实验室测量电磁波在导线中传播速度的一种方法
高中物理学史总结
高中物理学史总结高中物理学史总结高中物理学史总结11．希腊人泰勒斯发现摩擦过的琥珀吸引轻小物体的现象。
P22．公元一世纪，我国东汉学者王充在《论衡》中写下“顿牟掇芥”一语，指的是用玳瑁的壳吸引轻小物体。
P2在《论衡》中描述的“司南”使人们公认最早的磁性定向工具。
P803．美国科学家富兰克林命名了正电荷和负电荷。
P24．电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根测得的。
P4、P375．法国学者库仑在前人工作基础上通过实验总结出库仑定律。
P66．英国物理学家，化学家法拉第提出：电荷的周围存在着有它产生的.电场，处在电场中的其它电荷受到电场给予的作用力。
P10用电场线和磁感线形象地描述电场和磁场。
P147．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并且把光现象与电磁现象统一起来。
P148．范德格拉夫静电加速器。
P389．富兰克林发现莱顿瓶放电可使缝衣针磁化。
P8010．丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应。
P8111．安培发现，磁体对通电导线有作用力。
P8112．特斯拉，美国电气工程师，是交变电流进入实用领域的主要推动者。
P8413．法国学者安培提出了著名的分子电流假说。
P8714．洛伦兹，荷兰物理学家，主要贡献是他的电子论。
提出了著名的洛伦兹力公式。
P9515．美国物理学家E.H.霍尔观察到霍尔效应。
P103高中物理学史总结21．法拉第发现了电磁感应现象。
P3利用电磁感应的原理发明了人类历史上的.第一台发电机圆盘发电机。
P142．物理学家楞次总结出楞次定律。
P113．在法拉第、纽曼、韦伯等人工作的基础上，人们总结出法拉第电磁感应定律。
P154．英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发一种电场。
P195．麦克斯韦建立了完整的电磁理论同时预言了电磁波的存在，并且认为光是一种电磁波（赫兹通过实验证实电磁波的存在）。
高中物理学史总结31．德国天文学家开普勒，研究了丹麦天文学家第谷的行星观测记录。
发表了开普勒行星运动定律。
2022年江苏省徐州市中考物理模拟试题及答案解析
2022年江苏省徐州市中考物理模拟试卷一、单选题（本大题共9小题，共18.0分）1. 夏天我们吃冰棍时，撕开冰棍包装纸，发现冰棍“冒白气”，这是由于( )A. 冰棒周围空气中水蒸气遇冷液化形成的B. 冰棒周围空气中水蒸气遇冷汽化形成的C. 冰棒周围空气中水蒸气遇冷凝华形成的D. 冰棒周围空气中水蒸气遇冷升华形成的2. 2021年10月16日，“神舟十三号”飞船与“天和核心舱”实施自动交会对接。
成功对接后，“神舟十三号”内的航天员看到“天和核心舱”纹丝不动，地球在缓缓转动，则航天员选择的参照物是( )A. 天和核心B. 太阳C. 地球D. 神舟十三号3. 下列实例中，材料的选用与物理属性的描述不相符的是( )A. 输电线的内芯用铜制成，是因为铜的导电性好B. 窗户用玻璃制成，是因为玻璃的透光性好C. 黄金饰品易于加工成各种形状是因为黄金的延展性好D. 电水壶的提把用胶木材料包裹是利用了胶木的绝缘性好4. 几个同学在一起用同一拉力器比赛臂力，结果他们都把拉力器撑到两臂伸直状态。
关于几个同学臂力的大小，下列说法正确的是( )A. 臂力一样大B. 撑开快的臂力大C. 手臂长的臂力大D. 体重大的臂力大5. 小华连接了如图甲所示两灯泡串联电路．闭合开关S后，发现灯泡L1、L2均不发光．为了排除电路故障，他用一根导线进行检查判断．他先将导线并联接在灯泡L2的两端接线柱上，闭合开关后，发现灯泡L1、L2均不发光：然后他将导线连接在灯泡L1两端如图乙所示，闭合开关S后，发现灯泡L1不发光、L2发光，下列判断中正确的是( )A. 导线②断了B. 灯L2的灯丝断了C. 导线①断了D. 灯L1的灯丝断了6. 2019年11月5日凌晨01时43分，我国成功发射第四十九颗北斗导航卫星。
