第十一章C節(jié)學(xué)習(xí)包電磁波

1、引言：引言：電磁波不僅可用來傳播電視信號，電磁波不僅可用來傳播電視信號，而且可以用來加熱食品，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，而且可以用來加熱食品，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，進(jìn)行醫(yī)療診斷等等，電磁波的使用越來進(jìn)行醫(yī)療診斷等等，電磁波的使用越來越多，越來越廣，它已經(jīng)深入到我們生越多，越來越廣，它已經(jīng)深入到我們生活的各個角落?；畹母鱾€角落。第十一章第十一章C C節(jié)節(jié)學(xué)習(xí)包電磁波學(xué)習(xí)包電磁波一、電磁波的形成一、電磁波的形成1）麥克斯韋的電磁場理論）麥克斯韋的電磁場理論1）變化的電場會產(chǎn)生磁場，變化）變化的電場會產(chǎn)生磁場，變化的磁場會產(chǎn)生電場。的磁場會產(chǎn)生電場。2）不均勻變化的電場會產(chǎn)生不均不均勻變化的電場會產(chǎn)生不均勻變化的磁場勻

2、變化的磁場，不均勻變化的磁不均勻變化的磁場場周圍周圍又會產(chǎn)生不均勻變化的電又會產(chǎn)生不均勻變化的電場場。 這樣就形成了一個從發(fā)生區(qū)這樣就形成了一個從發(fā)生區(qū)域向周圍空間傳播的不可分割的域向周圍空間傳播的不可分割的統(tǒng)一體統(tǒng)一體電磁波。電磁波。英國物理學(xué)家麥克斯韋英國物理學(xué)家麥克斯韋（注意：均勻變化的磁場和電場都不可能（注意：均勻變化的磁場和電場都不可能形成電磁波）形成電磁波） 。實(shí)驗(yàn)表明實(shí)驗(yàn)表明: :A A和和B B這兩這兩個電路之間沒有導(dǎo)個電路之間沒有導(dǎo)線相連，線相連，B B的能量顯的能量顯然是然是A A通過電磁波傳通過電磁波傳播過來的。播過來的。 2）赫茲赫茲驗(yàn)證電磁波的存在萊頓瓶實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證電磁波

3、的存在萊頓瓶實(shí)驗(yàn)萊頓瓶萊頓瓶是在玻璃圓筒的內(nèi)外壁都粘上一層銀箔，構(gòu)成一個是在玻璃圓筒的內(nèi)外壁都粘上一層銀箔，構(gòu)成一個電容器，能聚集大量電荷。而與萊頓瓶的內(nèi)外層銀箔相連接的是電容器，能聚集大量電荷。而與萊頓瓶的內(nèi)外層銀箔相連接的是兩根金屬棒，構(gòu)成一個矩形線框。兩根金屬棒，構(gòu)成一個矩形線框。在圖中當(dāng)萊頓瓶在圖中當(dāng)萊頓瓶A被充電達(dá)一定值后，金屬球間會出現(xiàn)電火被充電達(dá)一定值后，金屬球間會出現(xiàn)電火花放電，同時向周圍空間發(fā)射電磁波。這時移動萊頓瓶花放電，同時向周圍空間發(fā)射電磁波。這時移動萊頓瓶B矩形線框矩形線框中的帶有氖管的金屬滑桿，使中的帶有氖管的金屬滑桿，使A、B兩矩形框大小相同時，兩矩形框大小相同時

4、，B就會接就會接收到收到A發(fā)射的電磁波能量而導(dǎo)致氖管發(fā)光。發(fā)射的電磁波能量而導(dǎo)致氖管發(fā)光。3）電磁波的傳播速度光速）電磁波的傳播速度光速 ，光也是一種電磁光也是一種電磁波波麥克斯韋不僅預(yù)言電磁波的存在，還推斷電磁波在真空中傳麥克斯韋不僅預(yù)言電磁波的存在，還推斷電磁波在真空中傳播的速度等于光速。播的速度等于光速。1888年，年，德國德國物理學(xué)家物理學(xué)家赫茲赫茲用實(shí)驗(yàn)用實(shí)驗(yàn)證明了電磁證明了電磁波的存在波的存在，它還，它還測定了電磁波的波長和頻率測定了電磁波的波長和頻率，得到了，得到了電磁波的傳播電磁波的傳播速度速度，證實(shí)這個速度為光速，證實(shí)這個速度為光速 。4）波長、頻率和波速：）波長、頻率和波速

