2020年人大附中高中物理競(jìng)賽輔導(dǎo)課件(電磁感應(yīng))赫茲實(shí)驗(yàn)(共18張PPT)

2020全國(guó)高中物理學(xué)奧林匹克競(jìng)賽

人大附中競(jìng)賽班輔導(dǎo)講義

（含物理競(jìng)賽真題練習(xí)）電磁感應(yīng)2020全國(guó)高中物理學(xué)奧林匹克競(jìng)賽

人大附中競(jìng)賽班輔導(dǎo)講義

赫茲----德國(guó)物理學(xué)家

赫茲對(duì)人類最偉大的貢獻(xiàn)是用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在。

赫茲還通過(guò)實(shí)驗(yàn)確認(rèn)了電磁波是橫波，具有與光類似的特性，如反射、折射、衍射等，并且實(shí)驗(yàn)了兩列電磁波的干涉，同時(shí)證實(shí)了在直線傳播時(shí)，從而全面驗(yàn)證了麥克斯韋的電磁理論的正確性。并且進(jìn)一步完善了麥克斯韋方程組，使它更加優(yōu)美、對(duì)稱，得出了麥克斯韋方程組的現(xiàn)代形式。電磁波的傳播速度與光速相同，赫茲實(shí)驗(yàn)

1888年，成了近代科學(xué)史上的一座里程碑。赫茲的發(fā)現(xiàn)具有劃時(shí)代的意義，它不僅證實(shí)了麥克斯韋發(fā)現(xiàn)的真理，更重要的是開創(chuàng)了無(wú)線電電子技術(shù)的新紀(jì)元。赫茲對(duì)人類文明作出了很大貢獻(xiàn)，正當(dāng)人們對(duì)他寄以更大期望時(shí)，他卻于1894年元旦因血中毒逝世，年僅36歲。為了紀(jì)念他的功績(jī)，人們用他的名字來(lái)命名各種波動(dòng)頻率的單位，簡(jiǎn)稱“赫”。

此外，赫茲又做了一系列實(shí)驗(yàn)。他研究了紫外光對(duì)火花放電的影響，發(fā)現(xiàn)了光電效應(yīng)，即在光的照射下物體會(huì)釋放出電子的現(xiàn)象。這一發(fā)現(xiàn)，后來(lái)成了愛(ài)因斯坦建立光量子理論的基礎(chǔ)。1888年，成了近代科學(xué)史上的一座里程碑。赫茲的發(fā)現(xiàn)具有赫茲實(shí)驗(yàn)原理：將兩段共軸的黃銅桿作為振蕩偶極子的兩半，A、B中間留有空隙，空隙兩邊桿的端點(diǎn)上焊有一對(duì)光滑的黃銅球。將振子的兩半聯(lián)接到感應(yīng)圈的兩極上，感應(yīng)圈間歇地在A、B之間產(chǎn)生很高的電勢(shì)差。當(dāng)黃銅球間隙的空氣被擊穿時(shí)，電流往復(fù)振蕩通過(guò)間隙產(chǎn)生電火花。由于振蕩偶極子的電容和自感均很小，因而振蕩頻率很高，從而向外發(fā)射電磁波。但由于黃銅桿有電阻，因而其上的振蕩電流是衰減的，故發(fā)出的電磁波也是衰減的，感應(yīng)圈以每秒的頻率一次又一次地使間隙充電，電偶極子就一次一次地向外發(fā)射減幅振蕩電磁波。赫茲實(shí)驗(yàn)原理：將兩段共軸的黃銅桿作為振赫茲用下面的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電偶極子產(chǎn)生的電磁波振子發(fā)射諧振器接收感應(yīng)圈赫茲用下面的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電偶極子產(chǎn)生的電磁波振子發(fā)射諧振器接收

