第十四章 电磁波 14.1 电磁波的发现 一、电磁场和电磁波 1．麦克斯韦电磁理论的两个基本假设 (1)变化的磁场能够在周围空间产生电场。 (2)变化的电场能够在周围空间产生磁场 注意：变化的磁场产生的电场,叫感应电场或涡流电场,它的电场线是闭合的; 静电荷周围产生的电场叫静电场,它的电场线由正电荷起到负电荷止,是不闭合的。 二、电磁波的产生机理 1．电磁场 变化的电场和变化的磁场交替产生，形成不可分割的统一体，称为电磁场。 2．电磁波 (1)电磁波的产生：变化的电场和磁场交替产生而形成的电磁场是由近及远地传播的，这种变化的电磁场在空间的传播称为电磁波。 (2)电磁波的特点： ①电磁波在空间传播不需要介质；在真空中，电磁波的传播速度与光速相同： 即 v真空 = c ＝ 3.0×108 m/s 光是一种电磁波 ②电磁波是横波，在空间传播时任一位置上（或任一时刻）E、B、v三矢量相互垂直且E和B随时间做正弦规律变化。 ③电磁波具有波的共性,能产生干涉、衍射等现象,电磁波与物质相互作用时,能发生反射、吸收、折射等现象,电磁波也是传播能量的一种形式。 ④相邻两个波峰(或波谷)之间的距离等于电磁波的波长,一个周期的时间,电磁波传播一个波长的距离。 ⑤电磁波的频率为电磁振荡的频率,由波源决定,与介质无关。 (3)电磁波的波速、波长与频率的关系:。 注意：①同一种电磁波在不同介质中传播时,频率不变(频率由波源决定),波速、波长发生改变,在介质中的速度为n为介质对电磁波的折射率),在介质中的速度都比在真空中的速度小.②不同电磁波在同一种介质中传播时,传播速度不同,频率越高波速越小,频率越低波速越大. 三、赫兹的电火花一发现了电磁波 1.赫兹实验 赫兹观察到:当感应圈的两个金属球间有火花跳过时,导线环两个小球间也跳过火花。据此实验,赫兹在人类历史上首先捕捉到了电磁波。 2.赫兹的其他成果 赫兹观察到了电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象，测量证明了电磁波在真空中具有与光相同的速度c,证实了麦克斯韦关于光的电理论。 3.赫兹实验的意义 (1)意义: ①证实了麦克斯韦关于光的电磁理论; ②人类历史上首次捕捉到了电磁波。 (2)赫兹的实验为无线电技术的发展开拓了道路,后人把频率的单位定为赫兹 四、正确理解麦克斯韦的电磁场理论 1.电磁场与静电场、静磁场的比较 三者可以在某空间混合存在,但由静电场和静磁场混合的空间不属于电磁场。电磁场是电场、磁场相互激发形成的统一体。 注意： (1)变化的磁场周围产生电场,是一种普遍存在的现象,跟闭合电路是否存在无关； (2)有单独存在的静电场,也有单独存在的静磁场,但没有静止的电磁场。 2、电场和磁场的变化关系 (1)变化的磁场产生电场 ①均匀变化的磁场产生恒定的电场． ②非均匀变化的磁场产生变化的电场． ③周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场． (2)变化的电场产生磁场 ①均匀变化的电场产生恒定的磁场． ②非均匀变化的电场产生变化的磁场． ③周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场． 五、电磁波和机械波的比较 第十四章 电磁波 14.2 电磁振荡 一、电场振荡的产生 1．振荡电流和振荡电路 （1）振荡电流：大小和方向都做周期性变化的电流． （2）振荡电路：能产生振荡电流的电路． （3）LC振荡电路：由线圈L和电容器C组成的电路是最简单的振荡电路， 称为LC振荡电路，如图。 (4）LC振荡电路的两种起振方式： ①电容器充电起振 如图，乙开关S先闭合到1位置,电容器充电,然后闭合到2位置,电路开始进行电磁振荡。电容器的电荷量q随t按余弦规律变化,电路中的电流i随t按正弦规律变化,图像分别如图甲、乙所示。 2.电磁振荡过程分析 LC回路中电磁振荡规律可用下图表示.(图中 表示增加, 表示减少)。 3. 阻尼振荡和无阻尼振荡 (1)无阻尼振荡:没有 ... ...
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