电磁场和电磁波

1、 电磁感应现象电磁感应现象变化的磁场产生电场变化的磁场产生电场洞察力：洞察力：麦克斯韦确信自然规律的统一麦克斯韦确信自然规律的统一性与和谐性，相信电场和磁场的对称美性与和谐性，相信电场和磁场的对称美BiE增大B电磁波的特点电磁波的特点: LC21（1 1）电磁振荡：在振荡电路里产生振荡电流的）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，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的现象，叫做性变化的现象，叫做电磁振荡电磁振荡（2 2）机械振动和电磁振荡有本质的不同，

2、但它）机械振动和电磁振荡有本质的不同，但它们具有共同的变化规律们具有共同的变化规律 2 2阻尼振荡：阻尼振荡：任何电磁振荡电路中，总存在能量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，这种振荡叫做损耗，使振荡电流的振幅逐渐减小，这种振荡叫做阻阻尼振荡尼振荡，或叫做，或叫做减幅振荡减幅振荡 （1 1）振荡电路中的能量损耗有一部分转化为内能）振荡电路中的能量损耗有一部分转化为内能（产生焦耳热），还有一部向外辐射出去而损失（产生焦耳热），还有一部向外辐射出去而损失 （2 2）如果用振荡器不断地将电源的能量补充到振）如果用振荡器不断地将电源的能量补充到振荡电路中去，就可以保持等幅振荡

3、荡电路中去，就可以保持等幅振荡 三、电磁振荡的周期和频率三、电磁振荡的周期和频率 1周期和频率：电磁振荡完成一次周期性变化所需的时间周期和频率：电磁振荡完成一次周期性变化所需的时间叫做叫做周期周期，一秒钟内完成周期变化的次数叫做，一秒钟内完成周期变化的次数叫做频率频率 LC回路的周期和频率：回路的周期和频率： 由回路本身的特性决定这种由振荡回路本身特性所决由回路本身的特性决定这种由振荡回路本身特性所决定的振荡周期（或频率）叫做定的振荡周期（或频率）叫做振荡电路的固有周期振荡电路的固有周期（或（或固有频率），简称固有频率），简称振荡电路的周期振荡电路的周期（或频率）（或频率） 大量实验表明：大量

4、实验表明：（1 1）电容增大时，周期变长（频率变）电容增大时，周期变长（频率变低）；低）；（2 2）电感增大时，周期变长（频率变）电感增大时，周期变长（频率变低）；低）；（3 3）电压升高时，周期不变（频率不）电压升高时，周期不变（频率不变）变）结果表明，结果表明，LCLC回路的周期和频回路的周期和频率只与电容率只与电容C C和自感和自感L L有关，跟电容器有关，跟电容器的带电多少和回路电流大小无关的带电多少和回路电流大小无关3 3、LCLC回路的周期和频率公回路的周期和频率公式式 （1）式中各物理量）式中各物理量T、L、C、f的单位分别是的单位分别是s、H、F、Hz（2）适当地选择电容器和线

5、圈，可使振荡电路物周期和频率符适当地选择电容器和线圈，可使振荡电路物周期和频率符合我们的需要合我们的需要 LCfLCT212LCf21LCT2yEzH yE zH xuEHEHuHE、EHHE1u001u7121041085.81m/s1038uwS222121HEwwwme5101442012uppHz119103103 . 0Hz109103103mmnm 1780mnm4 . 010nm10001. 0)001. 0(nm 波长：波长：是在同一波线上两个相位差为是在同一波线上两个相位差为2 2 的质点的质点之间的距离，即一个完整波的长度，以之间的距离，即一个完整波的长度，以C C表示表示

6、 周期：周期：以任点开始，振动传播一个波长所需的以任点开始，振动传播一个波长所需的时间，以时间，以T T表示。表示。 频率：频率：单位时间内波动前进过程中所包含的波单位时间内波动前进过程中所包含的波数，以表示数，以表示 振幅：振幅：振动点离开平衡位置两边的最大位移。振动点离开平衡位置两边的最大位移。以以A A表示，也称强度表示，也称强度 初相位：初相位：波形的时间提前或延后量以表示。波形的时间提前或延后量以表示。61010101410181022102104108101210161020102410010Hz1610810m41041001081012101210101041021021041

