湖南届高三物理一轮复习电磁振荡与电磁波电磁波谱课件新人教版

1、12 1麦克斯韦的电磁理论 (1)变化的磁场(电场)能够在周围空间产生电场(磁场)； (2)均匀变化的磁场(电场)能够在周围空间产生稳定的电场(磁场)； (3)振荡的磁场(电场)能够在周围空间产生同频率的振荡电场(磁场)； 说明：麦克斯韦根据电磁理论预言了电磁波的存在3 2电磁场 按照麦克斯韦的电磁理论，变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分离的统一场，称为电磁场电磁场是一种物质.电场和磁场只是这个统一的电磁场的两种具体表现 3电磁波 变化的电场和磁场从产生的区域由近及远地向周围空间传播开去，就形成了电磁波4 4振荡电路和振荡电流 由实验现象观察到，在由电感L和电容C组成的电路中，充电

2、的电容器通过电感放电，电路中产生了大小和方向随时间作周期性变化的电流，我们把这样的电流叫振荡电流，能产生振荡电流的电路叫振荡电路，由电感L和电容C组成的电路叫LC回路LC回路是一种简单的振荡电路5 5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，这种现象叫电磁振荡 电磁振荡原理利用电容器的充、放电和线圈的自感作用产生振荡电流，同时形成电场能和磁场能的周期性变化6 注意：振荡电流和照明用交变电流都按正弦规律变化，都是由电路中的自由电子做简谐运动形成的振荡电流的频率比照明用的交流电流高得多，很难在交流发电机中产生

3、，只能在振荡电路中产生7 6LC回路的振荡周期和频率 实验知道，LC回路的周期和频率跟振荡电路中的自感系数L和电容C有关，与其他的外界因素无关，电容C和电感L增加时，周期变长，频率变小；电容C和电感L减小时，周期变短，频率变大.8 212LCTLCTLCfLCTLCfsHFHz进一步可证明，回路的周期 和 、 的关系是：公式中 、 、 、 的单位分别是秒、亨利、法拉、赫兹9 7电磁波的特点 (1)电磁波是横波.在电磁波传播方向上的任一点，场强E和磁感应强度B均与传播方向垂直且随时间变化，因此电磁波是横波 (2)电磁波的传播不需要介质，这一点和机械波不同，机械波的传播需要介质电磁波的传播靠的是电

4、和磁的相互“感应”在真空 中 也 能 传 播 在 真 空 中 的 波 速 为 c 3.0108m/s.10 34.vf波速和波长、频率的关系： 电磁波的波速各种频率的电磁波在真空中传播速度与光速相同在同一介质中，不同频率的电磁波传播速度同，频率越大传播速度越 在不同介质中，同一频率的电磁波传播速度与不小介质有关11 (5)电磁波具有波的共性，能产生干涉、衍射等现象 (6)电磁波具有能量，电磁波向外传播的过程伴随着能量向外传播 (7)电磁波可以脱离“波源”而存在电磁波发射出去后，产生电磁波的振荡电路停止振荡后，在空间的电磁波仍继续传播 注意：麦克斯韦根据他提出的电磁理论预言了电磁波的存在以及在真

5、空中波速等于光速c，后由赫兹用实验证实了电磁波的存在12 8无线电波 无线电技术中使用的电磁波叫无线电波，无线电波的波长从几毫米到几十千米 通常根据波长或频率把无线电波分成长波、中波、中短波、短波和微波等几个波段13 9电磁波的应用 广播、电视、雷达、无线通信等都是电磁波的具体应用 雷达：无线电定位的仪器，波长越短的电磁波，传播的直线性越好，反射性能强，多数的雷达工作于微波波段缺点是沿地面传播探测距离短中、长波雷达沿地面的探测距离较远，但发射设备复杂14 10光的电磁说 光本质上是一种电磁波，这就是光的电磁说 光的电磁说说明了光波跟机械波有本质的不同，光波属于电磁波，电磁场本身就是物质，因此不

6、需要“弹性介质”来传递光的电磁说揭露了光现象的电本质，把光学和电磁学统一起来了光的电磁说提出的根据光与电磁波一样都能在真空中传播光与电磁波在真空中传播速度是相同的15 11电磁波谱 电磁波按波长由大到小顺序排列起来就构成了范围非常广阔的电磁波谱 电磁波谱按波长从长到短的次序排列为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线.其中最长波长是最短波长的1021倍以上不同电磁波产生机理不同无线电波是振荡电路中自由电子的周期性的运动产生的红外线、可见光、紫外线是原子的外层电子受到激发后产生的X射线是原子的内层电子受到激发后产生的射线是原子核受到激发后产生的16 不同波长的电磁波，它们的本质是相同的

