人教版高中物理選修3-4，電磁波的發現導航，必備！

預習導航

1． 了解電磁波發現的過程，領會人類認識世界的認知規律。

2． 初步了解麥克斯韋電磁場理論的基本思想以及在物理學發展史上的意義。

3． 知道變化的磁場產生電場，變化的電場產生磁場。知道變化的電場和變化的磁場交

替產生，由近及遠地向周圍傳播就形成電磁波。

4． 知道赫茲用實驗證明了電磁波的存在，在人類歷史上首先捕捉到了電磁波。

科學家們設想，為了進一步地開發利用太陽能，建設太空太陽能發電站，將發電站發射

到同步軌道上，展開巨大的太陽能電池板，接收太陽能發電。發出的電要怎樣才能輸送到地

球上呢？

提示： 討論利用電磁波的可行性。

1． 偉大的預言

(1)變化的磁場產生電場

實驗基礎：如圖所示，在變化的磁場中放一個閉合電路，電路里就會產生________。

麥克斯韋對該問題的見解：迴路里有________產生，一定是變化的________產生了電場，

自由電荷在電場的作用下發生了定向移動。

該現象的實質：變化的__________產生了電場。

(2)變化的電場產生磁場

麥克斯韋大膽地假設，既然變化的磁場能產生電場，變化的電場也會在空間產生

_______。

思考： 變化的磁場所產生電場的電場線和以前所學靜電場的電場線有區別嗎？

2． 電磁波

(1)電磁波的產生： 如果空間某區域存在不均勻變化的電場， 那麼它就會在空間引起不

均勻變化的______， 這一不均勻變化的磁場又引起不均勻變化的______……於是變化的電場

和變化的磁場交替產生， 由近及遠向周圍傳播， 形成______。

(2)電磁波是橫波： 根據麥克斯韋的電磁場理論， 電磁波中的電場強度和磁感應強度互

相______， 而且二者均與波的傳播方向______， 因此電磁波是____波。

(3)電磁波的速度： 麥克斯韋指出了光的電磁本性， 他預言電磁波的速度等於______。

3． 赫茲的電火花

(1)赫茲的實驗： 如圖所示。

(2)實驗現象： 當感應線圈的兩個金屬球間有火花跳過時， 導線環兩個金屬小球也跳過

電火花。

(3)現象分析： 當感應線圈使得與它相連的兩個金屬球間產生電火花時， 空間出現了迅

速變化的電磁場， 這種電磁場以__________的形式在空間傳播。 在______到達導線環時， 它

在導線環中激發出__________， 使得導線環的空隙處也產生了火花。

(4)實驗結論： 赫茲證實了________的存在。

(5)赫茲的其他實驗成果： 赫茲做了一系列的實驗， 觀察了電磁波的反射、 折射、 干涉、

偏振和衍射現象， 並通過測量證明， 電磁波在______中具有與光相同的速度， 證實了麥克斯

韋關於光的電磁理論。

思考： 你能否列舉出生活中的現象來證明電磁波的存在？

答案： 1． (1)感應電流 感應電流 磁場 磁場 (2)磁場

思考

提示： 變化的磁場所產生的電場的電場線是閉合的；而靜電場中的電場線是不閉合的。

2． (1)磁場 電場 電磁波 (2)垂直 垂直 橫 (3)光速

3． (3)電磁波 電磁波 感應電動勢 (4)電磁波 (5)真空

思考

提示： 夏天打雷時正在收聽的收音機里會發出「喀喀」 的聲音；手機接收信號時其附近

的電視機會發出聲音。這些現象能說明電磁波的存在。