電磁波的產(chǎn)生、發(fā)射、傳播和接收

電磁波的產(chǎn)生、發(fā)射、傳播和接收一、振蕩電流與振蕩電路：CGLS211、振蕩電流：大小和方向都做周期性變化的電流叫做振蕩電流2、振蕩電路：能夠產(chǎn)生振蕩電流的電路叫做振蕩電路AB+－AB+－3、理想的LC振蕩電路：（2）理想的LC振蕩電路：只考慮電感、電容的作用，而忽略能量的損耗（1）LC回路：由線圈L和電容C組成的最簡單振蕩電路CLLC回路的振蕩電流是怎樣產(chǎn)生的呢？思考++++－－

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q=Qmi=0－－－－++++q=Qmi=0++++－－

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q=0i=Imq=0i=Imqi放電qi放電充電充電qiqi的周期性化變－－－－++++反向振蕩電流的產(chǎn)生過程時間tt=0t=T/4t=T/2t=3T/4t=T電容器帶電量電路中電流電場能磁場能最大(A＋、B－)零最大零零最大(a→b)零最大最大(A－、B＋)零最大零零最大(b→a)零最大最大(A＋、B－)零最大零文字綜述：充電完畢（充電開始）：電場能達(dá)到最大，磁場能為零，回路中感應(yīng)電流i=0。放電完畢（放電開始）：電場能為零，磁場能達(dá)到最大，回路中感應(yīng)電流達(dá)到最大。充電過程：電場能在增加，磁場能在減小，回路中電流在減小，電容器上電量在增加。從能量看：磁場能在向電場能轉(zhuǎn)化。放電過程：電場能在減少，磁場能在增加，回路中電流在增加，電容器上的電量在減少。從能量看：電場能在向磁場能轉(zhuǎn)化。歸納：

在振蕩電路產(chǎn)生振蕩電流的過程中，電容器極板上的電荷q，電路中的電流i，電容器里電場的場強E，線圈磁場的磁感應(yīng)強度B，都發(fā)生周期性的變化，這種現(xiàn)象叫做電磁振蕩。

此外，在電磁振蕩的過程中，電場能和磁場能也在同時發(fā)生周期性的變化。6、電磁振蕩的特點：

LC回路工作過程具有周期性，可歸結(jié)為：（1）兩個物理過程：放電過程：q↓→i↑，電場能轉(zhuǎn)化為磁場能充電過程：q↑→i↓，磁場能轉(zhuǎn)化為電場能（2）兩個特殊狀態(tài)：

充電完畢狀態(tài)：磁場能向電場能轉(zhuǎn)化完畢，電場能最大，磁場能最小為零。

放電完畢狀態(tài)：電場能向磁場能轉(zhuǎn)化完畢，磁場能最大，電場能最小為零。7、LC回路的周期和頻率公式大量實驗表明：（1）電容增大時，周期變長（頻率變低）；（2）電感增大時，周期變長（頻率變低）；（3）電壓升高時，周期不變（頻率不變）．結(jié)果表明，LC回路的周期和頻率只與電容C和自感L有關(guān)，跟電容器的帶電多少和回路電流大小無關(guān)．定性解釋：

電容越大，電容器容納電荷就越多，充電和放電所需的時間就越長，因此周期越長，頻率越低；自感越大，線圈阻礙電流變化的作用就越大，使電流的變化越緩慢，因此周期越長，頻率越低．7、LC回路的周期和頻率公式

（1）式中各物理量T、L、C、f的單位分別是s、H、F、Hz．（2）適當(dāng)?shù)剡x擇電容器和線圈，可使振蕩電路物周期和頻率符合我們的需要．二、麥克斯韋電磁理論要點1.變化的磁場產(chǎn)生電場２.變化的電場產(chǎn)生磁場電流→運動電荷→變化的電場磁場＋－ＢＥＥＢ3.均勻變化的電（磁）場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁（電）場周期性變化(振蕩)的電（磁）場產(chǎn)生周期性變化(振蕩)的磁（電）場三、電磁場根據(jù)麥克斯韋理論，周期性振蕩的電（磁）場在周圍空間產(chǎn)生同頻率周期性振蕩的磁（電）場．變化的電場和磁場密不可分，兩者互為因果，形成一個統(tǒng)一的客體——電磁場。電磁場是獨立于人們意識之外的客觀存在，具有物質(zhì)性；電磁場是不可分離的統(tǒng)一體，電場和磁場只是人們對電磁場認(rèn)識的不同側(cè)面．四、電磁波★周期性變化的電磁場由近及遠(yuǎn)地傳播形成電磁波★電磁波具有波的一切特性：電磁波傳播電磁振蕩的運動形式，傳播電磁場能，傳播信息；電磁波是橫波；電磁波可以發(fā)生反射、折射、干涉、衍射和多普勒效應(yīng)等波的現(xiàn)象；