我国自行研制的北斗卫星导航系统具有定位、导航和通信等功能，它传递信息是利用( )A. 电磁波B. 次声波C. 超声波D. 激光7. 如图，摆球从A点静止释放，经过最低点B点，摆向另一侧的最高点C，在此过程中，下列说法中正确的是( )A. 小球到达B点的瞬间，若剪断悬线，小球将沿水平方向做匀速直线运动B. 小球到达B点的瞬间，若受到的力全部消失，小球将保持静止状态C. 小球到达C点的瞬间，若受到的力全部消失，小球将保持静止状态D. 小球到达C点时处于平衡状态8. 张明、李彤、周乐三位同学课间在校园里的一棵大树下乘凉。
2021年高中物理选修二第四章《电磁振荡与电磁波》经典习题(答案解析)(2)
一、选择题1．第一位通过实验证实电磁波存在的物理学家是（ ）A ．赫兹B ．麦克斯韦C ．法拉第D ．普朗克 2．以下是几个教材中的物理公式，其中关于特定物理量符号、物理量名称及其在国际单位制（SI ）中的用基本单位表示的单位符号表述中全部正确的是（ ）公式 符号 名称 单位符号 A 32a k T= a 加速度 2m /s B L R S ρ= ρ密度 ()()32kg m /A s ⋅⋅ C 2T LC π= L长度 m D E Blv = B 磁感应强度 ()2kg /A s ⋅A ．AB ．BC ．CD ．D3．如图所示的LC 振荡电路中，某时刻电容器上下极板带电情况和线圈L 中的磁场方向如图所示，则此时（ ）A ．线圈中的自感电动势在增大B ．电容器两端电压正在增大C ．磁场能正在转化为电场能D ．增大电容器的电容，可以减弱振荡电路向外界辐射能量的本领4．下列判断正确的是（ ）A ．机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波B ．机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象C ．电磁波和机械波传播都需要介质D ．在双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则相邻干涉条纹间距变窄 5．以下关于电场和磁场的理解正确的是（ ）A ．一定条件下，两种场可以互相激发产生B ．试探电荷在电场中，电流元（一小段通电导线）在磁场中，一定都受到相应的场力C ．静电场、涡旋电场、恒定磁场和变化磁场都可以定义势和势能的概念D．场和场线都是人们为了研究问题方便引入的理想物理模型，并非客观存在6．火星探测器从火星向地球发回成功着陆的信号，用来携带该信号的电磁波属于（）A．X射线B．无线电波C．红外线D．紫外线7．如图所示是一个水平放置的圆环形玻璃小槽，槽内光滑，槽宽度和深度处处相同。
现将一直径略小于槽宽的带正电小球放在槽中，让它受绝缘棒打击后获得一初速度v0。
与此同时，有一变化的磁场垂直穿过圆环形玻璃小槽外径所对应的圆面积，磁感应强度B的大小跟时间成正比，方向竖直向下。
土壤含水量测量方法
土壤含水量测量方法( 1 )称重法(Gravimetric)也称烘干法，这是唯一可以直接测量土壤水分方法，也是目前国际上的标准方法。
用土钻采取土样，用0.1g 精度的天平称取土样的重量，记作土样的湿重 M，在 105℃的烘箱内将土样烘 6~8 小时至恒重，然后测定烘干土样，记作土样的干重 Ms土壤含水量=(烘干前铝盒及土样质量-烘干后铝盒及土样质量)/(烘干后铝盒及土样质量-烘干空铝盒质量)*100%( 2 )张力计法(Tensiometer)也称负压计法，它测量的是土壤水吸力测量原理如下：当陶土头插入被测土壤后，管内自由水通过多孔陶土壁与土壤水接触，经过交换后达到水势平衡，此时，从张力计读到的数值就是土壤水(陶土头处)的吸力值，也即为忽略重力势后的基质势的值，然后根据土壤含水率与基质势之间的关系(土壤水特征曲线)就可以确定出土壤的含水率( 3 ) 电阻法(Electricalresistance)多孔介质的导电能力是同它的含水量以及介电常数有关的，如果忽略含盐的影响，水分含量和其电阻间是有确定关系的电阻法是将两个电极埋入土壤中，然后测出两个电极之间的电阻。
但是在这种情况下，电极与土壤的接触电阻有可能比土壤的电阻大得多。
因此采用将电极嵌入多孔渗水介质(石膏、尼龙、玻璃纤维等)中形成电阻块以解决这个问题( 4 ) 中子法(Neutronscattering)中子法就是用中子仪测定土壤含水率中子仪的组成主要包括：一个快中子源，一个慢中子检测器，监测土壤散射的慢中子通量的计数器及屏蔽匣，测试用硬管等。
