1、12 1麥克斯韋的電磁理論 (1)變化的磁場(電場)能夠在周圍空間產生電場(磁場)； (2)均勻變化的磁場(電場)能夠在周圍空間產生穩定的電場(磁場)； (3)振蕩的磁場(電場)能夠在周圍空間產生同頻率的振蕩電場(磁場)； 說明：麥克斯韋根據電磁理論預言了電磁波的存在3 2電磁場 按照麥克斯韋的電磁理論，變化的電場和磁場總是相互聯系的，形成一個不可分離的統一場，稱為電磁場電磁場是一種物質.電場和磁場只是這個統一的電磁場的兩種具體表現 3電磁波 變化的電場和磁場從產生的區域由近及遠地向周圍空間傳播開去，就形成了電磁波4 4振蕩電路和振蕩電流 由實驗現象觀察到，在由電感L和電容C組成的電路中，充電

2、的電容器通過電感放電，電路中產生了大小和方向隨時間作周期性變化的電流，我們把這樣的電流叫振蕩電流，能產生振蕩電流的電路叫振蕩電路，由電感L和電容C組成的電路叫LC回路LC回路是一種簡單的振蕩電路5 5電磁振蕩 在振蕩電路里產生振蕩電流的過程中，電容器極板上的電荷、通過線圈的電流，以及跟電流和電荷相聯系的磁場和電場都發生周期性變化，這種現象叫電磁振蕩 電磁振蕩原理利用電容器的充、放電和線圈的自感作用產生振蕩電流，同時形成電場能和磁場能的周期性變化6 注意：振蕩電流和照明用交變電流都按正弦規律變化，都是由電路中的自由電子做簡諧運動形成的振蕩電流的頻率比照明用的交流電流高得多，很難在交流發電機中產生

3、，只能在振蕩電路中產生7 6LC回路的振蕩周期和頻率 實驗知道，LC回路的周期和頻率跟振蕩電路中的自感系數L和電容C有關，與其他的外界因素無關，電容C和電感L增加時，周期變長，頻率變小；電容C和電感L減小時，周期變短，頻率變大.8 212LCTLCTLCfLCTLCfsHFHz進一步可證明，回路的周期 和 、 的關系是：公式中 、 、 、 的單位分別是秒、亨利、法拉、赫茲9 7電磁波的特點 (1)電磁波是橫波.在電磁波傳播方向上的任一點，場強E和磁感應強度B均與傳播方向垂直且隨時間變化，因此電磁波是橫波 (2)電磁波的傳播不需要介質，這一點和機械波不同，機械波的傳播需要介質電磁波的傳播靠的是電

4、和磁的相互“感應”在真空 中 也 能 傳 播 在 真 空 中 的 波 速 為 c 3.0108m/s.10 34.vf波速和波長、頻率的關系： 電磁波的波速各種頻率的電磁波在真空中傳播速度與光速相同在同一介質中，不同頻率的電磁波傳播速度同，頻率越大傳播速度越 在不同介質中，同一頻率的電磁波傳播速度與不小介質有關11 (5)電磁波具有波的共性，能產生干涉、衍射等現象 (6)電磁波具有能量，電磁波向外傳播的過程伴隨著能量向外傳播 (7)電磁波可以脫離“波源”而存在電磁波發射出去后，產生電磁波的振蕩電路停止振蕩后，在空間的電磁波仍繼續傳播 注意：麥克斯韋根據他提出的電磁理論預言了電磁波的存在以及在真

5、空中波速等于光速c，后由赫茲用實驗證實了電磁波的存在12 8無線電波 無線電技術中使用的電磁波叫無線電波，無線電波的波長從幾毫米到幾十千米 通常根據波長或頻率把無線電波分成長波、中波、中短波、短波和微波等幾個波段13 9電磁波的應用 廣播、電視、雷達、無線通信等都是電磁波的具體應用 雷達：無線電定位的儀器，波長越短的電磁波，傳播的直線性越好，反射性能強，多數的雷達工作于微波波段缺點是沿地面傳播探測距離短中、長波雷達沿地面的探測距離較遠，但發射設備復雜14 10光的電磁說 光本質上是一種電磁波，這就是光的電磁說 光的電磁說說明了光波跟機械波有本質的不同，光波屬于電磁波，電磁場本身就是物質，因此不

6、需要“彈性介質”來傳遞光的電磁說揭露了光現象的電本質，把光學和電磁學統一起來了光的電磁說提出的根據光與電磁波一樣都能在真空中傳播光與電磁波在真空中傳播速度是相同的15 11電磁波譜 電磁波按波長由大到小順序排列起來就構成了范圍非常廣闊的電磁波譜 電磁波譜按波長從長到短的次序排列為：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、射線.其中最長波長是最短波長的1021倍以上不同電磁波產生機理不同無線電波是振蕩電路中自由電子的周期性的運動產生的紅外線、可見光、紫外線是原子的外層電子受到激發后產生的X射線是原子的內層電子受到激發后產生的射線是原子核受到激發后產生的16 不同波長的電磁波，它們的本質是相同的

