1、第十四章 电磁波,第1节 电磁波的发现,恒定的磁场不产生电场均匀变化的磁场产生恒定的电场周期性变化的磁场产生同频率的振荡电场非均匀变化的磁场产生变化的电场,麦克斯韦的电磁场理论,1、变化的磁场产生电场,恒定的电场不产生磁场均匀变化的电场产生恒定的磁场周期性变化的电场产生同频率的振荡磁场非均匀变化的电场产生变化的磁场,麦克斯韦的电磁场理论,2、变化的电场产生磁场,三、电磁场和电磁波,1、定义:变化的电场和变化的磁场是相互联系的,形成不可分割的统一体,这就是电磁场,说明：电磁场是特殊的物质形态，具 有能量，能相互叠加 是空间立体的,电磁波,1、定义：变化的电场和变化的磁场交替产生，由发生区域向四周
2、由近及远地传播，形成电磁波。,（麦克斯韦预言电磁波的存在）,非均匀变化的磁场,变化电场,若是均匀变化,稳定磁场,不再激发,若非均匀变化,变化磁场,若是均匀变化,稳定电场,若非均匀变化,2、电磁波形成示意图：,激发,激发,激发,激发,3、 电磁波的特点,电磁波是横波,计算满足：v=/T=f,电磁波可以在真空中传播速度等于光速,c=310 8m/s,电磁波具有波的共性，能发生反射、折射、干涉、衍射、多普勒效应和偏振现象。,电磁波有能量。,三、赫兹的电火花,赫兹：德国科学家证实了电磁波的存在,赫兹用实验证实电磁波的存在：,(1）观察到了电磁波的反射,折射,干涉,偏振和衍射等现象.(2）还测量出光的和
3、f，算出电磁波和光有相同的速度.(3）奠定了无线电技术基础,赫兹在人类历史上首先捕捉到了电磁波,1、实现了电磁光的统一，被认为是19世纪科学史上最伟大的统一,2、实现了从经典物理学向现代物理学的重大转折,麦克斯韦的电磁场理论的意义,第二节 电磁振荡,L,C,K,电路图,G,C,L,K,G,大小和方向都做周期性变化的电流叫振荡电流,产生振荡电流的电路叫振荡电路,振荡电流:,振荡电路:,LC回路：由线圈L和电容C组成的最简单振荡电路。,注意：理想的LC振荡电路:只考虑电感、电容的作用，而忽略能量损耗,一、电磁振荡的产生:,L,C,LC振荡电路,一、电磁振荡的产生:,反向放电,反向充电,正向放电,正
4、向充电,一、电磁振荡的产生:,电磁振荡中的能量变化：,放电：电场能转化为磁场能充电：磁场能转化为电场能,i,t,i,t,（1）,（2）,B、阻尼振荡,任何振荡电路中,总存在能量损耗,使振荡电流 i 的振幅逐渐减小,这种振荡叫阻尼振荡.如图(2),A、振荡电路中，若没有能量损耗，则振荡电流的振幅将不变 ，这种振荡叫无阻尼振荡。如图：(1),二、电磁振荡的种类,三、电磁振荡的周期和频率,1周期和频率：电磁振荡完成一次周期性变化所需的时间叫做周期，一秒钟内完成周期变化的次数叫做频率 LC回路的周期和频率由回路本身的特性决定这种由振荡回路本身特性所决定的振荡周期（或频率）叫做振荡电路的固有周期（或固有
5、频率），简称振荡电路的周期（或频率）,2在一个周期内，振荡电流的方向改变两次；电场能（或磁场能）完成两次周期性变化,大量实验表明：（1）电容增大时，周期变长（频率变低）；（2）电感增大时，周期变长（频率变低）；（3）电压升高时，周期不变（频率不变）结果表明，LC回路的周期和频率只与电容C和自感L有关，跟电容器的带电多少和回路电流大小无关,三、电磁振荡的周期和频率,定性解释：电容越大，电容器容纳电荷就越多，充电和放电所需的时间就越长，因此周期越长，频率越低；自感越大，线圈阻碍电流变化的作用就越大，使电流的变化越缓慢，因此周期越长，频率越低,三、电磁振荡的周期和频率,LC回路的周期和频率公式,三、
6、电磁振荡的周期和频率,D. 磁场能正在向电场能转化,1. 某时刻LC回路的状态如图所示, 则此时刻 ( ),A. 振荡电流i 正在减小,B. 振荡电流i 正在增大,C. 电场能正在向磁场能转化,由电流方向和电容器上电量可判断电路中正在充电.,AD,随堂练习,2. LC回路中电容器两端的电压随时间变化的关系如图所示, 则: ( ),A. 在时刻t1, 电路中的电流最大,B. 在时刻t2, 电路中的磁场能最大,C. 在时刻t2至t3, 电路中电场能不断增大,D. 在时刻t3至t4, 电容的带电量不断增大,BC,3. 如图所示的LC 振荡电路正处在振荡过程中, 某时刻L中的磁场和C中的电场如图所示, 可知 ( ),A. 电容器中的电场强度正在增大,B. 线圈中磁感强度正在增大,C. 该时刻电容器带电量最多,D. 该时刻振荡电流达最大值,A,