快中子源在土壤中不断地放射出穿透力很强的快中子，当它和氢原子核碰撞时，损失能量最大，转化为慢中子(热中子)，热中子在介质中扩散的同时被介质吸收，所以在探头周围，很快的形成了持常密度的慢中子云( 5 ) r-射线法(Gamma-rayattenuation)γ-射线法的基本原理是放射性同位素(现常用的是137Cs，241Am)发射的γ-射线法穿透土壤时，其衰减度随土壤湿容重的增大而提高。
波速测试原理
波速测试原理
波速测试是一种用来测量介质中波的传播速度的方法。
在物理学和工程领域，
波速测试被广泛应用于声波、电磁波和地震波等各种波的传播速度测量。
它对于研究介质的特性和结构，以及地质勘探、地震监测、声学和无线通信等领域都具有重要意义。
波速测试的原理是基于波的传播速度与介质的密度和弹性模量有关。
在同一介
质中，波的传播速度与波长和频率有关，而波长和频率又与波速有直接的关系。
因此，通过测量波的传播速度，可以间接地推导出介质的密度和弹性模量等物理特性。
在实际的波速测试中，常用的方法包括超声波测试、地震波测试和电磁波测试等。
这些方法都是通过在介质中产生波，然后测量波的传播时间或传播距离，从而计算出波速。
其中，超声波测试是通过超声波在材料中的传播速度来检测材料的质地和缺陷，地震波测试是通过地震波在地下介质中的传播速度来描绘地下结构，电磁波测试则是通过电磁波在空气或导体中的传播速度来研究材料的电磁特性。
波速测试在工程领域有着广泛的应用。
例如，在地质勘探中，通过地震波测试
可以了解地下岩层的结构和性质，为石油勘探和地质灾害防治提供重要的信息；在声学领域，通过超声波测试可以检测材料的内部缺陷和结构特性，为材料的质量控制和安全评估提供依据；在无线通信领域，通过电磁波测试可以研究天线和电路的传输特性，为通信系统的设计和优化提供支持。
总之，波速测试是一种重要的物理测试方法，它通过测量介质中波的传播速度，可以揭示介质的物理特性和结构，为地质勘探、材料测试和通信系统设计等领域提供了重要的技术手段。
随着科学技术的不断发展，波速测试方法也在不断创新和完善，将为人类的生产生活带来更多的便利和发展机遇。
高中物理学史、人物成就大全及高中物理学史知识汇总
高中物理中出现的所有物理学史资料的总结1、胡克：英国物理学家；发现了胡克定律（F 弹=kx）2、伽利略：意大利的著名物理学家；伽利略时代的仪器、设备十分简陋，技术也比较落后，但伽利略巧妙地运用科学的推理，给出了匀变速运动的定义，导出S 正比于t2 并给以实验检验；推断并检验得出，无论物体轻重如何，其自由下落的快慢是相同的；通过斜面实验，推断出物体如不受外力作用将维持匀速直线运动的结论。
后由牛顿归纳成惯性定律。
伽利略的科学推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一。
3、牛顿：英国物理学家；动力学的奠基人，他总结和发展了前人的发现，得出牛顿定律及万有引力定律，奠定了以牛顿定律为基础的经典力学。
4、开普勒：丹麦天文学家；发现了行星运动规律的开普勒三定律，奠定了万有引力定律的基础。
5、卡文迪许：英国物理学家；巧妙的利用扭秤装置测出了万有引力常量。
6、布朗：英国植物学家；在用显微镜观察悬浮在水中的花粉时，发现了“布朗运动”。
7、焦耳：英国物理学家；测定了热功当量J=4.2 焦/卡，为能的转化守恒定律的建立提供了坚实的基础。
研究电流通过导体时的发热，得到了焦耳定律。
8、开尔文：英国科学家；创立了把－273℃作为零度的热力学温标。
9、库仑：法国科学家；巧妙的利用“库仑扭秤”研究电荷之间的作用，发现了“库仑定律”。
10、密立根：美国科学家；利用带电油滴在竖直电场中的平衡，得到了基本电荷e 。
11、欧姆：德国物理学家；在实验研究的基础上，欧姆把电流与水流等比较，从而引入了电流强度、电动势、电阻等概念，并确定了它们的关系。
12、奥斯特：丹麦科学家；通过试验发现了电流能产生磁场。
13、安培：法国科学家；提出了著名的分子电流假说。
14、汤姆生：英国科学家；研究阴极射线，发现电子，测得了电子的比荷e/m；汤姆生还提出了“枣糕模型”，在当时能解释一些实验现象。
