11电磁振荡电磁波.PPT

* 11. 4 电磁振荡 电磁波 电磁振荡 振荡电路的固有周期和固有频率 电 磁 场 电 磁 波 问题引入 打开电视机，你便能看到千里之外体育比赛的实况直播；打开手机，你便能与远在异地的亲友通话。是谁跨越千山万水，将这些声音、图像信号送到我们的面前？这位神奇的“使者”就是电磁波。那么电磁波是怎样形成的呢？ 电视、无线电广播、移动通信等都离不开电磁波。它已经广泛应用于国防、通信、天文、气象、航天、航海等各个方面。 问题引入 一、电磁振荡 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：能够产生振荡电流的电路。 3. LC 振荡电路 由自感线圈L 和电容器C 组成的电路。 4. LC电路产生振荡电流的过程： LC 回路闭合瞬间，电容器下板带正电，上板带负电，电量最大，电场最强，电场能最大，电感中无电流。 电容器开始放电后，由于线圈的自感作用，电流只能从零逐渐增大，相应的磁场增强，磁场能增大，在这过程中，电容器上电量减小，电场减弱，电场能减小，最后电场能全部转化为磁场能。 电容器放电完毕时，电量为零，极板间无电场，而此时电感中电流最大，磁场最强，磁场能最大。 此后，由于线圈自感的作用，电流只能按原方向慢慢减小，对电容器充电，最后磁场能全部转化为电场能。 电磁振荡：LC 回路里产生振荡电流的过程中，电容器中的电量、电场、电场能以及电感中的电流、磁场、磁场能都发生周期性的变化，这种现象叫做电磁振荡。 此后，电容器反向放电，产生跟以前相反的电流。当放电完毕时,电流又达到最大值，磁场能全部变为电场能。 接着又给电容器充电，充电完毕时，磁场能又全部变为电场能。 二、振荡电路的固有周期和固有频率 电流完成一次全振荡所需要的时间，叫做振荡电流的周期。 1s 钟能完成的全振荡的次数，叫做振荡电流的频率。 振荡电路的周期和频率公式： 从 T 和 f 的表达式可以看出，T 和 f 由电路本身的性质决定，分别叫做电路的固有频率和固有周期。它们由电容 C 和电感系数 L 决定。 三、电磁场 麦克斯韦的电磁场理论： 变化的磁场在周围空间产生电场；变化的电场在周围空间产生磁场。 如果在空间某处存在周期性变化的电场，那么在它邻近的区域必然产生周期性变化的磁场，这磁场又要在它周围的区域产生电场。周期性变化的电场和磁场就这样相互激发，形成一个不可分割的统一体，这就是电磁场。 如果空间存在电磁波，它就不会局限在这个区域，而要由近及远地向周围空间传播，电磁场在空间由近及远的传播，形成电磁波。 由于电磁场的形成不需要介质，所以电磁波在真空中也能传播，电磁波的传播速度和光速相同，在真空中的传播速度是3×108 m/s，在空气中近似等于真空中的速度。 四、电 磁 波 电磁波在1个周期内传播的距离叫做电磁波的波长（用λ表示）。电磁波的波长λ、波速v 和周期T（频率 f ）之间的关系为： *