技術(shù)物理下冊(cè)（第三版）10-5 電磁場和電磁波學(xué)習(xí)課件

10-5

電磁場和電磁波現(xiàn)象與思考電磁場電磁波電磁振蕩現(xiàn)象與思考

19世紀(jì)60年代，英國物理學(xué)家麥克斯韋在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上，提出電場和磁場間的相互關(guān)系，并且預(yù)言了電磁波的存在?，F(xiàn)在，電磁場和電磁波已廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)和科研中，并深入到了人們的日常生活中，成了社會(huì)生活不可或缺的重要組成部分。麥克斯韋一、電磁場

1．麥克斯韋電磁場理論變化的磁場在它的周圍空間產(chǎn)生電場。變化的電場在它的周圍空間產(chǎn)生磁場。均勻變化的電場產(chǎn)生恒定的磁場；不均勻變化的電場，會(huì)產(chǎn)生變化的磁場(動(dòng)畫10.5-1）。動(dòng)畫10.5-1麥克斯韋的電磁理論2．電磁場如果在空間某一區(qū)域存在周期性變化的電場，這個(gè)變化的電場會(huì)在它周圍產(chǎn)生周期性變化的磁場；周期性變化的磁場又會(huì)在它周圍產(chǎn)生新的周期性變化的電場，這樣，變化的電場和變化的磁場互相感應(yīng)，交替產(chǎn)生，形成一個(gè)不可分離的統(tǒng)一體，這就是電磁場。如動(dòng)畫10.5-2所示。動(dòng)畫10.5-2電磁場動(dòng)態(tài)圖二、電磁波

1．定義電磁場在空間沿著各個(gè)不同方向向遠(yuǎn)處傳播，就是電磁波。如圖10.5-2所示。圖10.5-2電磁波的產(chǎn)生動(dòng)畫10.5-3電磁波的產(chǎn)生2．電磁波的計(jì)算根據(jù)麥克斯韋的計(jì)算，電磁波在真空中傳播的速度3.0×108

m/s，恰與光在真空中傳播的速度相同，麥克斯韋據(jù)此判定光是一種電磁波。電磁波的波長、波速c和周期T、頻率f之間的關(guān)系為在SI中，、c、T、f的單位分別為m、m/s、s和Hz。

例題如圖10.5-3，中央人民廣播電臺(tái)用頻率為550kHz的電磁波傳送節(jié)目，求它在真空中的波長。解:已知f=550kHz=550×103Hz

c

=3.0×108

m/s,則m圖10.5-3中央人民廣播電臺(tái)三、電磁振蕩圖10.5-4LC振蕩電路

1．振蕩電路如圖10.5-4所示，K和1接觸，給電容器充電，然后讓K和2接觸，電容器放電,這時(shí)電路中的電流計(jì)指針會(huì)左右擺動(dòng)，表明電路中產(chǎn)生了大小和方向都在做周期性變化的振蕩電流。產(chǎn)生振蕩電流的電路稱為振蕩電路，LC電路就是最基本的振蕩電路（動(dòng)畫10.5-4）

。動(dòng)畫10.5-4電磁振蕩2．電磁振蕩過程(如圖10.5-5

所示)放電過程反向放電過程電場能正向磁場能轉(zhuǎn)化電場能正向磁場能轉(zhuǎn)化

iqiqq最大,u最大i最小,B最小q最小,u最小i最大,B最大q最大,u最大i最小,B最小q最小,u最小i最大,B最大圖10.5-5電磁振蕩過程以上是電路完成一次全振蕩的過程。像這樣，在LC電路中，電場與磁場，電場能與磁場能周期性的交替變化，這種現(xiàn)象稱電磁振蕩。

3．電磁振蕩的周期T和頻率f在SI中，T、L、C、f

的單位分別是s、H、F、Hz。電磁振蕩頻率很高，常以千赫茲（kHz,103Hz）和兆赫茲（MHz,106Hz）為單位。練習(xí)

1．填空在LC電路中，當(dāng)電容器放電完畢時(shí)，電路中的電流

，磁場能

，電場能

。（填最大或零）

2．我國第一顆人造地球衛(wèi)星（如圖10.5-6），采用20.009

MHz和19.995MHz的電磁波發(fā)回各項(xiàng)科學(xué)數(shù)據(jù)，求這兩種電磁波的波長。最大最大零圖10.5-6我國第一顆人造地球衛(wèi)星解：已知f1=20.009