目前人類通過(guò)各種方式已產(chǎn)生或觀測(cè)到的電磁波的最低頻率為，其波長(zhǎng)為地球半徑的倍而電磁波的最高頻率為，它來(lái)自于宇宙的r射線。四、電磁波譜目前人類通過(guò)各種方式已產(chǎn)生或觀測(cè)到的電磁波的最10310610910121015102210310010-610-910-1310510-2HZ1KHZ1MHZ1GHZ1TmmmmA01mX射線紫外線可見(jiàn)光紅外線微波高頻電視調(diào)頻廣播雷達(dá)無(wú)線電射頻電力傳輸射線γ頻率波長(zhǎng)10310610910121015102210310010-電磁波的應(yīng)用從1888年赫茲用實(shí)驗(yàn)證明了電磁波的存在至今，一百多年的時(shí)間里電磁理論不斷深化，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。電磁波作為極重要的自然資源得到廣泛應(yīng)用。1895年俄國(guó)科學(xué)家波波夫發(fā)明了第一個(gè)無(wú)線電報(bào)系統(tǒng)。1914年語(yǔ)音通信成為可能。1920年商業(yè)無(wú)線電廣播開始使用，20世紀(jì)30年代發(fā)明了雷達(dá)，40年代雷達(dá)和通訊得到飛速發(fā)展，自50年代第一顆人造衛(wèi)星上天，衛(wèi)星通訊事業(yè)得到迅猛發(fā)展。如今電磁波已在通訊、遙感、空間控測(cè)、軍事應(yīng)用、科學(xué)研究等諸多方面得到廣泛的應(yīng)用。本節(jié)將通過(guò)電磁波譜來(lái)了解不同頻率范圍內(nèi)電磁波的應(yīng)用，并簡(jiǎn)單介紹無(wú)線電波與通訊技術(shù)。最后，作為擴(kuò)展知識(shí)，介紹來(lái)自宇宙的電磁波。電磁波的應(yīng)用

衛(wèi)星通訊一在自由空間，電磁波是沿直線傳播的，而地球是圓形的，在通訊衛(wèi)星的上天之前，人們要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通訊，只有靠多個(gè)地面天線作為中繼站來(lái)傳送無(wú)線電波。而且，由于受地形的影響，地面衛(wèi)星必須架設(shè)得很高。60年代以后，衛(wèi)星通訊使無(wú)線電通信進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期。無(wú)線電波與衛(wèi)星通訊衛(wèi)星通訊一無(wú)線電波與衛(wèi)星通訊衛(wèi)星通訊二現(xiàn)在，各種通訊衛(wèi)星的上天，滿足了人們?cè)诳茖W(xué)研究與應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越多的需求。目前，中國(guó)長(zhǎng)城工業(yè)總公司正與美國(guó)摩托羅拉公司合作，用長(zhǎng)二丙改進(jìn)型火箭以一箭雙星的方式將多顆銥星送入軌道，從而實(shí)現(xiàn)覆蓋全球的低軌道衛(wèi)星無(wú)線電通訊。下頁(yè)是銥衛(wèi)星通訊服務(wù)對(duì)象示意圖片衛(wèi)星通訊二下頁(yè)是銥衛(wèi)星通訊服務(wù)對(duì)象示意圖片2020年人大附中高中物理競(jìng)賽輔導(dǎo)課件(電磁感應(yīng))赫茲實(shí)驗(yàn)(共18張PPT)來(lái)自宇宙的電磁波從1888年赫茲首次證實(shí)了電磁波的存在，到1957年第一顆人造衛(wèi)星上天至今，航天技術(shù)的飛速發(fā)展不僅給人類進(jìn)步和文明帶來(lái)了巨大的影響，而且為人類從事空間探測(cè)、了解地球以外的無(wú)限宇宙提供了行之有效的手段。迄今為止，已發(fā)射的用于研究天文學(xué)目的的航天器有300多種，有紫外、紅外、微波、x射線、r射線、天體測(cè)量、太陽(yáng)觀測(cè)等天文衛(wèi)星，觀測(cè)波段幾乎包括整個(gè)電磁波譜。這些來(lái)自天外遙遠(yuǎn)星系的電磁波，為人類傳來(lái)了宇宙深處神密的信息。各種航天器已在各種波段上對(duì)太陽(yáng)耀斑、宇宙背景、膨脹源、x射線源、黑洞、r射線源、宇宙射線、超新星、反物質(zhì)及反物質(zhì)源、紅外星系、多星系、行星、慧星等多種天體進(jìn)行了規(guī)?？涨暗挠^測(cè)和研究，取得了一第列驚人的新發(fā)現(xiàn)，大大地豐富了人類的宇宙知識(shí)。與此同時(shí)人類也在地面上建立起了各種接收宇宙電磁波的裝置。來(lái)自宇宙的電磁波從1888年赫茲首次證實(shí)了電磁波的存在這是我國(guó)建在柴達(dá)木盆地的毫米波射電天文望遠(yuǎn)鏡，它專門用來(lái)接收宇宙中毫米波段的電磁波信號(hào)。這是我國(guó)建在柴達(dá)木盆地的毫米波射電天文望遠(yuǎn)鏡，它專門用來(lái)接收例圓柱形導(dǎo)體,長(zhǎng)為l,半徑為a,電阻為R,通有電流I,證明（蘇高中思考題）2)沿導(dǎo)體表面的坡印廷矢量的面積分等于導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱功率I2R.1)在導(dǎo)體表面上,坡印廷矢量S處處垂直導(dǎo)體表面并指向?qū)w內(nèi)部.例圓柱形導(dǎo)體,長(zhǎng)為l,半徑為a,電阻為R,通有電流I,證明（(1)在圓柱表面上,電場(chǎng)強(qiáng)度E即為電流流動(dòng)方向(沿Z軸)磁場(chǎng)強(qiáng)度H與電流I構(gòu)成右螺旋關(guān)系(e方向)解:由上式可以判定S垂直導(dǎo)體表面,且指向?qū)w內(nèi)部.(1)在圓柱表面上,電場(chǎng)強(qiáng)度E即為電流流動(dòng)方向(沿Z軸)(2)導(dǎo)體表面處S沿表面的負(fù)法向,即指向軸心對(duì)于長(zhǎng)l的導(dǎo)體,單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)表面積Ａ=2al

