3.1 电磁波的产生 课件 (3)

课件25张PPT。高中物理·选修3-4·鲁教版第3章　电磁波
第1讲　电磁波的产生[目标定位]　1.了解振荡电流、振荡电路及LC电路的振荡过程，会求LC电路的周期与频率.2.了解麦克斯韦电磁场理论的基本观点及其在物理学发展史上的意义.3.知道电磁波的产生.4.知道赫兹用实验证实了电磁波的存在及意义．一、电磁振荡
1．振荡电流和振荡电路
(1)振荡电流：大小和 都做周期性变化的电流．
(2)振荡电路：产生 的电路．由 和
所组成的电路是一种基本的振荡电路，叫做LC振荡电路． 方向振荡电流电感线圈L电容器C2．电磁振荡的过程
(1)放电过程：线圈自感作用阻碍电流的变化，使电路中的电流由 逐渐 ， 能逐渐转化为 能．当放电
完毕，即 ＝0时，电路中的 达到最大值，电场消失，磁场最强，电场能全部转化为磁场能．零增大电场磁场Q电流(2)充电过程：由于电感线圈的自感作用，电路中的电流逐渐
，电感线圈中的磁场逐渐 ，电容器两极板所带的电荷逐渐 ，两极板间的电场也逐渐 ．电路中的磁场能逐渐转化成 能．
(3)电磁振荡：上述过程周而复始地进行，就产生了方向和大小周期性变化的振荡电流，与振荡电流相联系的电场和磁场也周期性交替变化， 能和 能交替相互转化，这个过程叫做电磁振荡．减小减弱增多增强电场电场磁场次数同一个方向一次二、麦克斯韦的预言
1．麦克斯韦电磁场理论的主要论点
(1) 的磁场周围会产生电场．
(2) 的电场周围会产生磁场．
2．电磁场： 的电场和 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．
3．电磁波：在空间交替变化并传播出去的 就形成了电磁波．变化变化变化变化电磁场三、赫兹实验
1888年，物理学家 第一次用实验证实了电磁波的存在，证明了 的预言．
想一想　空间存在如图3－1－1所示的
电场，那么在空间能不能产生磁场？
在空间能不能形成电磁波？
答案　如图所示的电场是均匀变化的，根据麦克斯韦电磁场理论可知会在空间激发出磁场，但磁场恒定，不会再在较远处激发起电场，故不会产生电磁波．图3－1－1赫兹麦克斯韦一、电磁振荡中各物理量的变化情况
　如图3－1－2所示图3－1－2由甲、乙两图象可以看出：在电磁振荡过程中，(1)线圈中的电流i、磁感应强度B及磁场能EB的变化规律一致．(2)电容器的带电量q，两极板间的场强E及电场能EE的变化规律一致，并且与i、B、EB的变化总是反向的．【例1】　某时刻LC振荡电路的状态
如图3－1－3所示，则此时刻
(　　)
A．振荡电流i在减小
B．振荡电流i在增大
C．电场能正在向磁场能转化
D．磁场能正在向电场能转化图3－1－3解析　图中电容器上极板带正电荷，图中给出的振荡电流方向，说明负电荷向下极板聚集，所以电容器正在充电，电容器充电的过程中，电流减小，磁场能向电场能转化，所以A、D选项正确．
答案　AD借题发挥　在电磁振荡中各物理量变化是有规律的，我们要熟悉各物理量变化的特点，特别抓住关键的电量和电流，电量变大、电场强度、电场能变大；电流则变小，磁感应强度、磁场能变小．判断出充、放电情况是解决问题的关键．二、对麦克斯韦电磁场理论的理解
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．【例2】　关于电磁场理论，下列说法正确的是
(　　)
A．在电场周围一定产生磁场，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　根据麦克斯韦电磁场理论，只有变化的电场能产生磁场，均匀变化的电场产生稳定的磁场，非均匀变化的电场才产生变化的磁场，故D对，A、B、C错．
答案　D针对训练1　某电路中电场随时间变化的图象如下列各图所示，能发射电磁波的电场是
(　　)解析　图A中电场不随时间变化，不会产生磁场；图B和C中电场都随时间做均匀的变化，只能在周围产生稳定的磁场，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，从而交织成一个不可分割的统一体，即形成电磁场，能发射电磁波．
答案　D2．电磁波和机械波的区别
(1)二者本质不同
电磁波是电磁场的传播，机械波是质点机械振动的传播．
(2)传播机理不同
电磁波的传播机理是电磁场交替感应，机械波的传播机理是质点间的机械作用．
(3)电磁波传播可以不需要介质，而机械波传播需要介质．
(4)电磁波是横波，机械波既有横波又有纵波，甚至有的机械波同时有横波和纵波，例如地震波．【例3】　以下关于机械波与电磁波的说法中，正确的是
(　　)
A．机械波和电磁波，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．它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象解析　机械波由振动产生；电磁波由周期性变化的电场(或磁场)产生，机械波是能量波，传播需要介质，速度由介质决定，电磁波是物质波，波速由介质和自身的频率共同决定；机械波有横波，也有纵波，而电磁波一定是横波，它们都能发生反射、折射、干涉和衍射等现象，故选项B、C、D正确．
答案　BCD借题发挥　机械波的传播速度完全由介质决定，而电磁波的传播速度是由介质和频率共同决定.再见