7、，它们的行为服从共同的规律，如光和电磁波都具有反射、折射、干涉、衍射等性质同时它们又具有某些特性17 12电磁波的波动性、粒子性 波长越长的波波动性越显著，越容易表现出干涉、衍射等现象，像无线电波而波长越短的波要观察到它们的干涉、衍射就比较困难，像X射线，射线等 频率越大的波粒子性越显著，射线、X射线等的穿透本领很强，而无线电波的穿透本领很弱 能引起人的眼睛视觉的可见光波长范围是：400nm770nm.18 13电磁波的性质 (1)红外线：红光外侧，频率比红光低显著作用是热作用，容易穿透云雾，用于烘干，夜视，遥感技术一切物体都在不停地辐射红外线 (2)紫外线：紫光外侧，频率比紫光大主要作用是化

8、学作用，消毒、荧光效应，诱杀害虫高温物体辐射紫外线 19 (3)X射线：原子内层电子受到激发后产生的，穿透能力很强，用于人体透视，检查金属部件，高速电子流打到固体上，产生X射线 (4)射线：原子核受到激发后产生的，有很强的穿透能力，用于检查金属部件20 1怎样分析电磁振荡过程？ 解答：分析电磁振荡要掌握三个要点(突出能量守恒的观点)：理想的LC回路中电场能E电和磁场能E磁在转化过程中的总和不变LC回路电磁振荡过程实质上是磁场能和电场能之间通过充放电的形式相互转化的过程 回路中电流越大时，L中的磁场能越大(磁通量越大) 极板上电荷量越大时，C中电场能越大(板间场强越大、两板间电压越高、磁通量变化

9、率越大) 21 注意：振荡过程中同一瞬间有多种说法如电容器放电完毕瞬间，还可以说成：电场能向磁场能转化完毕，磁场能开始向电场能转化，电容器开始反方向充电等 振荡电流的变化规律：放电过程，电流逐渐变大，放电完毕，电流最大；充电过程，电流变小，充电完毕，电流为零 充、放电的含义：电容器电荷量增加，电流方向从电容器负极板流向正极板为充电；电容器电荷量减小，电流方向从正极板流向负极板为放电22 2电磁波与机械波有何异同？ 解答：电磁波的表现形式在很多方面跟机械波相类似，但必须注意它们本质的不同电磁波是电磁现象，是靠电和磁的相互“感应”传播，电磁波是一种特殊的物质，在空间里传播的是电磁场，传播不需要介质

10、，真空中也可传播机械波是力学现象，要靠介质传播，在真空中不能传播，机械波在介质中传播的是运动电磁波与机械波具有波动的共性机械波是位移这个物理量随时间和空间做周期性的变化，电磁波则是E和B这两个物理量随时间和空间做周期性的变化二者都能产生反射、折射、衍射和干涉等现象23 1电磁理论 例1：关于电磁场和电磁波，下列叙述中正确的是() A均匀变化的电场在它周围空间产生均匀变化的磁场 B电磁波和机械波一样依赖于介质传播 C电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直，且与波的传播方向垂直 D只要空间某个区域有振荡的电场或磁场，就能产生电磁波24 解析：根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的电场在它的周

11、围只能产生恒定的磁场，A不对电磁波本身是一种物质，它的传播不需要介质，B不对电磁波是横波，C正确振荡电场磁场相互产生并向远处传播形成电磁波，D正确 【答案】 CD25 变式训练1：磁场的磁感应强度B随时间t变化的四种情况如图所示，其中能产生电场的有_图示的磁场，能产生持续电磁波的有_图示的磁场26答案：BCD BD 27 2电磁振荡的过程例2：(2010湘潭一中模拟)LC回路发生电磁振荡时，回路中电流i随时间t变化图象如图1251所示，由图象可知()At1时刻电容器所带电量为零Bt2时刻电容器所带电量最大Ct1至t2时间内，电容器两板间电压增大Dt2至t3时间内，电容器两板间电压增大图1251

12、28 解析：t0时刻i0，表示此时极板上所带电量最大，两极板间电压最大，此时的qt，ut图可以如下表示： 由两图可以判断出ABC正确 【答案】 ABC29 变式训练2：(2010长沙雅礼中学)如图1252所示为LC振荡电路中电容器极板上的电量q随时间t变化的图线，由图可知( )A在t1时刻，电路中的磁场能最小B从t1到t2，电路中的电流值不断变小C从t2到t3，电容器不断充电D在t4时刻，电容器的电场能最小图1252ACD30 3电磁波谱 例3：下列关于电磁波谱的说法中，正确的是() A夏天太阳把地面晒得发热是因为可见光的热效应在各种电磁波中是最强的 B验钞机验钞票真伪体现了紫外线的荧光作用 C利用雷达测出发射微波脉冲及接收到脉冲的时间间隔可以确定雷达和目标的距离 D电磁波谱中最难发生衍射的是X射线31 解析：热效应最强的是红外线，A不对验钞机是利用了紫外线的荧光作用，B正确电磁波测距就是