场都随时间做均匀变化,能产生稳定的磁场;题图D中电场随时间做不均匀的变化,能在周围空间产生变化的磁场。
电磁波
1.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磁场,这一不均匀变化的磁场又引起不均匀变化的电场--于是变化的电场和变化的磁场交错产生,由近及远向周围传播,形成电磁波。
2.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垂直,而且二者均与波的传播方向垂直,因此电磁波是横波。
3.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光速。
4.电磁波的验证
1886年,赫兹用实验证明了麦克斯韦预言的正确性,第一次捕捉到了电磁波。
(1)赫兹的实验装置,如图所示
(2)实验现象:当感应圈两个金属球间有火花跳过时,导线环两个小球间也跳过火花。
(3)现象分析:当感应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。这种电磁场以电磁波的形式在空间传播。当电磁波到达导线环时,它在导线环中激发出感应电动势,使得导线环的空隙中也产生了火花。
[辨是非](对的划"√",错的划"×")
1.麦克斯韦预言了电磁波的存在。(√)
2.赫兹用实验证实了电磁波的存在。(√)
3.电磁波的传播需要介质,不能在真空中传播。(×)
电磁波与机械波的比较
电磁波是电磁现象,机械波是力学现象,两种波因产生机理不同,除具有波的共性外,还有不同之处。
机械波 电磁波 研究对象 力学现象 电磁现象 周期性 位移随时间和空间做周期性变化 电场强度E和磁感应强度B随时间和空间做周期性变化 传播情况 传播需要介质,波速与介质有关,与频率无关 传播无需介质,在真空中波速总等于光速c,在介质中传播时,波速与介质及频率都有关 产生机理 由(波源)质点的振动产生 由电磁振荡(周期性变化的电流)激发 是否横波 可以是 是 是否纵波 可以是 否 干涉现象 满足干涉条件时均能发生干涉现象 衍射现象 满足衍射条件时均能发生明显衍射
课堂练习:
2.(多选)关于电磁波与机械波,下列说法正确的是( )
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率都相同,机械波在同一种介质中传播速率都相同