
质有关，与频率无关
频率都有关系
产生由质点(波源)的振动产生由周期性变化的电流(电磁振荡)激发
【解析】【答案】 ABC
2．下列关于电磁波的叙述中，正确的是( ) 【导学号：23570130】
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

人教版高中物理选修3-4第十四章电磁波全单元课程同步课件精品

电磁波的发现
1
电磁波的发现为信息传播提供了无与伦比的速度,加快了现代生活的节奏.
1、麦克斯韦电磁场理论：
（1）变化的磁场产生电场；
2
1、麦克斯韦电磁场理论：
（2）变化的电场产生磁场。
3
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
空中的传播速度，C=3×108m/s。
7
5.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。
[传播本质]机械波传播的是机械能，电磁波传播的是电磁能。
8
6.赫兹的电火化
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。
6
4、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
tx_41_002
9
tx_41_002
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
10
例: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
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
生一个变化的磁场，那么下面还要发生什么现象呢？
4

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。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

麦克斯韦假设位移电流的存在，提出全电流
的概念，把安培环路定理推广到非恒定情况
下也适用（位移电流也在空间产生磁场）。
dD
H位
L
移 dl Id
dD dt
dt
H位
移,
dD dt
形成右旋系统
3
H位移
上页下页返回退出
说明： 1 变化的电场能激发涡旋磁场，而变化的磁场能激发涡旋电场，两种变化的场永远互相联系。 2 通常情况下，电介质中的电流主要是位移电流，导体中的电流主要是传导电流
15
§3 电磁波
电荷激发
电场
运动
变化变化
电流激发
磁场
变化的电场和变化的磁场不断地交替产生，由近及远以有限的速度在空间传播，形成电磁波。最初由麦克斯韦在理论上预言，1888年赫兹进行了实验证实。
16
平面简谐电磁波的传播
y u
E
z
H
x
电磁波的一般性质：
(1)电磁波的电场和磁场都垂直于波的传播方向,三者相互垂直,并构成右手螺旋关系。电磁波是横波。
2.磁场
H传
L
导 dlHIH 传导 H L位 H位移移dld dD t
H d lH 传 d 导 lH 位 d 移 l
L
L
L
I d D dt
全电流定律
9
上页下页返回退出
麦质：
DdSq
S
在任何电场中，通过任何封闭曲面的电位移
通量等于这封闭面内自由电荷量的代数和。
2.变化磁场和电场的联系：
L
E
dl
dm
dt
在任何电场中，电场强度沿任意闭合曲线的
线积分等于通过这曲线所包围面积的磁通量的时间变化率的负值。
10
上页下页返回退出
3.磁场的性质：
B dS 0
S
在任何磁场中，通过任何封闭曲面的磁通量
总是等于零。
4.变化电场和磁场的联系： Hdl
E z E y Bx y z t E x E z B y z x t E y E x Bz x y t
13
引进哈密顿算符:
iv vj kv x y z
麦克斯韦方程组的微分形式简化如下:
v
gD
v
gB 0
v H
v
v D
v E
v t B
t
14
麦克斯韦的成就： 1.完善了宏观的电磁场理论 2.爱因斯坦相对论的重要实验基础 3.预言电磁波的存在
4
3. 位移电流与传导电流的关系
(1) 位移电流与传导电流在产生磁效应上是等效的。
(2) 产生的原因不同：传导电流是由自由电荷运动引起的，而位移电流本质上是变化的电场。
(3)通过导体时的效果不同：传导电流通过导体时产生焦耳热，而位移电流不产生焦耳热。
5
6
上页下页返回退出
麦克斯韦是19世纪伟大的英国物理学家、数学家。1831 年11月13日生于苏格兰的爱丁堡，自幼聪颖，10岁时进入爱丁堡中学学习,14岁就在爱丁堡皇家学会会刊上发表了一篇关于二次曲线作图问题的论文，已显露出出众的才华。1847年进入爱丁堡大学学习数学和物理。1850年转入剑桥大学数学系学习。1856年在苏格兰阿伯丁的马里沙耳任自然哲学教授。 1860年到伦敦国王学院任自然哲学和天文学教授。1861年选为伦敦皇家学会会员。1865年完成了电磁场理论的经典巨著《论电和磁》，并于1873年出版，1871年受聘为剑桥大学新设立的卡文迪什试验物理学教授，负责筹建著名的卡文迪什实验室，1874年建成后担任这个实验室的第一任主任，直到 1879年11月5日在剑桥逝世。
18
此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢
1
上页下页返回退出
电流概念的推广
1）传导电流载流子定向运动 I 0
2）位移电流
Id
全电流 I I0 Id 全电流总是连续的
★电流概念的推广
仅仅从产生磁场的能力上定义－－仅此而已
★其它方面均表现出不同
如在真空中，位移电流不伴有电荷的任何运动所以谈不上产生焦耳热
2
上页下页返回退出
二、位移电流的磁场
17
(2)沿给定方向传播的电磁波,E 和H 分别在各自平面内振动，这种特性称为偏振。
(3)E 和H 作周期性的变化，而且相位相同，同地同时达到最大，同地同时减到最小。
(4)任一时刻、空间任一点,E 和H 在量值上满足
E H
(5)电磁波的传播速度: u1
真空中的波速:
c 1002 .99 m 7/9s
第十四章-麦克斯韦方程组--电磁波
Maxwell 定义：
位移电流
通过某个面积的位移电流就是通过该面积的电位移通量对时间的变化率
位移电流强度
Id
dD dt
通过电场中某截面的位移电流等于通过该截面电位移通量的时间变化率
位移电流密度 d
dD dt
电场中某点的位移电流密度等于该点电位移的时间变化率
L
IdD dt
在任何磁场中，场磁强度沿任意闭合曲线的
线积分等于通过这闭合曲线为边线的任意曲面的全电流。
11
2. 麦克斯韦方程组的微分形式
Dx Dy Dz
x y z
Bx By Bz 0 x y z
H z y
H y z
x
D x t
H x z
H z x
y
D y t
H y x
H x y
z
D Z t
12
麦克斯韦主要从事电磁理论、分子物理学、统计物理学、光学、力学、弹性理论方面的研究。尤其是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。
7
上页下页返回退出
三、麦克斯韦方程组（Maxwell equations）
D静电 dSq
S
E静电dl 0
L
B传导dS0
S
H传导 dl I
L
L
E感
生dlddmt
H位
L
移dl
dD dt
EE静电E感生 HH 传导 H 位移
8
上页下页返回退出
1.电场 EE静电 E感生
E静电dl 0
L
L
E感
生dlddmt
LE dlLE 静d 电 lLE 感d 生 l0d dmt