教學(xué)目的

通過演示和講解，讓學(xué)生了解電磁場(chǎng)的理論．了解電磁波的產(chǎn)生，掌握電磁波的傳播公式

教具

演示用可拆變壓器的原線圈、鐵心、拾電圈、小電珠、平行板電容器、感應(yīng)圈、學(xué)生電源、小磁針盤、鐵架臺(tái)等．

教學(xué)過程

利用生動(dòng)具體、簡(jiǎn)單明了的演示實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生理解抽象、難懂的物理概念，這是我們教學(xué)的努力方向．講好這節(jié)課，關(guān)鍵是做好兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn)．

一是“變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)”，把鐵心插入原線圈，原線圈兩端接220伏交流電，再把拾電圈接上小電珠后，套在鐵心上，即可見小電珠發(fā)出亮光，

二是“變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)”，感應(yīng)圈初級(jí)接學(xué)生電源，感應(yīng)圈次級(jí)產(chǎn)生的高頻電壓加在平行板電容器的兩塊極板上．在電容器的兩板間放入小磁針盤，使盤面與板面平行．接通電路，可見盤上許多小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，顯示出同心圓形．

教師先演示第一個(gè)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生觀察并解釋．在變化的磁場(chǎng)中放一個(gè)閉合電路，在這個(gè)閉合電路里要產(chǎn)生感應(yīng)電流，這是我們學(xué)過的電磁感應(yīng)現(xiàn)象（見圖1甲）．英國科學(xué)家麥克斯韋用場(chǎng)的觀點(diǎn)來研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象．他認(rèn)為在變化的磁場(chǎng)周圍產(chǎn)生了一個(gè)電場(chǎng)，這個(gè)電場(chǎng)驅(qū)使閉合電路里的自由電子做定向的移動(dòng)，于是產(chǎn)生了感應(yīng)電流．剛才做的實(shí)驗(yàn)就證實(shí)了這個(gè)電場(chǎng)的存在．拾電圈導(dǎo)線中的自由電子，在變化磁場(chǎng)產(chǎn)生的電場(chǎng)作用下定向移動(dòng)，形成電流使電珠發(fā)光．麥克斯韋還把這種用場(chǎng)來描述電磁感應(yīng)現(xiàn)象的觀點(diǎn)推廣到不存在閉合電路的情形．他認(rèn)為，在變化的磁場(chǎng)周圍產(chǎn)生電場(chǎng)，是一種普遍存在的現(xiàn)象，跟閉合電路是否存在無關(guān)（見圖1乙）．這就是說，即使沒有拾電圈，這個(gè)電場(chǎng)仍然是客觀存在的．只要磁場(chǎng)發(fā)生變化，在它的周圍就有電場(chǎng)產(chǎn)生，跟是否放有閉合電路無關(guān)．產(chǎn)生的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)是同時(shí)存在的．

教師再演示第二個(gè)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生觀察并解釋．從變化的磁場(chǎng)能產(chǎn)生電場(chǎng)，我們很自然會(huì)聯(lián)想到，變化的電場(chǎng)是否能產(chǎn)生磁場(chǎng)呢？第二個(gè)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了這個(gè)想法．在給電容器充電的時(shí)候，不僅導(dǎo)體中的電流要產(chǎn)生磁場(chǎng)，而且在電容器兩極板間周期性變化的電場(chǎng)周圍也要產(chǎn)生磁場(chǎng)（見圖2甲）．這個(gè)磁場(chǎng)，使放入兩極板間圓盤上的小磁針排成同心圓狀（見圖2乙）．

麥克斯韋根據(jù)自己的理論進(jìn)一步指出，如果在空間某區(qū)域中有周期性變化的電場(chǎng)，那么，這個(gè)變化的電場(chǎng)就在它周圍空間產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng)；這個(gè)變化的磁場(chǎng)又在它周圍空間產(chǎn)生新的周期性變化的電場(chǎng)……可見，變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)是相互聯(lián)系著的，形成一個(gè)不可分離的統(tǒng)一體，這就是電磁場(chǎng)．

根據(jù)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)總是交替產(chǎn)生，并且不局限于空間某個(gè)區(qū)域，而是要由發(fā)生的區(qū)域向周圍空間傳播開去．電磁場(chǎng)由發(fā)生的區(qū)域向遠(yuǎn)處的傳播就是電磁波．

在電磁波中，每處的電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向總是互相垂直的，并且都跟那里的電磁波的傳播方向垂直，因此電磁波是橫波．圖3是電磁波傳播的示意圖．

在真空中電磁波的傳播速度跟光速相等．任何頻率的電磁波在真空中的傳播速度都是

c=3.00×10⁸m／s．

波的傳播速度v等于波長λ和頻率f的乘積，即v=fλ．這個(gè)關(guān)系式對(duì)電磁波也是適用的．由于在真空中各種頻率的電磁波的傳播速度都是c，因此頻率不同的電磁波的波長不同．例如某廣播電臺(tái)發(fā)射一種頻率為820KHz的電磁波，它的波長

無線電技術(shù)中使用的電磁波叫做無線電波．無線電波的波長從幾毫米到幾十千米．通常根據(jù)波長或頻率把無線電波分成幾個(gè)波段．書上有一張表，同學(xué)們可自學(xué)．

小結(jié)

變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，這是麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的兩個(gè)要點(diǎn)．按照這個(gè)理論，變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)總是相互聯(lián)系的，形成一個(gè)不可分離的統(tǒng)一體，這就是電磁場(chǎng)．電磁場(chǎng)由發(fā)生的區(qū)域向遠(yuǎn)處的傳播就是電磁波．

機(jī)械振動(dòng)可以產(chǎn)生機(jī)械波，電磁振蕩可以產(chǎn)生電磁波．電磁波有一點(diǎn)跟機(jī)械波大不相同．機(jī)械波要靠媒質(zhì)來傳播．電磁波可以在真空中傳播，它的傳播并不需要靠別的物質(zhì)來做媒質(zhì)．由于變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)具有不可分割的聯(lián)系，電磁波本身就能夠傳播．

電磁場(chǎng)是物質(zhì)的一種特殊形態(tài)．它具有能量．電磁波的發(fā)射過程，也就是能量的輻射過程．

布置作業(yè)

（略）