人教版 (新课标)选修31 电磁波的发现学案设计
展开(1)了解麦克斯韦电磁场理论的主要观点,电磁波的概念及通过电磁波体会电磁场的物质性
(2)体验赫兹证明电磁波存在的实验过程及实验方法
(3)领会发现电磁波的过程中所蕴含的科学精神和科学方法
【学习重点】电磁场的概念和麦克斯韦电磁场理论的主要观点【学习难点】电磁场的概念和麦克斯韦电磁场理论的主要观点
【学习过程】
一、课前自主学习
1、伟大的预言
⑴变化的磁场产生电场
实验基础:课本P75图14.1—1,在变化的磁场中放一个闭合电路,电路里就会产生 .麦克斯韦对该问题的见解:回路里有 产生,一定是变化的 产生了电场,自由电荷在电场的作用下发生了定向移动。
该现象的实质:变化的 产生了电场。
⑵变化的电场产生磁场
麦克斯韦的假设:既然变化的磁场能产生电场,变化的电场也会在空间产生
麦克斯韦电磁场理论要点:⑴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;⑵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;⑶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。
2、电磁波
⑴电磁波的产生:如果空间某区域存在不均匀变化的电场,那么它就会在空间引起不均匀变化的 ,这一不均匀变化的磁场又引起不均匀变化的 ……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 。
⑵电磁波是横波:根据麦克斯韦的电磁场理论,电磁波中的电场强度和磁感应强度互相是 ,而且二者均与波的传播方向 ,因此电磁波是 波。
⑶电磁波的速度:麦克斯韦指出了光的电磁本性,他预言电磁波的速度等于
3、赫兹的电火花
⑴赫兹的实验课本P77图14.1-4.
实验现象:当感应线圈的两个金属球间有火花跳过时,导线环丙个金属小球也跳过电火花。
⑵现象分析:当感 应线圈使得与它相连的两个金属球间产生电火花时,空间出现了迅速变化的电磁场,这种电磁场以 的形式在空间传播。在 到达导线环时,在导线环激发出 ,使得导线环的空隙处也产生电火花。
⑶实验结论:赫兹证实了 的存在。
⑷赫兹的其他实验成果:赫兹做了一系列的实验,观察了电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射现象,并通过测量证明,电磁波在 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。
二、课堂合作探究
三、课堂练习
1.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
2.(2010·辽师大附中高二检测)按照麦克斯韦的电磁场理论,以下说法中错误的是( )
A.恒定的电场周围产生恒定的磁场,恒定的磁场周围产生恒定的电场
B.变化的电场周围产生磁场,变化的磁场周围产生电场
C.均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场,均匀变化的磁场周围产生均匀的电场
D.均匀变化的电场周围产生稳定的磁场,均匀变化的磁场周围产生稳定的电场
3.(2009·哈尔滨高二检测)关于电磁波,下列说法中正确的是( )
A.在真空中,频率越高的电磁波传播速度越大
B.在真空中,电磁波的能量越大,传播速度越大
C.电磁波由真空进入介质,速度变小,频率不变
D.只要发射电路的电磁振荡一停止,产生的电磁波立即消失
4.根据麦克斯韦电磁场理论,变化的磁场可以产生电场.当产生的电场的电场线如图所示时,可能是( )
A.向上方向的磁场在增强
B.向上方向的磁场在减弱
C.向上方向的磁场先增强,然后反向减弱
D.向上方的磁场减弱,然后反向增强
7.关于电磁波传播速度表达式v=λf,下述结论中正确的是( )
A.波长越长,传播速度就越大
B.频率越高,传播速度就越小
C.发射能量越大,传播速度就越大
D.电磁波的传播速度与传播介质有关
8.电磁波与机械波相比较( )
A.电磁波传播不需要介质,机械波传播需要介质
B.电磁波在任何介质中传播速度都相同,机械波的速度大小取决于介质
C.机械波有横波、纵波,而电磁波只有横波
D.机械波和电磁波都具有一切波的特性
【课堂小结】
【课后作业】 优化作业P102 1—8
【课后反思】
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