15、劳伦斯：美国科学家；发明了“回旋加速器”,使人类在获得高能粒子方面迈进了一步。
2021-2022学年苏教版九年级物理下册第十七章电磁波与现代通信专题测试试题(含解析)
苏教版九年级物理下册第十七章电磁波与现代通信专题测试考试时间：90分钟；命题人：物理教研组考生注意：1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。
第I卷（选择题 30分）一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）1、今年10月16日0时23分，长征二号F遥13火箭将神舟十三号载人飞船将翟志刚、王亚平、叶光富三名航天员送入太空，6点56分飞船成功与中国天宫空间站实现自动交会对接，9点58分三名航天员进入了空间站。
如图所示是对接时的情景，以下有关对接过程的说法，错误的是（）A．对接时，“神舟十三号”相对天宫空间站的速度很小B．对接后，“神舟十三号”相对天宫空间站是静止的C．对接后，它们做匀速直线运动D．对接时的图片不是通过声波传播的2、如图所示为红外测温计，在2020年新型冠状病毒疫情期间，我们利用红外测温计可以快速无接触-︒），就有热辐射向外部发射。
千摄氏度以下的测量体温。
任何物体只要它的温度高于绝对零度（273C的物体，其热辐射中最强的电磁波是红外线，所以对物体自身红外辐射的测量，便能准确测定它的表面温度，其原理基于黑体辐射规律。
下列关于红外测温计的说法正确的是（）A．测量表面温度，体温超过37.3C者须主动配合做好医学观察B．红外测温计是根据液体的热胀冷缩原理制成C．热辐射中最强的电磁波是红外线，传播速度为340m/sD．红外测温计在使用中要与人体接触3、我国自行研制的“嫦娥三号”登月探测器（包括着陆器和“玉兔”月球车）发射成功，并在月球成功实施软着陆，假设月球对其表面物体的引力只有地球对地面物体引力的六分之一，则下列说法正确的是（）A．在地球上质量为140kg的“玉兔”月球车，在月球上只有约23.3kgB．“嫦娥三号”探测器向地球传递信号的速度是340m/sC．制造“玉兔”月球车的金属在月球上的密度只有地球上的六分之一D．“玉兔”月球车上的相机在地球上重为60N，在月球上重为10N4、图所示，将导线一端与电池负极连接，用另一端与电池正极快速断续接触，可以听到收音机发出“咯、咯”声，表明收音机接收到了（）A．热量B．声波C．光能D．电磁波5、下列说法正确的是（）A．太阳光是一种单色光B．遥控器是利用紫外线工作的C．电磁波的传播速度为8D．原子核是由质子和中子组成的310m/s6、关于超声波和次声波，下列说法正确的是（）A．超声波和次声波统称声音B．倒车雷达和飞机雷达都是利用超声波传达信息C．用声呐探测海底深度，是因为超声波比次声波在水里传播的速度快D．蝙蝠用超声波回声定位捕捉昆虫，大象利用次声波与同伴之间交流7、如图所示，这款“自拍神器”可三脚架支撑可伸缩可折叠，还可手持蓝牙遥控器拍照，为人们外出旅游拍照带来极大便利。
电磁波的速度
电磁波的速度电磁波是由变化的电场和磁场相互耦合而产生的一种物理现象。
电磁波在真空中的传播速度被普遍认为是光速，即3×10^8米/秒。
然而，电磁波的速度实际上是取决于介质的性质的。
光速作为一种测量物理量，是一个非常重要的参考点。
在物理学中，光速是一个极其重要的基准，它被用作计算其他物质粒子的速度和能量。
此外，相对论理论中的狭义相对论也以光速为基准，提出了相应的相对论效应。
诸如偏振、频率、波长和速度等特性对电磁波的传播和行为产生了重要影响。
电磁波可以从无线电波到微波、红外线、可见光、紫外线、X射线以及γ射线等频段。
根据麦克斯韦方程组，电场和磁场彼此耦合，形成电磁波。
这些方程表明，电磁波的传播速度与电介质的物理性质有关。
电介质是一种电荷无穷小的物质，例如空气、水、玻璃等。
可以通过介质的折射率来计算电场和磁场的传播速度。
在真空中，电磁波的传播速度为光速，即3×10^8米/秒。
当电磁波通过介质如空气、水或玻璃时，电磁波的传播速度会减慢。
这是因为介质中的原子或分子与电磁波的交互作用会引起电磁波的散射和吸收。
根据光速在不同介质中的传播速度的变化，我们可以得到折射率的概念。
折射率是介质中光的传播速度与真空中光速的比值。
