人教版 (2019)选择性必修 第二册2 电磁场与电磁波评课ppt课件

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一、电磁场1.麦克斯韦电磁场理论的两个基本观点:变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场。2.变化的电场和磁场总是相互联系的,形成一个不可分割的统一的电磁场。二、电磁波1.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,形成电磁波。2.1886年赫兹通过实验证实了麦克斯韦的电磁场理论。3.麦克斯韦预言:电磁波在真空中的传播速度等于光速c。4.赫兹在一系列的实验中观察到电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射现象。
1.正误判断。(1)电磁波也能产生干涉、衍射现象。(　　)答案:√(2)电磁波的传播不需要介质,可以在真空中传播。答案:√2.探究讨论。为什么电磁波是横波?答案:根据麦克斯韦电磁场理论,电磁波在真空中传播时,它的电场强度和磁感应强度是相互垂直的,且二者均与波的传播方向垂直。因此,电磁波是横波。
对麦克斯韦电磁场理论的理解情境探究下图是赫兹实验的装置示意图,请问赫兹通过此实验装置证实了什么问题?
要点提示:实验演示了电磁波的发射和接收,验证了麦克斯韦电磁场理论。
知识归纳1.电磁场的产生如果在空间某处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变化的电场——变化的电场和变化的磁场是相互联系着的,形成不可分割的统一体,这就是电磁场。
画龙点睛变化的磁场周围产生电场,与是否有闭合电路存在无关。
2.对麦克斯韦电磁场理论的理解
实例引导例1根据麦克斯韦电磁场理论,下列说法正确的是(　　)A.有电场的空间一定存在磁场,有磁场的空间也一定能产生电场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.周期性变化的磁场周围空间一定产生周期性变化的电场解析:根据麦克斯韦电磁场理论,只有变化的电场才能产生磁场,均匀变化的电场产生恒定的磁场,非均匀变化的电场产生变化的磁场,只有选项D正确。答案:D
规律方法理解麦克斯韦的电磁场理论的关键掌握四个关键词:“恒定的”“均匀变化的”“非均匀变化的”“周期性变化的(即振荡的)”,这些都是对时间来说的,是时间的函数。
变式训练1如图所示的四种电场中,哪一种能产生电磁波(　　)
解析:由麦克斯韦电磁场理论,当空间出现恒定的电场时(如A图),由于它不激发磁场,故无电磁波产生;当出现均匀变化的电场时(如B、C图),会激发出磁场,但磁场恒定,不会激发出电场,故也不会产生电磁波;只有振荡的电场(即周期性变化的电场)(如D图),才会激发出振荡的磁场,振荡的磁场又激发出振荡的电场……如此周而复始,便会形成电磁波。答案:D
电磁波与机械波的比较情境探究如图所示,某同学正在回答神舟十号航天员王亚平的问题,请问她们的通话是通过机械波进行的还是通过电磁波进行的,为什么?
要点提示:电磁波。因为机械波的传播离不开介质,而电磁波可以在真空中传播。
知识归纳电磁波是电磁现象,机械波是力学现象,两种波产生机理不同,所以除具有波的共性外,还有不同之处。
实例引导例2(多选)关于电磁波与声波,下列说法正确的是(　　)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
解析:由电磁波和声波的概念可知A正确;因为电磁波可以在真空中传播,而声波属于机械波,它的传播需要介质,在真空中不能传播,故B错误;电磁波在空气中的传播速度大于在水中的传播速度,在真空中的传播速度最大;声波在气体、液体、固体中的传播速度依次增大,故C正确;无论是电磁波还是声波,从一种介质进入另一种介质时频率都不变,所以由波长λ= 及它们在不同介质中的传播速度可知,由空气进入水中时,电磁波的波长变短,声波的波长变长,故D错误。
规律方法理解电磁波与机械波的三点不同(1)电磁波由电磁振荡产生;机械波由机械振动产生。(2)机械波的传播依赖于介质的存在,但电磁波的传播不需要介质。(3)若机械波为横波,则不同频率的横波在同一介质中传播速度相同,在不同介质中传播速度不同,若机械波为纵波,则可得出同样结论,但同一种介质中的横波和纵波传播速度不同;不同频率的电磁波在同一介质中传播速度不同。
变式训练2关于电磁波与机械波,下列说法正确的是(　　)A.机械波和电磁波,本质上是一样的B.电磁波在任何介质中传播速度都相同,机械波在同一种介质中传播速度都相同C.电磁波和机械波都不能发生干涉D.电磁波与机械波都能发生衍射解析:机械波由机械振动产生,电磁波由振荡的电磁场产生,选项A错;电磁波的波速与介质和频率都有关,而机械波的传播速度与介质有关,选项B错;电磁波和机械波都具有波的特性,选项C错,选项D对。答案:D
1.(多选)关于电磁波与声波相比较,下列说法正确的是(　　)A.电磁波的传播不需要介质,声波的传播需要介质B.由空气进入玻璃时,电磁波速度变小,声波速度变大C.由空气进入玻璃时,电磁波波长变小,声波波长变大D.电磁波和声波在介质中的传播速度都是由介质决定的,与频率无关
解析:选项A、B说法均与事实相符,故选项A、B正确;由空气进入玻璃时,根据λ= ,电磁波波速变小,频率不变,波长变小;声波速度变大,频率不变,波长变大,故选项C正确;电磁波在介质中的速度与介质有关,也与频率有关,在同一介质中,频率越大,电磁波的波速越小,故选项D错误。答案:ABC
2.真空中所有的电磁波都具有相同的(　　)A.频率 B.波长C.波速D.能量解析:任何频率的电磁波在真空中传播速度都等于光速。答案:C