大學(xué)物理學(xué)電子震蕩與電磁波電子教案

1、大學(xué)物理學(xué)電子教案，海大理學(xué)院教學(xué)課件，電磁振動(dòng)與電磁波，第16章，電磁振動(dòng)與電磁波，麥克斯韋：電磁場理論，證明電磁場以波的形式傳播，波速為光速。 赫茲： 1888年通過實(shí)驗(yàn)證明了電磁波的存在。 波夫： 1895年發(fā)明了無線電報(bào)接收機(jī)，1896年3月公布了距離250m的無線電報(bào)傳輸。 1897年首次實(shí)現(xiàn)了9英里的無線通信1899年實(shí)現(xiàn)了橫渡英吉利海峽的無線通信1901年完成了從法國橫渡大西洋到達(dá)加拿大的無線通信。 1909年獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。 內(nèi)容：電磁振動(dòng)和電磁波的發(fā)生，電磁波的特性等。 赫茲(Hertz，H. R .1857-1894 )，德國物理學(xué)家通過實(shí)驗(yàn)證明電磁波的存在，確認(rèn)電磁波

2、為橫波，具有類似于光的特性，并通過兩列電磁波的干擾實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了直線傳播時(shí)電磁波的傳播速度和光速，1888年，成為近代科學(xué)史的里程碑。 赫茲的發(fā)現(xiàn)具有劃時(shí)代的意義，不僅是麥克斯韋發(fā)現(xiàn)的真理，開創(chuàng)無線電子技術(shù)的新紀(jì)元也很重要。 為紀(jì)念他的功績，人們用他的名字命名各種波動(dòng)頻率的單位，簡稱“赫”。161電磁振動(dòng)、一、振蕩電路無衰減自由電磁振動(dòng)、一、LC振蕩電路、充電：電容器c兩極板間的電壓： U0=e兩極板等量異信號(hào)電荷： Q0，-Q0； 放電：電路無電流、電場能量集中在電容器兩極板間，線圈激發(fā)磁場，電路中的電流逐漸增大，電荷減少，放電結(jié)束，電容器的電場能量全部轉(zhuǎn)換為磁場能量，對電容器進(jìn)行逆充電，隨著

3、電流的減少，兩極板的電荷逐漸增加無衰減自由振蕩電路：電路無能量耗散(轉(zhuǎn)換為焦耳熱、電磁輻射等)，被稱為無衰減自由振蕩電路。 振蕩方程：振蕩電路遵循的歐姆定律。 二、無阻尼電磁振蕩的振蕩方程式，1、電量，在某個(gè)時(shí)刻的電路中設(shè)電流為I，則自感應(yīng)電動(dòng)勢、2、電流、電量導(dǎo)向時(shí)間，3、說明、電量和電流周期性變化，電流相位比電量的相位提前，LC振蕩無阻尼自由電磁振蕩是理想化的模型，電阻為零， 不要因產(chǎn)生的焦耳熱而喪失電磁能量。不存在電動(dòng)勢，其他能量不能轉(zhuǎn)換成電磁能量的電磁還不能作為電磁波放射。 例題：已知LC電路中的電場能和磁場能的和是一定的，今后打算導(dǎo)出LC電路的振蕩方程式。 將電場能量、磁場能量、上式

4、導(dǎo)入t，16-2電磁波、電場變化而變化的磁場新變化的電場和變化的磁場交替變化，從近處和遠(yuǎn)處傳播，證明了該變化的電磁場在空間中以一定速度傳播的過程是電磁波。 產(chǎn)生電磁波的物理基礎(chǔ)，變化的磁場激發(fā)渦旋電場(即感應(yīng)電場)，變化的電場(位移電流)激發(fā)渦旋磁場，另一方面，電磁波的產(chǎn)生和傳播，另一方面，LC振蕩電路放射電磁波的條件、振蕩頻率足夠高的放射能量與頻率的四次方成比例，因此頻率約高， 放射能約高的電路開放LC是集中性元件，電場能集中于電容器，磁場能集中于線圈，為了放射電磁能，電路必須是開放型的。LC振蕩電路發(fā)展為振蕩偶極子、2、電磁波的波動(dòng)方程、振蕩電偶極子、電磁波傳播速度，結(jié)論：電磁波頻率是電偶

5、極子振蕩的頻率。 電場和磁場的振幅與電偶極子的振蕩頻率的平方成比例的電磁波為橫波，Er、Hr的電場與磁場的振動(dòng)相位相同。在遠(yuǎn)離電偶極子的地方，可視為平面波、二、電磁波的特性，電磁波為橫波、電向量、磁向量與傳播速度垂直，電場與磁場同相位，電場與磁場的大小成比例，真空中的電磁波的傳播速度等于光速、三、電磁波的能量、一、能量流密度能量流密度、坡印廷矢量、特征：輻射能量與頻率的四次方成正比，輻射能量與距離的平方成反比，這是球面波的特征，具有強(qiáng)方向性，在垂直于軸線的方向上輻射最強(qiáng)，在沿軸線的方向上無輻射。 2、輻射功率、單位時(shí)間輻射的能量稱為輻射功率。 四、電磁波頻譜、電磁波范圍廣。 為了便于比較，全面了解各種電磁波，可以根據(jù)波長(或頻率)的大小，將它們按順序排列在頻譜上，稱為電磁波頻譜。 電波：長波： 31033104m，遠(yuǎn)洋長距離通信和導(dǎo)航中波： 2003103m，航海，航空定向性，無線電廣播短波： 10200m，無線電廣播、電極通信等。 超短波： 110m，電視，雷達(dá)導(dǎo)航微波： 0.1cm1m，電視，雷達(dá)導(dǎo)航紅外線： 0.76600mm熱效應(yīng)可見光：0.400.76mm紫外光： 0.4m50 A0生理作用，殺菌、誘殺昆蟲，醫(yī)療人體透視結(jié)晶結(jié)構(gòu)分析g線： 0.4A0與研究原子核結(jié)構(gòu)，小結(jié)， 電磁