[电磁波]电磁波
【jiaoan.jxxyjl.com--高一物理教案】
课时安排:l课时
教具学具:220v交流电源、变压器、小灯泡.
师生互动活动设计:
教师先通过实验引入,启发学生思考、想象,总结麦克斯韦理论,再利用哲学中相互联系的规律理解掌握电磁场理论.结合课本讲解电磁波概念,类比机械波,理解电磁波传播规律.
教学步骤:
一、引言:人类认识客观世界,发现新的事物,常有两种方式,一种是从生产实践、科学实验中观察分析后发现新的事物,另一种是从科学理论出发,预言新的事物存在.电磁波的发现,属于后一种.麦克斯韦从电磁场理论出发,运用了较为深奥的数学工具,得到了描述电磁场特性的规律,并预言了电磁波的存在.XX年后,他的学生赫兹用实验方法证实了麦克斯韦的伟大预言,发射并接收了电磁波,从而开创了无线电技术的新时代.我们现在粗略地介绍了一下麦克斯韦的这个理论.
二、教学过程
l、麦克斯韦的理论要点一:变化的磁场产生电场
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.
(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?
引导学生思考后回答,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)总结说明,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.2、变化的电场产生磁场
我们知道,电流周围存在着磁场,麦克斯韦研究了电现象和磁现象的相似和联系.经过反复思考提出一个假设,变化的电场产生磁场.
这一点,我们从哲学上知道,事物之间是相互联系的,可以相互转化.
比如根据麦克斯韦的理论,在给电容器充电的时候,不仅导体中电流要产生磁场,而且在电容器两极板问周期性变化着的电场周围也要产生磁场.
3、电磁场、电磁波
(l)概念
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,这种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.见课本图19—10,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是横波:用课本p270图19-10说明
②是物质波,真空中也能传播,能独立存在(与机械波不同)
③具有反射、折射、干涉、衍射等波的一切特性
(1)波速公式( )
电磁波在真空中速度等于光速.
三、总结、扩展
麦克斯韦的电磁场理论
1、变化的磁场能够在周围空间产生电场,变化的电场能够在周围产生磁场.
2、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.123、不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
4、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.
5、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,向周围空间传播就是电磁波.
四、板书设计
电磁场 电磁波
一、麦克斯韦电磁场理论
1、变化的磁场产生电场
2、变化的电场产生磁场
3、电磁场的概念
二、电磁波
1、电磁波的产生
2、电磁波的特点
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