电磁振荡复习

一 伟大的预言1 麦克斯韦电磁场理论英国物理学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象成果的基础上 建立了完整的电磁场理论 可定性表述为 的磁场产生电场 的电场产生磁场 变化 变化 2 麦克斯韦对电磁波的预言 电磁波的产生 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 这个变化的磁场又引起新的 的电场 于是 变化的 和变化的 交替产生 由近及远地向周围传播 形成了 周期性 周期性 变化 电场 磁场 电磁波 二 电磁波1 电磁波中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 电磁波的速度等于 光的本质是 垂直 垂直 横波 光速 电磁波 图14 1 1 三 赫兹的电火花1 赫兹利用如图14 1 1的实验装置 证实了 的存在 2 赫兹的其他实验成果 赫兹通过一系列的实验 观察到了电磁波的反射 折射 干涉 衍射和偏振现象 并通过测量证明 电磁波在真空中具有与光相同的 证实了麦克斯韦关于光的电磁理论 速度 电磁波 一 电磁振荡的产生 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 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 它是一种简单的振荡电路 实际应用的LC振荡电路中振荡电流的频率很高 1 振荡电流是频率很高的交变电流 2 振荡电流跟正弦交变电流一样 也按正弦规律变化 两组同步变化的物理量在LC振荡回路发生电磁振荡的过程中 电容器上的物理量 电量q 电场强度E 电场能EE是同步变化的 即 q E EE 或q E EE 振荡线圈上的物理量 振荡电流i 磁感应强度B 磁场能EB也是同步变化的 即 i B EB 或i B EB 电磁振荡中电流i 极板间的电压u 极板上的电量q 电场能和磁场能之间的对应关系 3电磁振荡 在振荡电路里产生振荡电流的过程中 电容器极板上的电荷 通过线圈的电流 以及跟电流和电荷相联系的磁场和电场都发生周期性变化的现象 叫做电磁振荡 机械振动和电磁振荡有本质的不同 但它们具有共同的变化规律 二 阻尼振荡和无阻尼振荡 i t i t 1 2 B 阻尼振荡 任何振荡电路中 总存在能量损耗 使振荡电流i的振幅逐渐减小 这种振荡叫阻尼振荡 如图 2 A 振荡电路中 若没有能量损耗 则振荡电流的振幅将不变 这种振荡叫无阻尼振荡 如图 1 无阻尼振荡和阻尼振荡 2 阻尼振荡 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 还有一部向外辐射出去而损失 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 1 无阻尼振荡 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 这种振荡叫做无阻尼振荡 也叫做等幅振荡 三 电磁振荡的周期和频率 1 周期和频率 电磁振荡完成一次周期性变化所需的时间叫做周期 一秒钟内完成周期变化的次数叫做频率 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 2 在一个周期内 振荡电流的方向改变两次 电场能 或磁场能 完成两次周期性变化 LC电路的周期 频率 与哪些因素有关 电容较大时 电容器充电 放电的时间长些还是短些 线圈的自感系数较大时 电容器充电 放电时间长些还是短些 根据上面的讨论结果 定性地讲 LC电路的周期 频率 与电容C 电感L的大小有什么关系 思考与讨论 3 LC回路的周期和频率公式 1 式中各物理量T L C f的单位分别是s H F Hz 2 适当地选择电容器和线圈 可使振荡电路物周期和频率符合我们的