電磁波

課時安排：l課時

教具學(xué)具：220v交流電源、變壓器、小燈泡.

師生互動活動設(shè)計(jì)：

　　教師先通過實(shí)驗(yàn)引入，啟發(fā)學(xué)生思考、想象，總結(jié)麥克斯韋理論，再利用哲學(xué)中相互聯(lián)系的規(guī)律理解掌握電磁場理論.結(jié)合課本講解電磁波概念，類比機(jī)械波，理解電磁波傳播規(guī)律.

教學(xué)步驟：

一、引言：人類認(rèn)識客觀世界，發(fā)現(xiàn)新的事物，常有兩種方式，一種是從生產(chǎn)實(shí)踐、科學(xué)實(shí)驗(yàn)中觀察分析后發(fā)現(xiàn)新的事物，另一種是從科學(xué)理論出發(fā)，預(yù)言新的事物存在.電磁波的發(fā)現(xiàn)，屬于后一種.麥克斯韋從電磁場理論出發(fā)，運(yùn)用了較為深奧的數(shù)學(xué)工具，得到了描述電磁場特性的規(guī)律，并預(yù)言了電磁波的存在.XX年后，他的學(xué)生赫茲用實(shí)驗(yàn)方法證實(shí)了麥克斯韋的偉大預(yù)言，發(fā)射并接收了電磁波，從而開創(chuàng)了無線電技術(shù)的新時代.我們現(xiàn)在粗略地介紹了一下麥克斯韋的這個理論.

二、教學(xué)過程

l、麥克斯韋的理論要點(diǎn)一：變化的磁場產(chǎn)生電場

演示實(shí)驗(yàn)

　　裝置如圖所示，當(dāng)穿過螺線管的磁場隨時間變化時，上面的線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，引起感應(yīng)電流使燈泡發(fā)光.

（1）線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢說明了什么？

　　麥克斯韋認(rèn)為變化的磁場在線圈中產(chǎn)生電場，正是這種電場（渦旋電場）在線圈中驅(qū)使自由電子做定向的移動，引起了感應(yīng)電流.

（2）如果用不導(dǎo)電的塑料線繞制線圈，線圈中還會有電流、電場嗎？

　　引導(dǎo)學(xué)生思考后回答，有電場、無電流.

（3）想象線圈不存在時線圈所在處的空間還有電場嗎？（有）

（4）總結(jié)說明，麥克斯韋認(rèn)為線圈只不過用來顯示電場的存在，線圈不存在時，變化的磁場同樣在周圍空間產(chǎn)生電場，即這是

一種普遍存在的現(xiàn)象，跟閉合電路是否存在無關(guān).

2、變化的電場產(chǎn)生磁場

　　我們知道，電流周圍存在著磁場，麥克斯韋研究了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象的相似和聯(lián)系.經(jīng)過反復(fù)思考提出一個假設(shè)，變化的電場產(chǎn)生磁場.

　　這一點(diǎn)，我們從哲學(xué)上知道，事物之間是相互聯(lián)系的，可以相互轉(zhuǎn)化.

　　比如根據(jù)麥克斯韋的理論，在給電容器充電的時候，不僅導(dǎo)體中電流要產(chǎn)生磁場，而且在電容器兩極板問周期性變化著的電場周圍也要產(chǎn)生磁場.

3、電磁場、電磁波

（l）概念

　　麥克斯韋根據(jù)自己的理論進(jìn)一步預(yù)言，如果在空間某域中有周期性變化的電場，那么，這個變化的電場就在它周圍空間產(chǎn)生周期性變化的磁場，這個變化的磁場又在它周圍空間產(chǎn)生新的周期性變化的電場……可見，變化的電場和變化的磁場是相互聯(lián)系的，形成一個不可分離的統(tǒng)一體，這就是電磁場，這種變化的電場和變化的磁場總是交替產(chǎn)生，并且由發(fā)生的區(qū)域向周圍空間傳播.見課本圖19—10，電磁場由發(fā)生區(qū)域向遠(yuǎn)處的傳播就是電磁波.

（2）電磁波的特點(diǎn)

　　①是橫波：用課本p270圖19－10說明

　　②是物質(zhì)波，真空中也能傳播，能獨(dú)立存在（與機(jī)械波不同）

　　③具有反射、折射、干涉、衍射等波的一切特性

（1）波速公式（ ）

　　電磁波在真空中速度等于光速.

三、總結(jié)、擴(kuò)展

麥克斯韋的電磁場理論

　　1、變化的磁場能夠在周圍空間產(chǎn)生電場，變化的電場能夠在周圍產(chǎn)生磁場.

　　2、均勻變化的磁場，產(chǎn)生穩(wěn)定的電場，均勻變化的電場，產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場.這里的“均勻變

化”指在相等時間內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度（或電場強(qiáng)度）的變化量相等，或者說磁感應(yīng)強(qiáng)度（或電場強(qiáng)度）對時間變化率一定.