輸入的電磁能量為(2)導(dǎo)體表面處S沿表面的負(fù)法向,即指向軸心對(duì)于長(zhǎng)l的THEEND人大附中競(jìng)賽教研組編THEEND謝謝觀看！謝謝觀看！2020全國(guó)高中物理學(xué)奧林匹克競(jìng)賽

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赫茲----德國(guó)物理學(xué)家

赫茲對(duì)人類最偉大的貢獻(xiàn)是用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在。

赫茲還通過(guò)實(shí)驗(yàn)確認(rèn)了電磁波是橫波，具有與光類似的特性，如反射、折射、衍射等，并且實(shí)驗(yàn)了兩列電磁波的干涉，同時(shí)證實(shí)了在直線傳播時(shí)，從而全面驗(yàn)證了麥克斯韋的電磁理論的正確性。并且進(jìn)一步完善了麥克斯韋方程組，使它更加優(yōu)美、對(duì)稱，得出了麥克斯韋方程組的現(xiàn)代形式。電磁波的傳播速度與光速相同，赫茲實(shí)驗(yàn)

1888年，成了近代科學(xué)史上的一座里程碑。赫茲的發(fā)現(xiàn)具有劃時(shí)代的意義，它不僅證實(shí)了麥克斯韋發(fā)現(xiàn)的真理，更重要的是開創(chuàng)了無(wú)線電電子技術(shù)的新紀(jì)元。赫茲對(duì)人類文明作出了很大貢獻(xiàn)，正當(dāng)人們對(duì)他寄以更大期望時(shí)，他卻于1894年元旦因血中毒逝世，年僅36歲。為了紀(jì)念他的功績(jī)，人們用他的名字來(lái)命名各種波動(dòng)頻率的單位，簡(jiǎn)稱“赫”。

此外，赫茲又做了一系列實(shí)驗(yàn)。他研究了紫外光對(duì)火花放電的影響，發(fā)現(xiàn)了光電效應(yīng)，即在光的照射下物體會(huì)釋放出電子的現(xiàn)象。這一發(fā)現(xiàn)，后來(lái)成了愛(ài)因斯坦建立光量子理論的基礎(chǔ)。1888年，成了近代科學(xué)史上的一座里程碑。赫茲的發(fā)現(xiàn)具有赫茲實(shí)驗(yàn)原理：將兩段共軸的黃銅桿作為振蕩偶極子的兩半，A、B中間留有空隙，空隙兩邊桿的端點(diǎn)上焊有一對(duì)光滑的黃銅球。將振子的兩半聯(lián)接到感應(yīng)圈的兩極上，感應(yīng)圈間歇地在A、B之間產(chǎn)生很高的電勢(shì)差。當(dāng)黃銅球間隙的空氣被擊穿時(shí)，電流往復(fù)振蕩通過(guò)間隙產(chǎn)生電火花。由于振蕩偶極子的電容和自感均很小，因而振蕩頻率很高，從而向外發(fā)射電磁波。但由于黃銅桿有電阻，因而其上的振蕩電流是衰減的，故發(fā)出的電磁波也是衰減的，感應(yīng)圈以每秒的頻率一次又一次地使間隙充電，電偶極子就一次一次地向外發(fā)射減幅振蕩電磁波。赫茲實(shí)驗(yàn)原理：將兩段共軸的黃銅桿作為振赫茲用下面的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電偶極子產(chǎn)生的電磁波振子發(fā)射諧振器接收感應(yīng)圈赫茲用下面的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電偶極子產(chǎn)生的電磁波振子發(fā)射諧振器接收

