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文档简介

1 一 从电磁振荡 electromagneticoscillation 到电磁波 11 10电磁波的产生和传播 变化的电场和变化的磁场互相依存 又互相激发 并以有限的速度在空间传播 就是电磁波 LC振荡电路原则上可作发射电磁波的波源 电荷和电流随时间作周期性变化的现象 称为电磁振荡 固有振荡频率为 2 发射电磁波须具备两个条件 一是振荡频率要高 二是电路要开放 根据要求对电路进行改造使整个LC振荡电路演变为一根直导线 电流往返振荡 两端出现正负交替变化的等量异号电荷 此电路就称为振荡偶极子 或偶极振子 dipoleoscillator 以偶极振子为天线可有效地在空间激发电磁波 提高频率 须减小线圈自感L和电容C 开放电路 不让场和能集中在电容器和线圈之中 而要分散到空间去 3 二 偶极振子发射的电磁波 磁感应线以偶极振子为轴 疏密相间的同心圆 并与电场线互相套连 离振子的距离r远大于电磁波波长 的波场区 波面趋于球面 电磁场分布比较简单 距振子中心小于波长的近心区电磁场分布复杂 可从一条电场线由出现到形成闭合圈并向外扩展的过程中看出 4 偶极振子电磁波的波强度 平均能流密度 规律 1 正比于频率四次方 频率越高能量辐射越多 2 反比于离开振子中心的距离的平方 3 正比于sin2 具有强烈的方向性 在垂直于轴线的方向上辐射最强 而沿轴线方向的辐射为零 以振子中心为球心 轴线为极轴作球面 作为电磁波的波面 面上任一点A处 场强矢量E处于过点A子午面内 磁场强度矢量H处于过点A并平行于赤道平面的平面内 两者互相垂直 并且都垂直于点A的位置矢量r 即垂直于波的传播方向 5 三 赫兹实验 Hertzianexperiment 赫兹利用电容器充电后通过火花隙放电会产生振荡的原理 做成振荡器 赫兹实验在人类历史上首次发射和接收了电磁波 且通过多次实验证明了电磁波与光波一样能够发生反射 折射 干涉 衍射和偏振 验证了麦克斯韦预言 揭示了光的电磁本质 从而将光学与电磁学统一起来 6 四 电磁波的波谱 spectrumofelectromagneticwave 真空中电磁波具有相同的传播速度 将各种电磁波按照频率或波长的大小顺序排列起来形成波谱 7 1 无线电波 波长于3km 1mm 3km 50m中波波段 50m 10m短波波段 10m 1mm微波波段 常用于广播 电视 通讯和雷达 2 红外线 波长处于十分之几毫米至760nm之间 红外线具有显著的热效应 也称为热线 3 可见光 波长760nm 400nm 4 紫外线 波长400nm 5nm 5 X射线 波长10nm 10 2nm 有较强的穿透力 6 射线 波长从10 2nm至无限短 有极强穿透力 整个电磁波波谱上大致可以划分成如下区域 8 例1 太阳射到地球表面的电磁波可看成平面电磁波 其电场强度最大值为 E0 800V m 求电磁波中磁感应强度的最大值B0 并把它与地球磁场作比较 解 根据 已
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