电磁波的产生、发射、传播和接收

电磁波的产生、发射、传播和接收一、振荡电流与振荡电路：CGLS211、振荡电流：大小和方向都做周期性变化的电流叫做振荡电流2、振荡电路：能够产生振荡电流的电路叫做振荡电路AB+－AB+－3、理想的LC振荡电路：（2）理想的LC振荡电路：只考虑电感、电容的作用，而忽略能量的损耗（1）LC回路：由线圈L和电容C组成的最简单振荡电路CLLC回路的振荡电流是怎样产生的呢？思考++++－－

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q=Qmi=0－－－－++++q=Qmi=0++++－－

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q=0i=Imq=0i=Imqi放电qi放电充电充电qiqi的周期性化变－－－－++++反向振荡电流的产生过程时间tt=0t=T/4t=T/2t=3T/4t=T电容器带电量电路中电流电场能磁场能最大(A＋、B－)零最大零零最大(a→b)零最大最大(A－、B＋)零最大零零最大(b→a)零最大最大(A＋、B－)零最大零文字综述：充电完毕（充电开始）：电场能达到最大，磁场能为零，回路中感应电流i=0。放电完毕（放电开始）：电场能为零，磁场能达到最大，回路中感应电流达到最大。充电过程：电场能在增加，磁场能在减小，回路中电流在减小，电容器上电量在增加。从能量看：磁场能在向电场能转化。放电过程：电场能在减少，磁场能在增加，回路中电流在增加，电容器上的电量在减少。从能量看：电场能在向磁场能转化。归纳：

在振荡电路产生振荡电流的过程中，电容器极板上的电荷q，电路中的电流i，电容器里电场的场强E，线圈磁场的磁感应强度B，都发生周期性的变化，这种现象叫做电磁振荡。

此外，在电磁振荡的过程中，电场能和磁场能也在同时发生周期性的变化。6、电磁振荡的特点：

LC回路工作过程具有周期性，可归结为：（1）两个物理过程：放电过程：q↓→i↑，电场能转化为磁场能充电过程：q↑→i↓，磁场能转化为电场能（2）两个特殊状态：

充电完毕状态：磁场能向电场能转化完毕，电场能最大，磁场能最小为零。

放电完毕状态：电场能向磁场能转化完毕，磁场能最大，电场能最小为零。7、LC回路的周期和频率公式大量实验表明：（1）电容增大时，周期变长（频率变低）；（2）电感增大时，周期变长（频率变低）；（3）电压升高时，周期不变（频率不变）．结果表明，LC回路的周期和频率只与电容C和自感L有关，跟电容器的带电多少和回路电流大小无关．定性解释：

电容越大，电容器容纳电荷就越多，充电和放电所需的时间就越长，因此周期越长，频率越低；自感越大，线圈阻碍电流变化的作用就越大，使电流的变化越缓慢，因此周期越长，频率越低．7、LC回路的周期和频率公式

（1）式中各物理量T、L、C、f的单位分别是s、H、F、Hz．（2）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．二、麦克斯韦电磁理论要点1.变化的磁场产生电场２.变化的电场产生磁场电流→运动电荷→变化的电场磁场＋－ＢＥＥＢ3.均匀变化的电（磁）场产生稳定的磁（电）场周期性变化(振荡)的电（磁）场产生周期性变化(振荡)的磁（电）场三、电磁场根据麦克斯韦理论，周期性振荡的电（磁）场在周围空间产生同频率周期性振荡的磁（电）场．变化的电场和磁场密不可分，两者互为因果，形成一个统一的客体——电磁场。电磁场是独立于人们意识之外的客观存在，具有物质性；电磁场是不可分离的统一体，电场和磁场只是人们对电磁场认识的不同侧面．四、电磁波★周期性变化的电磁场由近及远地传播形成电磁波★电磁波具有波的一切特性：电磁波传播电磁振荡的运动形式，传播电磁场能，传播信息；电磁波是横波；电磁波可以发生反射、折射、干涉、衍射和多普勒效应等波的现象；