目前人類通過(guò)各種方式已產(chǎn)生或觀測(cè)到的電磁波的最低頻率為，其波長(zhǎng)為地球半徑的倍而電磁波的最高頻率為，它來(lái)自于宇宙的r射線。四、電磁波譜目前人類通過(guò)各種方式已產(chǎn)生或觀測(cè)到的電磁波的最10310610910121015102210310010-610-910-1310510-2HZ1KHZ1MHZ1GHZ1TmmmmA01mX射線紫外線可見(jiàn)光紅外線微波高頻電視調(diào)頻廣播雷達(dá)無(wú)線電射頻電力傳輸射線γ頻率波長(zhǎng)10310610910121015102210310010-電磁波的應(yīng)用從1888年赫茲用實(shí)驗(yàn)證明了電磁波的存在至今，一百多年的時(shí)間里電磁理論不斷深化，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。電磁波作為極重要的自然資源得到廣泛應(yīng)用。1895年俄國(guó)科學(xué)家波波夫發(fā)明了第一個(gè)無(wú)線電報(bào)系統(tǒng)。1914年語(yǔ)音通信成為可能。1920年商業(yè)無(wú)線電廣播開始使用，20世紀(jì)30年代發(fā)明了雷達(dá)，40年代雷達(dá)和通訊得到飛速發(fā)展，自50年代第一顆人造衛(wèi)星上天，衛(wèi)星通訊事業(yè)得到迅猛發(fā)展。如今電磁波已在通訊、遙感、空間控測(cè)、軍事應(yīng)用、科學(xué)研究等諸多方面得到廣泛的應(yīng)用。本節(jié)將通過(guò)電磁波譜來(lái)了解不同頻率范圍內(nèi)電磁波的應(yīng)用，并簡(jiǎn)單介紹無(wú)線電波與通訊技術(shù)。最后，作為擴(kuò)展知識(shí)，介紹來(lái)自宇宙的電磁波。電磁波的應(yīng)用

衛(wèi)星通訊一在自由空間，電磁波是沿直線傳播的，而地球是圓形的，在通訊衛(wèi)星的上天之前，人們要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通訊，只有靠多個(gè)地面天線作為中繼站來(lái)傳送無(wú)線電波。而且，由于受地形的影響，地面衛(wèi)星必須架設(shè)得很高。60年代以后，衛(wèi)星通訊使無(wú)線電通信進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期。無(wú)線電波與衛(wèi)星通訊衛(wèi)星通訊一無(wú)線電波與衛(wèi)星通訊衛(wèi)星通訊二現(xiàn)在，各種通訊衛(wèi)星的上天，滿足了人們?cè)诳茖W(xué)研究與應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越多的需求。目前，中國(guó)長(zhǎng)城工業(yè)總公司正與美國(guó)摩托羅拉公司合作，用長(zhǎng)二丙改進(jìn)型火箭以一箭雙星的方式將多顆銥星送入軌道，從而實(shí)現(xiàn)覆蓋全球的低軌道衛(wèi)星無(wú)線電通訊。下頁(yè)是銥衛(wèi)星通訊服務(wù)對(duì)象示意圖片衛(wèi)星通訊二下頁(yè)是銥衛(wèi)星通訊服務(wù)對(duì)象示意圖片2020年人大附中高中物理競(jìng)賽輔導(dǎo)課件(電磁感應(yīng))赫茲實(shí)驗(yàn)(共18張PPT)來(lái)自宇宙的電磁波從1888年赫茲首次證實(shí)了電磁波的存在，到1957年第一顆人造衛(wèi)星上天至今，航天技術(shù)的飛速發(fā)展不僅給人類進(jìn)步和文明帶來(lái)了巨大的影響，而且為人類從事空間探測(cè)、了解地球以外的無(wú)限宇宙提供了行之有效的手段。迄今為止，已發(fā)射的用于研究天文學(xué)目的的航天器有300多種，有紫外、紅外、微波、x射線、r射線、天體測(cè)量、太陽(yáng)觀測(cè)等天文衛(wèi)星，觀測(cè)波段幾乎包括整個(gè)電磁波譜。這些來(lái)自天外遙遠(yuǎn)星系的電磁波，為人類傳來(lái)了宇宙深處神密的信息。各種航天器已在各種波段上對(duì)太陽(yáng)耀斑、宇宙背景、膨脹源、x射線源、黑洞、r射線源、宇宙射線、超新星、反物質(zhì)及反物質(zhì)源、紅外星系、多星系、行星、慧星等多種天體進(jìn)行了規(guī)?？涨暗挠^測(cè)和