1、高考资源网（） 您身边的高考专家14.1 电磁波的发现【教学目标】（一）知识与技能1知道麦克斯韦电磁场理论的重要地位。2知道麦克斯韦电磁场理论的主要内容。3知道电磁波的特点。4知道赫兹实验及其重要意义。（二）过程与方法通过对电磁波发现过程的了解，认识规律的普遍性与特殊性，培养学生的逻辑推理和类比推理能力。（三）情感、态度与价值观培养学生崇尚科学、献身科学的精神。【教学重点】变化的磁场产生电场。【教学难点】变化的电场产生磁场。【教学方法】演示推理和类比推理【教学用具】学生电源一台，电磁铁一块，多匝线圈、灯座、小灯泡各一个，导线若干，多媒体课件【教学过程】（一）引入新课（导入画面）师：大家看到的画
2、面是“神舟六号”发射场面。“神舟六号”上天后，人们是怎样知道它到达预定的地点呢？生：无线电波。师：无线电广播、电视、人造卫星、导弹、宇宙飞船等，传递信息和跟地面的联系都要利用电磁波。现代社会的各个部门，几乎都离不开“电磁波”，可以说“电”作为现代文明的标志，“电磁波”就是现代文明的神经中枢，或者叫现代化的代名词。那么，电磁波是什么？它是怎样产生的？它有什么性质？怎样利用它传递信号？这一章就要讨论这些问题。今天我们就从电磁波的发现开始学习。（二）进行新课1伟大的预言（教师首先向学生介绍麦克斯韦的生平简介，激发学生的好奇心和求知欲。）麦克斯韦（James Clark Mexwell，1831187
3、9）是英国的理论物理学家、数学家。1831年6月13日生于英国爱丁堡。他的父亲是一个科学家，他从小就受到科学的熏陶，15岁时向英国皇家学会递交数学论文，发表在爱丁堡皇家学会学报上，第一次显露出他出众的才华。1847年，考入爱丁堡大学学习数学和物理学。1850年转入剑桥大学，1854年毕业后留校工作，18561865年，他先后在阿丁见大学和伦敦皇家学院任教。1871年，麦克斯韦任剑桥物理实验室主任，1874年，他主持建立的卡文迪许实验室竣工，任该实验室首任主任。1879年11月5日，麦克斯韦在剑桥逝世。麦克斯韦在电磁场理论方面的工作深受法拉第的影响.他信服法拉第的思想，决心为法拉第的场的概念提供
4、数学方法的基础。尤其是他在伦敦皇家学院任教期间，有机会拜访了法拉第以后，更加强了他的这种信念.年轻的麦克斯韦以他卓越的数学才能和严密的逻辑推理，对法拉第的直观形象的电磁场理论加以高度概括，并总结了当时电磁学的研究成果，建立了电磁场方程，确立了电磁场理论。师：我们现在粗略地介绍一下麦克斯韦的电磁场理论。 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。提出问题小灯泡为什么能发光？学生回答由于交变电流产生的磁场在不断变化，所以穿过线圈的磁通量不断变化，在线圈中产生感应电动势，形成感应电流，小灯泡发光。继续提问电路（线圈）中
5、的电荷为什么能够定向移动呢？学生回答受电场力。教师总结上述实验表明，变化的磁场在线圈里形成电场。教师提问若线圈断开，线圈中有电流、电场吗？学生回答有电场，无电流。继续提问若线圈被拿走，它原来所处的空间有电场吗？学生对此问题可能难以回答，但这时提出变化的磁场能在其空间产生电场已是水到渠成的时候。师：由上面的电磁感应现象，我们可以很自然的提出一个假设：变化的磁场产生电场。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，这是一个普遍规律，跟闭合电路是否存在无关（如图甲、乙所示）。 变化的电场产生磁场师：麦克斯韦根据电现象与磁现象的相似性和变化的磁场能产生电场
6、的现象，提出了另一个大胆的假设：变化的电场也能产生磁场。师：总结上述两个结论，麦克斯韦认为，变化的电场和磁场是互相联系的，形成一个统一的电磁场。麦克斯韦根据自己的理论进一步预言，如果在空间某区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。电场和磁场只是这个统一的电磁场的两种具体表现。这种变化的电场和变化的磁场总是交替产生，并且由发生的区域向周围空间传播。于是一个伟大的预言诞生了空间可能存在电磁波。课件演示：电磁场由发生区域向远处
7、的传播电磁波2电磁波师：机械波有横波和纵波之分，且能够传递能量；能发生反射、折射、干涉和衍射；靠介质传播，波速v=f。类比机械波的特点，我们可以得出电磁波的特点：（1）电磁波中的电场和磁场互相垂直，并且都与波的传播方向垂直，即电磁波是横波。光是一种电磁波。在前面学习的光的偏振现象已经证明了这一点。如上图所示。课件演示：电磁场方向间的关系（2）电磁波可以在真空中传播，向周围空间传播电磁能，在传播过程中，电磁波能发生反射、折射、干涉和衍射。（3）三个特征量的关系：v=f。在真空中v=3.0108 m/s。师：麦克斯韦电磁场理论的建立具有伟大的历史意义，足以根牛顿力学体系相媲美，它是物理学发展史中的
8、一个划时代的里程碑。3赫兹的电火花师：麦克斯韦的电磁场理论还只是一个预言。还有待于科学实验的证明。是赫兹把这个天才的预言变成了世人公认的真理。（引导学生阅读教材，了解赫兹证实电磁波存在的探索历程）教师可以向学生介绍赫兹的生平简介（见附录），激发学生求知上进的热情，对学生进行物理情感教育。（三）课堂总结、点评本节主要学习了麦克斯韦电磁场理论的主要内容。知道了麦克斯韦电磁场理论的两大支柱：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。还知道了变化的电场和磁场相互联系，形成一个统一的场，即电磁场。电磁场由发生区域向远处的传播形成电磁波。电磁波中的电场与磁场相互垂直，且二者均与波的传播方向垂直，即电磁波是横波。（四）课余作业完成P85“问题与练习”的题目。高考资源网版权所有，侵权必究！
