一、导入新课
电磁波为信息的传递插上了翅膀。广播、电视、移动通信等通信方式,使古代人“顺风耳、千里眼”的梦想变成了现实。
那么,电磁波是怎样发现的呢?
二、新课教学
(一)电磁场
【教师活动】演示变化的磁场产生电场
按照下图组装实验装置
当我们不断改变螺线管中的电流时,螺旋管内部的磁场也会随之改变,靠近螺线管的线圈的磁通量也会随之改变,根据法拉第的电磁感应,我们不难想到线圈内也会产生电流,使小灯泡发光。
【教师】在原来的学习中我们知道,电路中想要小灯泡发光,必须有电源提供电流,电流的产生是因为电池给予了电路两端电势差,即电场。电路想要形成电流,就需要有电场的存在,促使导体中的自由电荷定向移动。所以我们可以认为,实验中线圈所在的位置,有电场的存在。电场的存在是因为变化的磁场而产生的,如果线圈不在现在的位置,那么线圈原来的位置是否还有电场的存在呢?
【学生】即使在变化的磁场中没有闭合电路,同样会在空间产生电场。
【教师】因此,麦克斯韦认为:这个现象的实质是变化的磁场产生了电场。既然磁场可以产生电场,那么电场能产生磁场吗?
【学生】可以
【教师】麦克斯韦确信自然规律的统一性与和谐性,相信电场与磁场的对称之美。他大胆地假设:变化的电场就像导线中的电流一样,会在空间产生磁场,即变化的电场产生磁场。
【教师】电场和磁场的变化符合什么规律呢?大家可以回忆一下速度与加速度之间的关系。当速度均匀变化时,加速度大小如何?速度非均匀变化时,加速度大小如何?
【学生】当速度均匀变化时,加速度大小恒定。速度非均匀变化时,加速度大小不恒定。
【教师】对的,我们用同样的道理去记忆磁场和电场的变化规律。
①均匀变化的电场(磁场)会产生稳定的磁场(电场)。
②非均匀变化的电场(磁场)会产生变化的磁场(电场)。
按照这个理论,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。