第十四章第1讲课程.pptx

第十四章—— 电磁波 目标定位 1.了解麦克斯韦电磁场理论的基本观点以及在物理学发展史上的意义. 2.了解电磁波的特点及其发展过程，通过电磁波体会电磁场的物理性质. 3.了解振荡电流、振荡电路及LC电路的振荡过程，会求LC电路的周期与频率. 第1讲　电磁波的发现　电磁振荡 一、电磁波的发现 1.伟大的预言 (1)麦克斯韦电磁场理论的基本观点： 的磁场产生电场， 的电场产生磁场. 变化 变化 (2)如果在空间某区域中有 变化的电场，那么它就在空间引起 变化的磁场；这个 的磁场又引起新的 的电场……于是，变化的 和变化的 交替产生，由近及远向周围传播，形成了 . 周期性 周期性 变化 变化 电场 磁场 电磁波 2.电磁波 (1)根据麦克斯韦电磁场理论，电磁波在真空中传播时，它的电场强度与磁感应强度互相 ，而且二者均与波的传播方向 ，因此电磁波是 . (2)电磁波在真空中传播的速度等于 ，麦克斯韦指出了光的 本质. 垂直 垂直 横波 光速c 电磁 3.赫兹的电火花 赫兹做了一系列的实验，观察到了电磁波的反射、 、 、衍射和偏振等现象.并通过测量证明，电磁波在真空中具有与 相同的速度.这样，赫兹证实了麦克斯韦关于光的 ，赫兹在人类历史上首先捕捉到了 . 折射 干涉 光 电磁理论 电磁波 想一想　空间存在如图1所示的电场，那么在空间能不能产生磁场？在空间能不能形成电磁波？ 图1 答案　如图所示的电场是均匀变化的，根据麦克斯韦电磁场理论可知会在空间激发出磁场，但磁场恒定，不会激发出新的电场，故不会产生电磁波. 二、电磁振荡 1.电磁振荡的产生 (1)振荡电流和振荡电路 ①振荡电流：大小和 都做周期性迅速变化的电流. ②振荡电路：产生 的电路.最简单的振荡电路为LC振荡电路. 方向 振荡电流 (2)电磁振荡的过程 放电过程：由于线圈的自感作用，放电电流由零逐渐增大，电容器极板上的电荷 ，电容器里的电场逐渐减弱，线圈的磁场逐渐增强，电场能逐渐转化为 ，振荡电流逐渐增大，放电完毕，电流达到最大，电场能全部转化为磁场能. 逐渐减少 磁场能 充电过程：电容器放电完毕后，由于线圈的自感作用，电流保持 逐渐减小，电容器将进行 ，线圈的磁场逐渐减弱，电容器里的电场逐渐增强，磁场能逐渐转化为电场能，振荡电流逐渐减小，充电完毕，电流减小为零，磁场能全部转化为电场能. 此后，这样充电和放电的过程反复进行下去. 原来的方向 反向充电 2.电磁振荡的周期和频率 (1)电磁振荡的周期T：电磁振荡完成一次 需要的时间. (2)电磁振荡的频率f：1 s内完成的周期性变化的 . (3)LC电路的周期T、频率f与自感系数L、电容C的关系是T＝2π 、f＝ . 周期性变化 次数 一、对麦克斯韦电磁场理论的理解 1.恒定的磁场不会产生电场，同样，恒定的电场也不会产生磁场； 2.均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场，同样，均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场； 3.周期性变化的磁场在周围空间产生同频率周期性变化的电场，同样，周期性变化的电场在周围空间产生同频率周期性变化的磁场. 例1 　关于电磁场理论，下列说法正确的是(　　) A.在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场 B.在变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围一定产生变化的电场 C.均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场 D.周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场 解析　根据麦克斯韦电磁场理论，只有变化的电场能产生磁场，均匀变化的电场产生稳定的磁场，非均匀变化的电场才产生变化的磁场. 答案　D 针对训练　某电路中电场随时间变化的图象如下列各图所示，能发射电磁波的电场是(　　) 解析　图A中电场不随时间变化，不会产生磁场；图B和C中电场都随时间做均匀的变化，只能在周围产生稳定的磁场，也不会产生和发射电磁波；图D中电场随时间做不均匀的变化，能在周围空间产生变化的磁场，而这磁场的变化也是不均匀的，又能产生变化的电场，从而交织成一个不可分割的统一体，即形成电磁场，能发射电磁波. 答案　D 二、