第十一章C节学习包电磁波

1、引言：引言：电磁波不仅可用来传播电视信号，电磁波不仅可用来传播电视信号，而且可以用来加热食品，实现远程控制，而且可以用来加热食品，实现远程控制，进行医疗诊断等等，电磁波的使用越来进行医疗诊断等等，电磁波的使用越来越多，越来越广，它已经深入到我们生越多，越来越广，它已经深入到我们生活的各个角落。活的各个角落。第十一章第十一章C C节节学习包电磁波学习包电磁波一、电磁波的形成一、电磁波的形成1）麦克斯韦的电磁场理论）麦克斯韦的电磁场理论1）变化的电场会产生磁场，变化）变化的电场会产生磁场，变化的磁场会产生电场。的磁场会产生电场。2）不均匀变化的电场会产生不均不均匀变化的电场会产生不均匀变化的磁场匀

2、变化的磁场，不均匀变化的磁不均匀变化的磁场场周围周围又会产生不均匀变化的电又会产生不均匀变化的电场场。 这样就形成了一个从发生区这样就形成了一个从发生区域向周围空间传播的不可分割的域向周围空间传播的不可分割的统一体统一体电磁波。电磁波。英国物理学家麦克斯韦英国物理学家麦克斯韦（注意：均匀变化的磁场和电场都不可能（注意：均匀变化的磁场和电场都不可能形成电磁波）形成电磁波） 。实验表明实验表明: :A A和和B B这两这两个电路之间没有导个电路之间没有导线相连，线相连，B B的能量显的能量显然是然是A A通过电磁波传通过电磁波传播过来的。播过来的。 2）赫兹赫兹验证电磁波的存在莱顿瓶实验验证电磁波

3、的存在莱顿瓶实验莱顿瓶莱顿瓶是在玻璃圆筒的内外壁都粘上一层银箔，构成一个是在玻璃圆筒的内外壁都粘上一层银箔，构成一个电容器，能聚集大量电荷。而与莱顿瓶的内外层银箔相连接的是电容器，能聚集大量电荷。而与莱顿瓶的内外层银箔相连接的是两根金属棒，构成一个矩形线框。两根金属棒，构成一个矩形线框。在图中当莱顿瓶在图中当莱顿瓶A被充电达一定值后，金属球间会出现电火被充电达一定值后，金属球间会出现电火花放电，同时向周围空间发射电磁波。这时移动莱顿瓶花放电，同时向周围空间发射电磁波。这时移动莱顿瓶B矩形线框矩形线框中的带有氖管的金属滑杆，使中的带有氖管的金属滑杆，使A、B两矩形框大小相同时，两矩形框大小相同时

4、，B就会接就会接收到收到A发射的电磁波能量而导致氖管发光。发射的电磁波能量而导致氖管发光。3）电磁波的传播速度光速）电磁波的传播速度光速 ，光也是一种电磁光也是一种电磁波波麦克斯韦不仅预言电磁波的存在，还推断电磁波在真空中传麦克斯韦不仅预言电磁波的存在，还推断电磁波在真空中传播的速度等于光速。播的速度等于光速。1888年，年，德国德国物理学家物理学家赫兹赫兹用实验用实验证明了电磁证明了电磁波的存在波的存在，它还，它还测定了电磁波的波长和频率测定了电磁波的波长和频率，得到了，得到了电磁波的传播电磁波的传播速度速度，证实这个速度为光速，证实这个速度为光速 。4）波长、频率和波速：）波长、频率和波速

5、：电磁波的电磁波的波长波长、波速、波速c c和和频率频率f同样存在下列同样存在下列关系关系fcfvvT 电磁波是波的一种形式，所以可用频率、波长、波速、电磁波是波的一种形式，所以可用频率、波长、波速、振幅等来描述，但在本质上是完全不同的。机械波只能在弹性振幅等来描述，但在本质上是完全不同的。机械波只能在弹性介质中传播，而电磁波却能在真空中以光速介质中传播，而电磁波却能在真空中以光速c=3*108m/s传播。传播。电磁波在空气中的传播速度略小于光速电磁波在空气中的传播速度略小于光速c，但一般仍可按，但一般仍可按c计算。计算。 例题：例题：无线电广播的中波段波长的范围是无线电广播的中波段波长的范围

6、是187560m，为了避免临近电台干扰，两，为了避免临近电台干扰，两个电台的频率范围至少应差个电台的频率范围至少应差104HZ，则此，则此波段中最多能容纳的电台数约为多少个？波段中最多能容纳的电台数约为多少个？1068 .106105357145601031604278187103421822811ffNHcfHcfZZ电磁波是一个大家族，电磁波是一个大家族，不同频率（波长）的电不同频率（波长）的电磁波组成了连续的电磁波谱。磁波组成了连续的电磁波谱。频率低的电磁波波长频率低的电磁波波长长，频率高的电磁波，波长短。长，频率高的电磁波，波长短。1）电磁波谱：）电磁波谱：波长从大到小波长从大到小依次

7、为无线电波（长波、依次为无线电波（长波、中波、短波、微波）、红外线，可见光（红、橙、黄、中波、短波、微波）、红外线，可见光（红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫）、紫外线、绿、蓝、靛、紫）、紫外线、X 射线、射线、射线。射线。二、电磁波谱二、电磁波谱三、电磁波的性质三、电磁波的性质电磁波能像所有的电磁波能像所有的波一样在一定条件波一样在一定条件下发生反射，干涉，下发生反射，干涉，衍射。衍射。电磁波的干扰电磁波的干扰电磁波的反射电磁波的反射电磁波的屏蔽电磁波的屏蔽四、电磁波的应用四、电磁波的应用（1） 射线：是一种能量很大的光子流，射线：是一种能量很大的光子流，穿透能力强。穿透能力强。（2）X射线：对不同

8、密度的物质有不同的射线：对不同密度的物质有不同的穿透力穿透力（3）紫外线：能激发荧光作用）紫外线：能激发荧光作用（4）红外线：显著的热效应）红外线：显著的热效应（5）微波）微波 无线电波无线电波手机是可移动的无线电通讯设备手机是可移动的无线电通讯设备手机既是电磁波的接收器，手机既是电磁波的接收器，同时也是电磁波的发射器同时也是电磁波的发射器在坐飞机时，汽车加油站，医在坐飞机时，汽车加油站，医院，危险地带，雷雨天等不宜院，危险地带，雷雨天等不宜使用手机使用手机作业作业 练习册：练习册：C C节电磁波节电磁波 目标导学：目标导学：电磁波电磁波2）不同波长的电磁波产生的机理、特性以及应用有很大的区别

9、）不同波长的电磁波产生的机理、特性以及应用有很大的区别种类种类主要特性主要特性产生机理产生机理实例实例无线无线电波电波波动性强波动性强振荡电路中振荡电路中自由自由电子运动电子运动产生产生广播广播,通信通信,导航导航,微波定向微波定向测目标位置测目标位置,微波炉等。微波炉等。红外线红外线 热作用热作用原子原子外层电子外层电子受受激发后产生的激发后产生的红外线加热、遥感，测温、红外线加热、遥感，测温、成像，遥控器等。成像，遥控器等。可见光可见光 能引起视觉能引起视觉照明、植物光合作用。照明、植物光合作用。紫外线紫外线 化学作用、化学作用、荧光作用荧光作用日光灯，杀菌和防伪技术日光灯，杀菌和防伪技术(如验钞机如验钞机)等。等。X射线射线穿透本领大穿透