7、，它們的行為服從共同的規律，如光和電磁波都具有反射、折射、干涉、衍射等性質同時它們又具有某些特性17 12電磁波的波動性、粒子性 波長越長的波波動性越顯著，越容易表現出干涉、衍射等現象，像無線電波而波長越短的波要觀察到它們的干涉、衍射就比較困難，像X射線，射線等 頻率越大的波粒子性越顯著，射線、X射線等的穿透本領很強，而無線電波的穿透本領很弱 能引起人的眼睛視覺的可見光波長范圍是：400nm770nm.18 13電磁波的性質 (1)紅外線：紅光外側，頻率比紅光低顯著作用是熱作用，容易穿透云霧，用于烘干，夜視，遙感技術一切物體都在不停地輻射紅外線 (2)紫外線：紫光外側，頻率比紫光大主要作用是化

8、學作用，消毒、熒光效應，誘殺害蟲高溫物體輻射紫外線 19 (3)X射線：原子內層電子受到激發后產生的，穿透能力很強，用于人體透視，檢查金屬部件，高速電子流打到固體上，產生X射線 (4)射線：原子核受到激發后產生的，有很強的穿透能力，用于檢查金屬部件20 1怎樣分析電磁振蕩過程？ 解答：分析電磁振蕩要掌握三個要點(突出能量守恒的觀點)：理想的LC回路中電場能E電和磁場能E磁在轉化過程中的總和不變LC回路電磁振蕩過程實質上是磁場能和電場能之間通過充放電的形式相互轉化的過程 回路中電流越大時，L中的磁場能越大(磁通量越大) 極板上電荷量越大時，C中電場能越大(板間場強越大、兩板間電壓越高、磁通量變化

9、率越大) 21 注意：振蕩過程中同一瞬間有多種說法如電容器放電完畢瞬間，還可以說成：電場能向磁場能轉化完畢，磁場能開始向電場能轉化，電容器開始反方向充電等 振蕩電流的變化規律：放電過程，電流逐漸變大，放電完畢，電流最大；充電過程，電流變小，充電完畢，電流為零 充、放電的含義：電容器電荷量增加，電流方向從電容器負極板流向正極板為充電；電容器電荷量減小，電流方向從正極板流向負極板為放電22 2電磁波與機械波有何異同？ 解答：電磁波的表現形式在很多方面跟機械波相類似，但必須注意它們本質的不同電磁波是電磁現象，是靠電和磁的相互“感應”傳播，電磁波是一種特殊的物質，在空間里傳播的是電磁場，傳播不需要介質

10、，真空中也可傳播機械波是力學現象，要靠介質傳播，在真空中不能傳播，機械波在介質中傳播的是運動電磁波與機械波具有波動的共性機械波是位移這個物理量隨時間和空間做周期性的變化，電磁波則是E和B這兩個物理量隨時間和空間做周期性的變化二者都能產生反射、折射、衍射和干涉等現象23 1電磁理論 例1：關于電磁場和電磁波，下列敘述中正確的是() A均勻變化的電場在它周圍空間產生均勻變化的磁場 B電磁波和機械波一樣依賴于介質傳播 C電磁波中每一處的電場強度和磁感應強度總是互相垂直，且與波的傳播方向垂直 D只要空間某個區域有振蕩的電場或磁場，就能產生電磁波24 解析：根據麥克斯韋電磁場理論，均勻變化的電場在它的周

11、圍只能產生恒定的磁場，A不對電磁波本身是一種物質，它的傳播不需要介質，B不對電磁波是橫波，C正確振蕩電場磁場相互產生并向遠處傳播形成電磁波，D正確 【答案】 CD25 變式訓練1：磁場的磁感應強度B隨時間t變化的四種情況如圖所示，其中能產生電場的有_圖示的磁場，能產生持續電磁波的有_圖示的磁場26答案：BCD BD 27 2電磁振蕩的過程例2：(2010湘潭一中模擬)LC回路發生電磁振蕩時，回路中電流i隨時間t變化圖象如圖1251所示，由圖象可知()At1時刻電容器所帶電量為零Bt2時刻電容器所帶電量最大Ct1至t2時間內，電容器兩板間電壓增大Dt2至t3時間內，電容器兩板間電壓增大圖1251

12、28 解析：t0時刻i0，表示此時極板上所帶電量最大，兩極板間電壓最大，此時的qt，ut圖可以如下表示： 由兩圖可以判斷出ABC正確 【答案】 ABC29 變式訓練2：(2010長沙雅禮中學)如圖1252所示為LC振蕩電路中電容器極板上的電量q隨時間t變化的圖線，由圖可知( )A在t1時刻，電路中的磁場能最小B從t1到t2，電路中的電流值不斷變小C從t2到t3，電容器不斷充電D在t4時刻，電容器的電場能最小圖1252ACD30 3電磁波譜 例3：下列關于電磁波譜的說法中，正確的是() A夏天太陽把地面曬得發熱是因為可見光的熱效應在各種電磁波中是最強的 B驗鈔機驗鈔票真偽體現了紫外線的熒光作用 C利用雷達測出發射微波脈沖及接收到脈沖的時間間隔可以確定雷達和目標的距離 D電磁波譜中最難發生衍射的是X射線31 解析：熱效應最強的是紅外線，A不對驗鈔機是利用了紫外線的熒光作用，B正確電磁波測距就是