大学物理学电子震荡与电磁波电子教案

1、大学物理学电子教案，海大理学院教学课件，电磁振动与电磁波，第16章，电磁振动与电磁波，麦克斯韦：电磁场理论，证明电磁场以波的形式传播，波速为光速。 赫兹： 1888年通过实验证明了电磁波的存在。 波夫： 1895年发明了无线电报接收机，1896年3月公布了距离250m的无线电报传输。 1897年首次实现了9英里的无线通信1899年实现了横渡英吉利海峡的无线通信1901年完成了从法国横渡大西洋到达加拿大的无线通信。 1909年获得诺贝尔物理学奖。 内容：电磁振动和电磁波的发生，电磁波的特性等。 赫兹(Hertz，H. R .1857-1894 )，德国物理学家通过实验证明电磁波的存在，确认电磁波

2、为横波，具有类似于光的特性，并通过两列电磁波的干扰实验，证实了直线传播时电磁波的传播速度和光速，1888年，成为近代科学史的里程碑。 赫兹的发现具有划时代的意义，不仅是麦克斯韦发现的真理，开创无线电子技术的新纪元也很重要。 为纪念他的功绩，人们用他的名字命名各种波动频率的单位，简称“赫”。161电磁振动、一、振荡电路无衰减自由电磁振动、一、LC振荡电路、充电：电容器c两极板间的电压： U0=e两极板等量异信号电荷： Q0，-Q0； 放电：电路无电流、电场能量集中在电容器两极板间，线圈激发磁场，电路中的电流逐渐增大，电荷减少，放电结束，电容器的电场能量全部转换为磁场能量，对电容器进行逆充电，随着

3、电流的减少，两极板的电荷逐渐增加无衰减自由振荡电路：电路无能量耗散(转换为焦耳热、电磁辐射等)，被称为无衰减自由振荡电路。 振荡方程：振荡电路遵循的欧姆定律。 二、无阻尼电磁振荡的振荡方程式，1、电量，在某个时刻的电路中设电流为I，则自感应电动势、2、电流、电量导向时间，3、说明、电量和电流周期性变化，电流相位比电量的相位提前，LC振荡无阻尼自由电磁振荡是理想化的模型，电阻为零， 不要因产生的焦耳热而丧失电磁能量。不存在电动势，其他能量不能转换成电磁能量的电磁还不能作为电磁波放射。 例题：已知LC电路中的电场能和磁场能的和是一定的，今后打算导出LC电路的振荡方程式。 将电场能量、磁场能量、上式

4、导入t，16-2电磁波、电场变化而变化的磁场新变化的电场和变化的磁场交替变化，从近处和远处传播，证明了该变化的电磁场在空间中以一定速度传播的过程是电磁波。 产生电磁波的物理基础，变化的磁场激发涡旋电场(即感应电场)，变化的电场(位移电流)激发涡旋磁场，另一方面，电磁波的产生和传播，另一方面，LC振荡电路放射电磁波的条件、振荡频率足够高的放射能量与频率的四次方成比例，因此频率约高， 放射能约高的电路开放LC是集中性元件，电场能集中于电容器，磁场能集中于线圈，为了放射电磁能，电路必须是开放型的。LC振荡电路发展为振荡偶极子、2、电磁波的波动方程、振荡电偶极子、电磁波传播速度，结论：电磁波频率是电偶

5、极子振荡的频率。 电场和磁场的振幅与电偶极子的振荡频率的平方成比例的电磁波为横波，Er、Hr的电场与磁场的振动相位相同。在远离电偶极子的地方，可视为平面波、二、电磁波的特性，电磁波为横波、电向量、磁向量与传播速度垂直，电场与磁场同相位，电场与磁场的大小成比例，真空中的电磁波的传播速度等于光速、三、电磁波的能量、一、能量流密度能量流密度、坡印廷矢量、特征：辐射能量与频率的四次方成正比，辐射能量与距离的平方成反比，这是球面波的特征，具有强方向性，在垂直于轴线的方向上辐射最强，在沿轴线的方向上无辐射。 2、辐射功率、单位时间辐射的能量称为辐射功率。 四、电磁波频谱、电磁波范围广。 为了便于比较，全面了解各种电磁波，可以根据波长(或频率)的大小，将它们按顺序排列在频谱上，称为电磁波频谱。 电波：长波： 31033104m，远洋长距离通信和导航中波： 2003103m，航海，航空定向性，无线电广播短波： 10200m，无线电广播、电极通信等。 超短波： 110m，电视，雷达导航微波： 0.1cm1m，电视，雷达导航红外线： 0.76600mm热效应可见光：0.400.76mm紫外光： 0.4m50 A0生理作用，杀菌、诱杀昆虫，医疗人体透视结晶结构分析g线： 0.4A0与研究原子核结构，小结， 电磁