電磁波的波長λ、頻率f（周期T）與波速v的關(guān)系也是v=λf．電磁波的傳播是通過電與磁的相互感應(yīng)來實現(xiàn)的，故電磁波在真空中也能傳播，在真空中電磁波的波速等于光速．★電磁波與機(jī)械波的比較質(zhì)點對平衡位置的位移x隨時間作周期性變化電場強度E和磁感強度B隨時間作周期性變化發(fā)生周期性變化的物理量不同通過介質(zhì)質(zhì)點間的力相互帶動通過電與磁的相互感應(yīng)激發(fā)傳遞方式不同一種機(jī)械振動在連續(xù)介質(zhì)中由近及遠(yuǎn)的傳播一種電磁運動現(xiàn)象，是電磁振蕩在空間由近及遠(yuǎn)的傳播本質(zhì)不同機(jī)械波電磁波比較電磁波在真空中的傳播速度C＝3.0×108.m/s．從場的觀點來看電場具有電能，磁場具有磁能，電磁場具有電磁能．電磁波的發(fā)射過程就是輻射能量的過程．電磁波在空間傳播，電磁能就隨著一起傳播．電磁波不需要任何介質(zhì)，在真空中也能傳播

.德國物理學(xué)家赫茲（1857－1894）第一次用實驗證實了電磁波的存在．赫茲還測定了電磁波的波長和頻率，得到電磁波的傳播速度，證實這個速度等于光速．赫茲還用實驗證明，電磁波跟所有波動一樣，能產(chǎn)生反射、折射、衍射、干涉等現(xiàn)象，從而充分證實了麥克斯韋的電磁場理論，同時也為在此之后迅速發(fā)展起來的無線電技術(shù)的應(yīng)用奠定了實驗基礎(chǔ)．

EB傳播方向O

電磁波的產(chǎn)生

從麥克斯韋的電磁場理論可以知道：如果在空間某處發(fā)生了變化的電場，就會在空間引起變化的磁場，這個變化的電場和磁場又會在較遠(yuǎn)的空間引起新的變化的電場和磁場．這樣，變化的電場和磁場并不局限于空間某個區(qū)域，而要由近及遠(yuǎn)向周圍空間傳播開去．電磁場這樣由近及遠(yuǎn)地傳播，就形成電磁波．

【例1】要想提高電磁振蕩的頻率，下列辦法中可行的是……………

（）

A.線圈中插入鐵芯

B.提高充電電壓

C.增加電容器兩板間距離

D.減小電容器兩板間的正對面積CD

【例2】在LC振蕩電路中，用以下的哪種方法可以使振蕩頻率增大一倍…………(）

A．自感系數(shù)L和電容C都增大一倍

B．自感系數(shù)L增大一倍，電容C減少一半

C．自感系數(shù)L減少一半，電容C增大一倍

D．自感系數(shù)L和電容C都減少一半D

【例3】如圖4所示的LC振蕩電路中，可變電容器C的取值范圍為10pF～360pF．線圈的電感L=0.10H．求此電路能獲得的振蕩電流的最高頻率多大？最低頻率又為多少？解析:最高頻率f1和最低頻率f2分別為【例題4】根據(jù)麥克斯韋的電磁理論，下列說法正確的是：[]A．在電場周圍一定產(chǎn)生磁場，磁場周圍一定產(chǎn)生電場B．在變化的電場周圍一定產(chǎn)生變化的磁場，在變化的磁場周圍一定產(chǎn)生變化的電場C．均勻變化的電場周圍一定產(chǎn)生均勻變化的磁場D．振蕩的電場一定產(chǎn)生同頻率振蕩的磁場答案：D思考與討論1、如圖在LC振蕩電路中，某時刻若磁場B正在增加，則電容器處于（）電狀態(tài),電場能正在（）,磁場能正在（）能量轉(zhuǎn)變狀態(tài)為（）電容器上板帶（）電。BaLCb放減小增加電場能正在向磁場能轉(zhuǎn)化正2、在LC的回路中，電流i——t的關(guān)系如圖所示，①若規(guī)定逆時針方向為電流的正方向，說明t0時刻電路中能量變化情況，及電場能、磁場能、充放電等情況。②下列分析情況正確的是：（

）A、t1時刻電路的磁場能正在減小。B、t1→t2時間電路中的電量正在不斷減少。C、t2→t3時間電容器正在充電。D、t4時刻電容中的電場能最大。思考與討論t4t2t0t10itt3D3、在LC振蕩電路中，當(dāng)電容器放電完畢瞬間，電路中的電流為（）,線圈兩端的電壓為（）4、在LC回路中，當(dāng)振蕩電流為零時，則電容器開始（）,電容器的電量將（）,電容器中的（）達(dá)到最大,（）為零。思考與討論最大零放電減少電場能磁場能5.要使LC振蕩電路的周期增大一倍，可采用的辦法是[]A．自感系數(shù)L和電容C都增大一倍B．