7、0610)c( m221031610314103121034103)Hz(mm60076. 000400050AA446040004640446050004640578050005921578062005920760062000A00504 .0AA以下04.0A59各种电磁波的特点 波长波长 0.010.010.0. umum 。波长小于。波长小于0.280.28微米的紫外线；微米的紫外线； 主要产生于内层电子跃迁主要产生于内层电子跃迁 被臭氧层及其它成份吸收。只有波长被臭氧层及其它成份吸收。只有波长0.280.280.380.38的紫外线，的紫外线，能部分穿地大气层，但散射严重，只有部分投

8、射到地面，能部分穿地大气层，但散射严重，只有部分投射到地面，并使感光材料所感应，可作为遥感工作波段，称为并使感光材料所感应，可作为遥感工作波段，称为摄影紫摄影紫外外。现已开始用于监测气体污染及水体的油污染。现已开始用于监测气体污染及水体的油污染。 波长波长0.380.380.76um0.76um 是人眼可见，可以用棱镜分解为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七是人眼可见，可以用棱镜分解为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种色光种色光; ; 在太阳辐射能中所占比例高；在太阳辐射能中所占比例高； 能透过大气层；能透过大气层； 外层电子跃迁产生外层电子跃迁产生 而地面物体对七色光多具有其特征的反射和吸收特性而地面

9、物体对七色光多具有其特征的反射和吸收特性, ,故信息量故信息量最大；最大； 可以用摄影、扫描等各种方式成像，是遥感最常用的波段。可以用摄影、扫描等各种方式成像，是遥感最常用的波段。 可见光波段的遥感技术最成熟，但仍然有很大潜力。当前分辨能可见光波段的遥感技术最成熟，但仍然有很大潜力。当前分辨能力最好的遥感资料，仍然是在可见光波段内。力最好的遥感资料，仍然是在可见光波段内。 波长波长0.770.771000(um)1000(um)。可分为近红外波段（。可分为近红外波段（0.760.763 um 3 um ），），中红外（中红外（3 36 um 6 um ），远红外（），远红外（6 615 um

10、15 um ），超远红外），超远红外（15151000 um 1000 um ） 近红外波段是地表层反射太阳的红外辐射，故又称近红外波段是地表层反射太阳的红外辐射，故又称反射红外反射红外。 其中靠近可见光红光的其中靠近可见光红光的0.760.761.3 um1.3 um波段可使胶片感光，故波段可使胶片感光，故又称又称摄影红外摄影红外。 而中远红外是地表物体发射的红外线，反映物体的热特征，而中远红外是地表物体发射的红外线，反映物体的热特征，故称故称热红外热红外。热红外只能用扫描方式，经过光电信号的转换。热红外只能用扫描方式，经过光电信号的转换才能成象。主要为分子光谱才能成象。主要为分子光谱 超远

11、红外，处于非大气窗口（大气屏障）超远红外，处于非大气窗口（大气屏障） 红外是一个很有发展潜力的遥感波段。红外是一个很有发展潜力的遥感波段。 波长波长1mm1mm1m1m。是一个很宽的波段。为毫米波（。是一个很宽的波段。为毫米波（1 11010毫米）、厘米波（毫米）、厘米波（1 110cm10cm）和分米波（）和分米波（1 11010分米）。分米）。 微波的特点是能穿透云雾和一定厚度的植被、冰层和微波的特点是能穿透云雾和一定厚度的植被、冰层和土壤，可获得其它波段无法获得的信息；土壤，可获得其它波段无法获得的信息； 具有全天候的工作能力；具有全天候的工作能力； 可以主动和被动方式成像；可以主动和被

12、动方式成像； 可利用相位信息，便于精确测距；可利用相位信息，便于精确测距； 因此在遥感技术上是很有潜力的一个波段因此在遥感技术上是很有潜力的一个波段65微波微波 波长范围1mm到1m，可进一步划分为若干不同频率(波长)的波段：(1GHz=109Hz)常用的调制方式有常用的调制方式有调幅和调频调幅和调频两种：两种：1、调幅：、调幅：使电磁波的使电磁波的振幅振幅随信号改变，随信号改变，这种调制叫做调幅，用这种调制叫做调幅，用AM表示。表示。2、调频：、调频：使电磁波的使电磁波的频率频率随信号改变，随信号改变，这种调制方式叫做调频。这种调制方式叫做调频。用用FM表示。表示。发射无线电短波的电路示意图发射无线电短波的电路示意图CLNoImageNoImageCdSLNLC14B B l la ah h bla