电磁波的波长λ、频率f（周期T）与波速v的关系也是v=λf．电磁波的传播是通过电与磁的相互感应来实现的，故电磁波在真空中也能传播，在真空中电磁波的波速等于光速．★电磁波与机械波的比较质点对平衡位置的位移x随时间作周期性变化电场强度E和磁感强度B随时间作周期性变化发生周期性变化的物理量不同通过介质质点间的力相互带动通过电与磁的相互感应激发传递方式不同一种机械振动在连续介质中由近及远的传播一种电磁运动现象，是电磁振荡在空间由近及远的传播本质不同机械波电磁波比较电磁波在真空中的传播速度C＝3.0×108.m/s．从场的观点来看电场具有电能，磁场具有磁能，电磁场具有电磁能．电磁波的发射过程就是辐射能量的过程．电磁波在空间传播，电磁能就随着一起传播．电磁波不需要任何介质，在真空中也能传播

.德国物理学家赫兹（1857－1894）第一次用实验证实了电磁波的存在．赫兹还测定了电磁波的波长和频率，得到电磁波的传播速度，证实这个速度等于光速．赫兹还用实验证明，电磁波跟所有波动一样，能产生反射、折射、衍射、干涉等现象，从而充分证实了麦克斯韦的电磁场理论，同时也为在此之后迅速发展起来的无线电技术的应用奠定了实验基础．

EB传播方向O

电磁波的产生

从麦克斯韦的电磁场理论可以知道：如果在空间某处发生了变化的电场，就会在空间引起变化的磁场，这个变化的电场和磁场又会在较远的空间引起新的变化的电场和磁场．这样，变化的电场和磁场并不局限于空间某个区域，而要由近及远向周围空间传播开去．电磁场这样由近及远地传播，就形成电磁波．

【例1】要想提高电磁振荡的频率，下列办法中可行的是……………

（）

A.线圈中插入铁芯

B.提高充电电压

C.增加电容器两板间距离

D.减小电容器两板间的正对面积CD

【例2】在LC振荡电路中，用以下的哪种方法可以使振荡频率增大一倍…………(）

A．自感系数L和电容C都增大一倍

B．自感系数L增大一倍，电容C减少一半

C．自感系数L减少一半，电容C增大一倍

D．自感系数L和电容C都减少一半D

【例3】如图4所示的LC振荡电路中，可变电容器C的取值范围为10pF～360pF．线圈的电感L=0.10H．求此电路能获得的振荡电流的最高频率多大？最低频率又为多少？解析:最高频率f1和最低频率f2分别为【例题4】根据麦克斯韦的电磁理论，下列说法正确的是：[]A．在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场B．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化的电场C．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场D．振荡的电场一定产生同频率振荡的磁场答案：D思考与讨论1、如图在LC振荡电路中，某时刻若磁场B正在增加，则电容器处于（）电状态,电场能正在（）,磁场能正在（）能量转变状态为（）电容器上板带（）电。BaLCb放减小增加电场能正在向磁场能转化正2、在LC的回路中，电流i——t的关系如图所示，①若规定逆时针方向为电流的正方向，说明t0时刻电路中能量变化情况，及电场能、磁场能、充放电等情况。②下列分析情况正确的是：（

）A、t1时刻电路的磁场能正在减小。B、t1→t2时间电路中的电量正在不断减少。C、t2→t3时间电容器正在充电。D、t4时刻电容中的电场能最大。思考与讨论t4t2t0t10itt3D3、在LC振荡电路中，当电容器放电完毕瞬间，电路中的电流为（）,线圈两端的电压为（）4、在LC回路中，当振荡电流为零时，则电容器开始（）,电容器的电量将（）,电容器中的（）达到最大,（）为零。思考与讨论最大零放电减少电场能磁场能5.要使LC振荡电路的周期增大一倍，可采用的办法是[]A．自感系数L和电容C都增大一倍B．