第十四章_電磁波總復(fù)習(xí)習(xí)

1、十四章十四章 電磁波電磁波一一. .麥克斯韋理論麥克斯韋理論：變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)：變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng) 變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)二電磁場(chǎng)二電磁場(chǎng)：按照麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，變化的：按照麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)總是相互聯(lián)系的，形成一個(gè)不可分離的電場(chǎng)和磁場(chǎng)總是相互聯(lián)系的，形成一個(gè)不可分離的統(tǒng)一場(chǎng)，稱為統(tǒng)一場(chǎng)，稱為電磁場(chǎng)電磁場(chǎng)。電場(chǎng)和磁場(chǎng)只是這個(gè)統(tǒng)一的。電場(chǎng)和磁場(chǎng)只是這個(gè)統(tǒng)一的電磁場(chǎng)的兩種具體表現(xiàn)。電磁場(chǎng)的兩種具體表現(xiàn)。三電磁波：三電磁波：不均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，不均勻不均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，不均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，于是不均勻變化的電場(chǎng)和磁變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，于是不均勻

2、變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)交替產(chǎn)生，由近及遠(yuǎn)向周圍傳播，就形成了電磁場(chǎng)交替產(chǎn)生，由近及遠(yuǎn)向周圍傳播，就形成了電磁波。波。對(duì)電磁場(chǎng)理論的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)對(duì)電磁場(chǎng)理論的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)1恒定的磁場(chǎng)恒定的磁場(chǎng)(磁場(chǎng)）周圍沒有電場(chǎng)（磁場(chǎng)）產(chǎn)磁場(chǎng)）周圍沒有電場(chǎng)（磁場(chǎng)）產(chǎn)生生.(1)若均勻變化的磁場(chǎng)（電場(chǎng)），則產(chǎn)生恒定的若均勻變化的磁場(chǎng)（電場(chǎng)），則產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)（磁場(chǎng)）電場(chǎng)（磁場(chǎng)）(2)若磁場(chǎng)不均勻變化，則產(chǎn)生變化的電場(chǎng)若磁場(chǎng)不均勻變化，則產(chǎn)生變化的電場(chǎng)(3)在振蕩電路中，周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻在振蕩電路中，周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的周期性變化的電場(chǎng)率的周期性變化的電場(chǎng) 四電磁波的特點(diǎn)：四電磁波的特點(diǎn)： 電磁波是橫波。電磁

3、波是橫波。在電磁波傳播方向上的任在電磁波傳播方向上的任一點(diǎn)，場(chǎng)強(qiáng)一點(diǎn)，場(chǎng)強(qiáng)E E和磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度B B均與傳播方向垂均與傳播方向垂直且隨時(shí)間變化，因此電磁波是橫波。直且隨時(shí)間變化，因此電磁波是橫波。 電磁波的傳播不需要介質(zhì)電磁波的傳播不需要介質(zhì)，在真空中也能，在真空中也能傳播。在真空中的波速為傳播。在真空中的波速為c c=3.0=3.0108m/s108m/s。 波速和波長(zhǎng)、頻率的關(guān)系波速和波長(zhǎng)、頻率的關(guān)系：c cf f 電磁波速與介質(zhì)、電磁波速與介質(zhì)、頻率有關(guān)頻率有關(guān)+ + + +CLSE 1 1、振蕩電流：、振蕩電流： 大小和方向都做周期性變化的電流大小和方向都做周期性變化的電流能

4、夠產(chǎn)生振蕩電流的電路叫做振蕩電路能夠產(chǎn)生振蕩電流的電路叫做振蕩電路2 2、振蕩電路：、振蕩電路：線圈線圈具有自具有自感作用感作用電容器電容器具有充、具有充、放電作用放電作用LCLC振蕩電路：振蕩電路：一一個(gè)個(gè)周周期期性性變變化化逆時(shí)放電逆時(shí)放電逆時(shí)逆時(shí)充電充電順時(shí)順時(shí)充電充電順時(shí)放順時(shí)放電電+ +- - - -+ +- - - -q=Qm i=0q=Qm i=0q=0 i=Imq=0 i=Im(1)(1)、兩個(gè)物理過程：、兩個(gè)物理過程：放電過程放電過程: :電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能，電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能，q iq i充電過程充電過程: :磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能，磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能，q iq i充電完畢狀態(tài)

