第1节 电磁波的发现
1.知道麦克斯韦电磁场理认及其在物理学发展史上的意义。
2.了解电磁波的基本特点、发现过程及传播规律,知道电磁波与机械波的区别。
一、伟大的预言
1.变化的磁场产生电场
(1)实验基础:如图所示,在变化的磁场中放一个闭合电路,电路里将会产生感应电流。
(2)麦克斯韦对现象的分析:回路中有感应电流产生,一定是变化的磁场产生了电场,自由电荷在电场力作用下产生了定向移动。
(3)麦克斯韦第一条假设:即使在变化的磁场周围没有闭合电路,同样要产生电场,变化的磁场产生电场是一个普遍规律。
2.变化的电场产生磁场
麦克斯韦确信自然规律的统一性、和谐性,相信电场和磁场的对称之美。他大胆地假设,既然变化的磁场能产生电场,变化的电场也会在空间产生磁场。
3.麦克斯韦对电磁波的预言
如果在空间某区域内有周期性变化的电场,那么这个变化的电场就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,由近及远向周围传播,形成了电磁波。
二、电磁波
1.电磁波中的电场强度与磁感应强度互相垂直,而且二者均与波的传播方向垂直,因此电磁波是横波。
2.电磁波的速度等于光速c,光的本质是电磁波。
三、赫兹的实验
1.赫兹利用如图的实验装置,证实了电磁波的存在。
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。
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。( )