第十四章_电磁波总复习习

1、十四章十四章 电磁波电磁波一一. .麦克斯韦理论麦克斯韦理论：变化的磁场产生电场：变化的磁场产生电场 变化的电场产生磁场变化的电场产生磁场二电磁场二电磁场：按照麦克斯韦的电磁场理论，变化的：按照麦克斯韦的电磁场理论，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，称为统一场，称为电磁场电磁场。电场和磁场只是这个统一的。电场和磁场只是这个统一的电磁场的两种具体表现。电磁场的两种具体表现。三电磁波：三电磁波：不均匀变化的电场产生磁场，不均匀不均匀变化的电场产生磁场，不均匀变化的磁场产生电场，于是不均匀变化的电场和磁变化的磁场产生电场，于是不均匀

2、变化的电场和磁场交替产生，由近及远向周围传播，就形成了电磁场交替产生，由近及远向周围传播，就形成了电磁波。波。对电磁场理论的进一步认识对电磁场理论的进一步认识1恒定的磁场恒定的磁场(磁场）周围没有电场（磁场）产磁场）周围没有电场（磁场）产生生.(1)若均匀变化的磁场（电场），则产生恒定的若均匀变化的磁场（电场），则产生恒定的电场（磁场）电场（磁场）(2)若磁场不均匀变化，则产生变化的电场若磁场不均匀变化，则产生变化的电场(3)在振荡电路中，周期性变化的磁场产生同频在振荡电路中，周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场率的周期性变化的电场 四电磁波的特点：四电磁波的特点： 电磁波是横波。电磁

3、波是横波。在电磁波传播方向上的任在电磁波传播方向上的任一点，场强一点，场强E E和磁感应强度和磁感应强度B B均与传播方向垂均与传播方向垂直且随时间变化，因此电磁波是横波。直且随时间变化，因此电磁波是横波。 电磁波的传播不需要介质电磁波的传播不需要介质，在真空中也能，在真空中也能传播。在真空中的波速为传播。在真空中的波速为c c=3.0=3.0108m/s108m/s。 波速和波长、频率的关系波速和波长、频率的关系：c cf f 电磁波速与介质、电磁波速与介质、频率有关频率有关+ + + +CLSE 1 1、振荡电流：、振荡电流： 大小和方向都做周期性变化的电流大小和方向都做周期性变化的电流能

4、够产生振荡电流的电路叫做振荡电路能够产生振荡电流的电路叫做振荡电路2 2、振荡电路：、振荡电路：线圈线圈具有自具有自感作用感作用电容器电容器具有充、具有充、放电作用放电作用LCLC振荡电路：振荡电路：一一个个周周期期性性变变化化逆时放电逆时放电逆时逆时充电充电顺时顺时充电充电顺时放顺时放电电+ +- - - -+ +- - - -q=Qm i=0q=Qm i=0q=0 i=Imq=0 i=Im(1)(1)、两个物理过程：、两个物理过程：放电过程放电过程: :电场能转化为磁场能，电场能转化为磁场能，q iq i充电过程充电过程: :磁场能转化为电场能，磁场能转化为电场能，q iq i充电完毕状态

5、充电完毕状态: :磁场能向电场能转化完毕磁场能向电场能转化完毕, ,电场能最大电场能最大, ,磁场能最小磁场能最小. .放电完毕状态放电完毕状态: :电场能向磁场能转化完毕电场能向磁场能转化完毕, ,磁场能最大磁场能最大, ,电场能最小电场能最小. .LCLC回路工作过程具有回路工作过程具有对称性对称性和和周期性周期性, ,可归结为可归结为( (2)2)、两个特殊状态：、两个特殊状态：5 5、电磁振荡的特点：、电磁振荡的特点：1. 无阻尼振荡（理想）无阻尼振荡（理想）2. 阻尼振荡（实际）阻尼振荡（实际）itoito6 6、阻尼振荡和无阻尼振荡、阻尼振荡和无阻尼振荡 在电磁振荡中，如果没有能量

6、损失，振荡电流的振幅保在电磁振荡中，如果没有能量损失，振荡电流的振幅保持不变，这种振荡叫做持不变，这种振荡叫做无无阻尼振荡阻尼振荡，也叫做，也叫做等幅振荡等幅振荡 任何电磁振荡电路中，总存在能量损耗，使振荡电流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，这种振荡叫做的振幅逐渐减小，这种振荡叫做阻尼振荡阻尼振荡，或叫做，或叫做减减幅振荡幅振荡 周期的决定式：频率的决定式：TLCfLC212二、二、LCLC回路的固有周期和固有频率回路的固有周期和固有频率+ + + +CLSE 只取决于线圈的自感系数只取决于线圈的自感系数L L及电容器的电容及电容器的电容C C。六六.电磁波的发射

7、和接收电磁波的发射和接收有效发射电磁波条件：有效发射电磁波条件：a.足够高的频率足够高的频率 b.采用开放电路采用开放电路发射发射： 发射端发射端 接收端接收端调制调制调频调频调幅调幅接收：接收：调谐调谐解调解调七七.电磁波与信息化社会电磁波与信息化社会广播、电视、雷达、无线通信等广播、电视、雷达、无线通信等都是电磁波的具体应用。都是电磁波的具体应用。 雷达：无线电定位的仪器，波雷达：无线电定位的仪器，波长越短的电磁波，传播的直线长越短的电磁波，传播的直线性越好，反射性能强，多数的性越好，反射性能强，多数的雷达工作于微波波段。缺点，雷达工作于微波波段。缺点，沿地面传播探测距离短。中、沿地面传播

8、探测距离短。中、长波雷达沿地面的探测距离较长波雷达沿地面的探测距离较远，但发射设备复杂远，但发射设备复杂。八八.电电磁磁波波谱谱太阳辐射太阳辐射阳光含有：无线电波、红外线、可见光、紫外线、阳光含有：无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线、射线、射线射线太阳辐射的能量集中在可见光、红外线、紫外线太阳辐射的能量集中在可见光、红外线、紫外线三个区域三个区域阳光中波长在阳光中波长在5.5x10-7m的黄绿光附近，辐射的的黄绿光附近，辐射的能量最强，这区域恰好是人眼最敏感能量最强，这区域恰好是人眼最敏感电磁波电磁波谱谱无线电无线电波波红外线红外线可见可见光光紫外线紫外线X X射线射线（伦琴射（伦琴射线）线）r r射线射线频率频率由左向右，频率逐渐增大。由左向右，频率逐渐增大。真空中真空中波长波长由左向右，波长逐渐增小。由左向右，波长逐渐增小。特性特性波动性波动性强强波长较波长较长、热长、热效应显效应显著著可见、可见、感光感光性强性强荧光、荧光、化学作化学作用、杀用、杀菌消毒菌消毒穿透力穿透