九年级物理下册 电磁波 电磁振荡苏科版 ppt.ppt

电磁波电磁振荡 崔卫国 两个元件电场能与磁场能 电容器能储存电场能 储存电场能的多少与电压有关 电压越高 电场能越大 电感线圈能储存磁场能 储存磁场能的多少与电流有关 电流越高 磁场能越大 1 振荡电流 像这种由电路产生大小和方向都做周期性变化的电流 叫做振荡电流 振荡电流跟正弦交变电流一样 也按正弦规律变化 是频率很高的交变电流 2 振荡电路 能够产生振荡电流的电路 叫做振荡电路 由自感线圈和电容器组成的振荡电路叫做lc振荡电路 它是一种最简单的振荡电路 3 在lc振荡电路中 电场能与磁场能的相互转化 电容器极板上的电量q 电路中的电流i 电容中的电场强度e与电感线圈中的磁感应强度b都在发生周期性的变化 这种现象就是电磁振荡 从能量角度 放电过程 就是电场能转化为磁场能的过程 充电过程 就是磁场能转化为电场能的过程 电压越高 表示电容器中的电场能越大 电流越大 表示电感中的磁场能越大 阻尼振荡和无阻尼振荡 1 任何电磁振荡电路中 总存在能量损耗 使振荡电流的振幅逐渐减小 这种振荡叫做阻尼振荡 或叫做减幅振荡 1 振荡电路中的能量损耗有一部分转化为内能 产生焦耳热 还有一部以电磁波的形式向外辐射出去 2 如果用振荡器不断地将电源的能量补充到振荡电路中去 就可以保持等幅振荡 2 在电磁振荡中 如果没有能量损失 振荡电流的振幅保持不变 这种振荡叫无阻尼振荡 也叫做等幅振荡 思考 如图所示的振荡电路中 某时刻线圈中磁场方向向上 且电路的电流正在增强 则此时a a点电势比b点低b 电容器两极板间场强正在减小c 电路中电场能正在增大d 线圈中感应电动势正在减小 电磁振荡的周期和频率 lc回路的周期和频率由回路本身的特性决定 这种由振荡回路本身特性所决定的振荡周期 或频率 叫做振荡电路的固有周期 或固有频率 简称振荡电路的周期 或频率 麦克斯韦电磁场理论 一 变化的磁场产生电场 线圈不存在时 线圈所处的空间还有电场吗 二 变化的电场产生磁场 麦克斯韦电磁场理论的另一种理解 稳定的电场不产生磁场均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场非均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场非均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场振荡电场产生同频率的振荡磁场振荡磁场产生同频率的振荡电场 预言电磁场的存在 1864年 麦氏发表了电磁场理论 成为人类历史上预言电磁波存在的第一人 并揭示了电 磁 光在本质上的统一性 电磁波传播的速度是光速 光是电磁波的一种 电磁波在空间传播时 在任一位置上 或任一时刻 e b v三矢量相互垂直 电磁波是横波 e达到最大时 b也达到最大 电磁波图景的分析 play 1886年赫兹的电火花 人类历史上最早捕捉到的电磁波 赫兹还观察到了电磁波的反射 折射 干涉 偏振和衍射等现象 他还测量出电磁波和光有相同的速度 这样赫兹验证了麦克斯韦关于光的电磁理论 例 电流随时间变化的规律如下列图所示 能发射电磁波的是 无线电技术中使用的电磁波叫无线电波 一 有效的向外界发射电磁波的条件 1 要有足够高的振荡频率 因为频率越高 发射电磁波的本领越大 一 无线电波发射 振荡电流的频率越高 向外辐射电磁波能量的本领也越强 单位时间内辐射出去的能量 与电磁波频率的四次方成正比 2 振荡电路为开放电路 电场和磁场必须分散到尽可能大的空间 才可能有效的将电磁场的能量传播出去 发射无线电波的装置 电磁波传递声音和图像信号 