4.1《电磁波的发现》
教学目标
知识与能力：
1、理解麦克斯韦电磁场理论的两个支柱：变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场。了解变化的电场和磁场相互联系形成同一的电磁场。
了解电磁场在空间传播形成电磁波。
了解麦克斯韦电磁场理论以及赫兹实验在物理学发展中的贡献。体会两位科学家研究物理问题的思想方法。
教学重点：
理解麦克斯韦电磁场理论；电磁场在空间传播形成电磁波
教学难点：
电磁场在空间传播形成电磁波
伟大的预言一、麦克斯韦的电磁场理论要点——伟大的预言
1、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。
——法拉第发现的
（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？
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：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
既然变化的磁场能够在空间产生电场，那么，变化的电场能不能够在空间产生磁场？
麦克斯韦相信自然界规律的统一与和谐，相信电场与磁场具有对称之美。他大胆地提出的相似和联系。经过反复思考提出假设：变化的电场也相当于一种电流，也在空间产生磁场，即变化的电场在空间产生磁场。
二．电磁场、电磁波
1、电磁场
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。
2、电磁波
（1）变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地传播。这种变化的电磁场在空间以一定的速度传播的过程叫做电磁波。
（2）电磁波与机械波不同，不需要介质，可以在真空中传播。电磁波的速度等于光速！光是以波动形式传播的一种电磁振动
3、电磁场和电磁波理论的理解
（1）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。
（2）非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
（3）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。
（4）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，向周围空间传播这就是电磁波。
三．赫兹的电火花
1、麦克斯韦英年早逝，没有见到科学实验对电磁场理论的证明。把天才的预言变成世人公认的真理，这是赫兹的功劳。
2、赫兹的实验：
2、赫兹的实验：
小结
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→传播→电磁波
4、电磁波不需介质，以光速传播。

二、赫兹证实：
1、电磁场、电磁波的存在。
2、电磁波能反射、折射、干涉、衍射和偏振等现
象，证明了电磁波与光具有相同的性质。
【练习】
1．根据麦克斯韦电磁理论，下列说法中正确的是

A．变化的电场一定产生变化的磁场
B．均匀变化的电场一定产生均匀变化的磁场
C．稳定的电场一定产生稳定的磁场
D．振荡的电场一定产生同频率的振荡磁场。
答案:D
2.下列说法正确的是( )
A.恒定电流能够在周围空间产生稳定的磁场
B.稳定电场能够在周围空间产生稳定的磁场
C.均匀变化的电场能够在周围空间产生稳定
的磁场
D.均匀变化的电场和磁场相互激发，形成由
近及远的电磁波
AC
3.当电磁波的频率增加时，它在真空中的速度将( )
A.减小 B.增大
C.不变 D.减小、增大和不变均有可能

4.关于电磁波的传播速度，以下叙述正确的是( )
A.波长越长，传播速度越快
B.频率越高，传播速度越快
C.发射量越大，传播速度越快
D.所有电磁波在真空中的传播速度都一样大
C
D
课堂练习和课外作业
课堂练习： P80问题与练习 1-4
课外作业： 作业本P44 1-7
选修1-1 第四章 电磁波及其应用问题与练习一 电磁波的发现

1．答：麦克斯韦从法拉第电磁感应现象认识到变化的磁场能够产生电场。
麦克斯韦确信自然界规律的统一与和谐，相信电场与磁场有对称之美。他认为；既然变化的磁场能够空间产生电场，那么变化的电场也能够在空间产生磁场。

2．答：麦克斯韦关于电磁场理论的两大支柱是：
（1）变化的磁场能够在空间产生电场，
（2）变化的电场也能够在空间产生磁场。
根据上述两个基本论点，麦克斯韦进一步推断：
如果在空间某区域有不均匀变化的电场，那么这个变化的电场就在空间引起变化的磁场；这个变化的磁场又会引起新的变化的电场和磁场……于是，变化的电场和磁场交替产生，形成怀近及远的电磁波。
选修1-1 第四章 电磁波及其应用问题与练习一 电磁波的发现
3．答：可以。赫兹用电火花实验，已经证实了电磁波的存在。

4．答：电磁波的发现和和验证是人类走向现代文明的里程碑，是现代通信设备广泛应用的基础。正是电磁波的发现才使人们告别了传统落后的通信方式，享受当前各种通信方式带来的方便快捷，因此，人们要永远纪念麦克斯韦和赫兹这两位科学伟人。教材中展示的墨西哥1967年发行的纪念邮票，票面上把麦克斯韦和赫兹两位物理学家并列出来，已经反映人们对他们的历史功绩的纪念和缅怀。