5、充電完畢狀態(tài): :磁場(chǎng)能向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化完畢磁場(chǎng)能向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化完畢, ,電場(chǎng)能最大電場(chǎng)能最大, ,磁場(chǎng)能最小磁場(chǎng)能最小. .放電完畢狀態(tài)放電完畢狀態(tài): :電場(chǎng)能向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化完畢電場(chǎng)能向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化完畢, ,磁場(chǎng)能最大磁場(chǎng)能最大, ,電場(chǎng)能最小電場(chǎng)能最小. .LCLC回路工作過程具有回路工作過程具有對(duì)稱性對(duì)稱性和和周期性周期性, ,可歸結(jié)為可歸結(jié)為( (2)2)、兩個(gè)特殊狀態(tài)：、兩個(gè)特殊狀態(tài)：5 5、電磁振蕩的特點(diǎn)：、電磁振蕩的特點(diǎn)：1. 無阻尼振蕩（理想）無阻尼振蕩（理想）2. 阻尼振蕩（實(shí)際）阻尼振蕩（實(shí)際）itoito6 6、阻尼振蕩和無阻尼振蕩、阻尼振蕩和無阻尼振蕩 在電磁振蕩中，如果沒有能量

6、損失，振蕩電流的振幅保在電磁振蕩中，如果沒有能量損失，振蕩電流的振幅保持不變，這種振蕩叫做持不變，這種振蕩叫做無無阻尼振蕩阻尼振蕩，也叫做，也叫做等幅振蕩等幅振蕩 任何電磁振蕩電路中，總存在能量損耗，使振蕩電流任何電磁振蕩電路中，總存在能量損耗，使振蕩電流的振幅逐漸減小，這種振蕩叫做的振幅逐漸減小，這種振蕩叫做阻尼振蕩阻尼振蕩，或叫做，或叫做減減幅振蕩幅振蕩 周期的決定式：頻率的決定式：TLCfLC212二、二、LCLC回路的固有周期和固有頻率回路的固有周期和固有頻率+ + + +CLSE 只取決于線圈的自感系數(shù)只取決于線圈的自感系數(shù)L L及電容器的電容及電容器的電容C C。六六.電磁波的發(fā)射

7、和接收電磁波的發(fā)射和接收有效發(fā)射電磁波條件：有效發(fā)射電磁波條件：a.足夠高的頻率足夠高的頻率 b.采用開放電路采用開放電路發(fā)射發(fā)射： 發(fā)射端發(fā)射端 接收端接收端調(diào)制調(diào)制調(diào)頻調(diào)頻調(diào)幅調(diào)幅接收：接收：調(diào)諧調(diào)諧解調(diào)解調(diào)七七.電磁波與信息化社會(huì)電磁波與信息化社會(huì)廣播、電視、雷達(dá)、無線通信等廣播、電視、雷達(dá)、無線通信等都是電磁波的具體應(yīng)用。都是電磁波的具體應(yīng)用。 雷達(dá)：無線電定位的儀器，波雷達(dá)：無線電定位的儀器，波長(zhǎng)越短的電磁波，傳播的直線長(zhǎng)越短的電磁波，傳播的直線性越好，反射性能強(qiáng)，多數(shù)的性越好，反射性能強(qiáng)，多數(shù)的雷達(dá)工作于微波波段。缺點(diǎn)，雷達(dá)工作于微波波段。缺點(diǎn)，沿地面?zhèn)鞑ヌ綔y(cè)距離短。中、沿地面?zhèn)鞑?/p>

8、探測(cè)距離短。中、長(zhǎng)波雷達(dá)沿地面的探測(cè)距離較長(zhǎng)波雷達(dá)沿地面的探測(cè)距離較遠(yuǎn)，但發(fā)射設(shè)備復(fù)雜遠(yuǎn)，但發(fā)射設(shè)備復(fù)雜。八八.電電磁磁波波譜譜太陽輻射太陽輻射陽光含有：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、陽光含有：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、x射線、射線、射線射線太陽輻射的能量集中在可見光、紅外線、紫外線太陽輻射的能量集中在可見光、紅外線、紫外線三個(gè)區(qū)域三個(gè)區(qū)域陽光中波長(zhǎng)在陽光中波長(zhǎng)在5.5x10-7m的黃綠光附近，輻射的的黃綠光附近，輻射的能量最強(qiáng)，這區(qū)域恰好是人眼最敏感能量最強(qiáng)，這區(qū)域恰好是人眼最敏感電磁波電磁波譜譜無線電無線電波波紅外線紅外線可見可見光光紫外線紫外線X X射線射線（倫琴射（倫琴射線）線）r r射線射線頻率頻率由左向右，頻率逐漸增大。由左向右，頻率逐漸增大。真空中真空中波長(zhǎng)波長(zhǎng)由左向右，波長(zhǎng)逐漸增小。由左向右，波長(zhǎng)逐漸增小。特性特性波動(dòng)性波動(dòng)性強(qiáng)強(qiáng)波長(zhǎng)較波長(zhǎng)較長(zhǎng)、熱長(zhǎng)、熱效應(yīng)顯效應(yīng)顯著著可見、可見、感光感光性強(qiáng)性強(qiáng)熒光、熒光、化學(xué)作化學(xué)作用、殺用、殺菌消毒菌消毒穿透力穿透