先将信号载在电磁波上 再把载有信号的电磁波发射出去 到达接收处设法从电磁波上把信号检出来 调制发射接收检波 一 发射的无线电波如何被接收到呢 电谐振 当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时 接收电路中产生的振荡电流最强 二 无线电波接收 用调谐电路接收到的感应电流是调制的高频振荡电流 要直接感受到所需要的信号 还需要检波 电磁波在我们的生活中那么重要 它甚至改变了我们的生活方式 手机 电视 雷达 因特网 微波炉 电视广播的发射和接收过程 测距 利用发射与接收之间的时间差 计算出物体的距离 了解雷达用的是什么电磁波 为什么可以根据雷达显示屏看出离障碍物有多远 电磁波的危害 尽管电磁波为人类造福 但也给人类带来某些害处 它会干扰人体生理节律 破坏免疫机能 引起头疼 失眠等症状 常被人们称为 无形杀手 1995年4月 美国一架飞机在航行中 由于机上有人使用手机 使机上的电子设备全部失灵 飞机偏离了航线 所以 电磁污染对人类生存环境的干扰已成为环境科学中的新课题 电磁波谱 电磁波谱 按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱 叫电磁波谱 电磁波谱由无线电波 红外线 可见光 紫外线 伦琴射线 射线合起来构成范围非常广阔的大家族 电磁波谱分布示意图 按频率由小到大 波长由大到小 排列形成的电磁波谱是 无线电波 红外线 可见光 紫外线 伦琴射线 射线 二 无线电波 无线电波 波长大于1mm 频率小于300ghz 的电磁波用途 通信 广播和天体物理研究等 1 红外线是一种波长比红光的波长还长的不可见光 其波长范围很宽 约750nm 106nm 2 显著作用 热作用 3 由英国物理学家赫谢尔于1800年首先发现红外线 一切物体都在不停地辐射红外线 物体温度越高 辐射红外线的本领越强 三 红外线 4 用途 红外摄影 红外遥感技术 红外线感应防盗报警器是将红外线遥感探测技术和无线数码遥控技术结合的高科技新型产品 利用人体所产生的微弱红外线而触发 当有人试图进入它的探测范围时 它就会发出警报声 直到人离开才停止 利用红外线检测人体的健康状态 本图片是人体的背部热图 透过图片可以根据不同颜色判断病变区域 返回 四 可见光 能作用于人的眼睛并引起视觉的称为可见光 如 红 橙 黄 绿 蓝 靛 紫各色光 观察物体 照像等等 都是可见光的应用 在电磁波中是一个很窄的波段 波长为750nm 370nm 五 紫外线 紫外线是一种波长比紫光还短的不可见光 其波长范围约5nm 370nm 紫外线由德国物理学家里特于1801年首先发现的 一切高温物体发出的光中 都有紫外线 显著作用 a 荧光 b 化学作用 c 杀菌消毒 淡蓝色的光不是紫外线 紫外线看不见 利用紫外线的荧光作用检验人民币的真伪画面上可以清晰的看到钱币上的防伪标记 紫外线杀菌灯 防紫外线雨伞 紫外线可以促使人体合成维生素d 有助于人体对钙的吸收 所以儿童经常晒太阳能够预防缺钙引起的佝偻病 但是过多的紫外线会使皮肤粗糙 甚至诱发皮肤癌 六 伦琴射线和 射线 伦琴射线 x射线 是一种波长比紫外线更短的不可见光 有较强的穿透能力 比伦琴射线还短的是 射线 伦琴射线有较强的穿透本领 利用其穿透本领与物质的密度有关 进行对人体的透视和检查部件的缺陷 射线的穿透本领更大 在工业和医学等领域有广泛的应用 如探伤 测厚或用 刀进行手术 波长比紫外线更短的光叫做伦琴射线 也叫x射线 是德国物理学家伦琴在1895年发现的 他的穿透能力很强 能使包在黑纸里的照像底片感光 下图是产生x射线的装置 叫做x射线管 1 k是阴极 2 a是阳极 也叫