5、：電磁波的電磁波的波長波長、波速、波速c c和和頻率頻率f同樣存在下列同樣存在下列關(guān)系關(guān)系fcfvvT 電磁波是波的一種形式，所以可用頻率、波長、波速、電磁波是波的一種形式，所以可用頻率、波長、波速、振幅等來描述，但在本質(zhì)上是完全不同的。機(jī)械波只能在彈性振幅等來描述，但在本質(zhì)上是完全不同的。機(jī)械波只能在彈性介質(zhì)中傳播，而電磁波卻能在真空中以光速介質(zhì)中傳播，而電磁波卻能在真空中以光速c=3*108m/s傳播。傳播。電磁波在空氣中的傳播速度略小于光速電磁波在空氣中的傳播速度略小于光速c，但一般仍可按，但一般仍可按c計算。計算。 例題：例題：無線電廣播的中波段波長的范圍是無線電廣播的中波段波長的范圍

6、是187560m，為了避免臨近電臺干擾，兩，為了避免臨近電臺干擾，兩個電臺的頻率范圍至少應(yīng)差個電臺的頻率范圍至少應(yīng)差104HZ，則此，則此波段中最多能容納的電臺數(shù)約為多少個？波段中最多能容納的電臺數(shù)約為多少個？1068 .106105357145601031604278187103421822811ffNHcfHcfZZ電磁波是一個大家族，電磁波是一個大家族，不同頻率（波長）的電不同頻率（波長）的電磁波組成了連續(xù)的電磁波譜。磁波組成了連續(xù)的電磁波譜。頻率低的電磁波波長頻率低的電磁波波長長，頻率高的電磁波，波長短。長，頻率高的電磁波，波長短。1）電磁波譜：）電磁波譜：波長從大到小波長從大到小依次

7、為無線電波（長波、依次為無線電波（長波、中波、短波、微波）、紅外線，可見光（紅、橙、黃、中波、短波、微波）、紅外線，可見光（紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫）、紫外線、綠、藍(lán)、靛、紫）、紫外線、X 射線、射線、射線。射線。二、電磁波譜二、電磁波譜三、電磁波的性質(zhì)三、電磁波的性質(zhì)電磁波能像所有的電磁波能像所有的波一樣在一定條件波一樣在一定條件下發(fā)生反射，干涉，下發(fā)生反射，干涉，衍射。衍射。電磁波的干擾電磁波的干擾電磁波的反射電磁波的反射電磁波的屏蔽電磁波的屏蔽四、電磁波的應(yīng)用四、電磁波的應(yīng)用（1） 射線：是一種能量很大的光子流，射線：是一種能量很大的光子流，穿透能力強(qiáng)。穿透能力強(qiáng)。（2）X射線：對不同

8、密度的物質(zhì)有不同的射線：對不同密度的物質(zhì)有不同的穿透力穿透力（3）紫外線：能激發(fā)熒光作用）紫外線：能激發(fā)熒光作用（4）紅外線：顯著的熱效應(yīng)）紅外線：顯著的熱效應(yīng)（5）微波）微波 無線電波無線電波手機(jī)是可移動的無線電通訊設(shè)備手機(jī)是可移動的無線電通訊設(shè)備手機(jī)既是電磁波的接收器，手機(jī)既是電磁波的接收器，同時也是電磁波的發(fā)射器同時也是電磁波的發(fā)射器在坐飛機(jī)時，汽車加油站，醫(yī)在坐飛機(jī)時，汽車加油站，醫(yī)院，危險地帶，雷雨天等不宜院，危險地帶，雷雨天等不宜使用手機(jī)使用手機(jī)作業(yè)作業(yè) 練習(xí)冊：練習(xí)冊：C C節(jié)電磁波節(jié)電磁波 目標(biāo)導(dǎo)學(xué)：目標(biāo)導(dǎo)學(xué)：電磁波電磁波2）不同波長的電磁波產(chǎn)生的機(jī)理、特性以及應(yīng)用有很大的區(qū)別

9、）不同波長的電磁波產(chǎn)生的機(jī)理、特性以及應(yīng)用有很大的區(qū)別種類種類主要特性主要特性產(chǎn)生機(jī)理產(chǎn)生機(jī)理實(shí)例實(shí)例無線無線電波電波波動性強(qiáng)波動性強(qiáng)振蕩電路中振蕩電路中自由自由電子運(yùn)動電子運(yùn)動產(chǎn)生產(chǎn)生廣播廣播,通信通信,導(dǎo)航導(dǎo)航,微波定向微波定向測目標(biāo)位置測目標(biāo)位置,微波爐等。微波爐等。紅外線紅外線 熱作用熱作用原子原子外層電子外層電子受受激發(fā)后產(chǎn)生的激發(fā)后產(chǎn)生的紅外線加熱、遙感，測溫、紅外線加熱、遙感，測溫、成像，遙控器等。成像，遙控器等?？梢姽饪梢姽?能引起視覺能引起視覺照明、植物光合作用。照明、植物光合作用。紫外線紫外線 化學(xué)作用、化學(xué)作用、熒光作用熒光作用日光燈，殺菌和防偽技術(shù)日光燈，殺菌和防偽技術(shù)(如驗(yàn)鈔機(jī)如驗(yàn)鈔機(jī))等。等。X射線射線穿透本領(lǐng)大穿透