折射率通常大于1，因此，电磁波在介质中的传播速度通常小于光速。
除了介质的物理性质，电磁波的传播速度还受到频率和波长的影响。
对于不同频率的电磁波，其传播速度可能会有微小变化。
这在广播和通信系统中是非常重要的，因为不同频率的电磁波需要不同的传播速度才能确保信息的准确传输。
需要注意的是，电磁波速度的测量是一项极其困难的任务。
它需要使用精密的测量设备和精确的实验方法来确定电磁波的传播速度。
许多科学家和工程师致力于研究电磁波的传播和速度特性，以提高通信和雷达系统的性能。
总之，电磁波的速度取决于介质的物理性质。
在真空中，电磁波的传播速度为光速，是其他物质运动的参考点。
在介质中，电磁波的速度通常小于光速，并受到介质的折射率、频率和波长的影响。
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实验室测量电磁波在导线中传播速度的一种方法
刘德力（lx760506@）
电磁波在导线中的传播速度可以在实验室里测出。
做这个实验需要的仪器设备要求比较高，但还是可以找到。
电磁波在导线中的传播速度实际早已有定论，就是不超过自由空间里的光速。
这个结论不管是在理论上还是实践中都早已证明了。
但现在还是有很多人想通过这类实验来发现电磁波信号在导线中的传输会有超光速的现象。
他们设计了所谓的实验，采取了错误的方法和手段，当然不可能得出正确的结论。
本文介绍一个有理论根据的，有说服力的实验方法来再次证明电磁波在导线中的传播速度不会超过光速。
如果你手头有仪器的话，马上就可能验证一下导线中电磁波的传播速度不会超过光速。
1.实验方法
首先我们需要两台仪器，就目前一般实验室的水平最好选择一台宽带数字示波器和一台有短脉冲（单脉冲）输出功能的信号发生器。
前者比较好找，后者有点困难。
有条件的话可以自己动手做一个。
也能用高频连续波信号发生器来代替一下，但在最终对结果分析计算会有点麻烦。
有了两台仪器再找一根铜导线，比如一根100米长，直径为1～2毫米的漆包线就可以做实验了。
下面的分析可见导线长度越短对仪器要求越高，导线越长越容易测量，测量精度也越高。
1)把导线拉直并两端固定好，一端靠近测量仪器，一端远离仪器对地开路，如图1
所示连接。
图1 实验装置
2)设置信号发生器输出短脉冲方波，脉宽100ns，幅度大于200mV，重复周期1000ns,
即1μs ，输出信号波形如图2 。
短脉冲信号经过功率分配器（三通）一路连接导
线一端，同时也是接示波器1通道，另一路直接接示波器2通道。
图2 信号发生器输出波形
3)设置示波器为正脉冲上升沿触发方式，触发源采用2通道信号，触发电平选50%
即可。
正确选择示波器的扫描时基，选100ns/div ，两个通道的测量幅度选择
50mV/div 。
一切正确的话，我们可以在示波器上看到：通道1有两个脉冲信号，通道2只有一个脉冲信号。
精确读出通道1的两个脉冲间隔时间，即两个脉冲的上升沿之间的时间间隔Δt 。
设导线长度为L ，那么我们可以计算出电磁波在导线中的传播速度为V=2×L/Δt 。
如果L是75m，Δt在500ns左右。
2.实验原理描述
电磁波的传输必须要花一定的时间，在导线中传输也是一样，假定这个传输速度为V，从信号源输出的信号在导线上传输，信号到达导线末端因能量没有消耗会反向传回起始端，我们一般说这个现象是电磁波的反射。
所以我们在示波器的1通道就看到了两个脉冲信号。
两个脉冲的时间间隔是脉冲信号在导线上来回传输所花的时间，这样速度计算公式就应该为V=2×L/Δt 。
3.影响实验精度的因素
要精确得到电磁波在导线中传输的速度，必须精确测量Δt 。
Δt的测量当然需要有高精度的计时仪器，所以要求这里的示波器性能很好。
当Δt数值不够大，测量值精度不够高时，我们可以适当增加实验导线的长度。
导线越长，Δt数值越大，越好测量。
但是受示波器特性和显示范围的限制，导线继续加长，Δt数值虽然增大了但最小分辨率并不会得到提高。
所以，实验导线的长度和计时精度要综合考虑，我们事先可以用2L/c来估计Δt的数量级，c就是自由空间的光速。
如果我们没有实验要求的脉冲信号发生器，那么只能用高频正弦波信号发生器，反射波和入射波在导线输入端会产生叠加，叠加的结果以至我们发现不了反射波的存在。
这时，我们可以在功率分配器的两个输出端都串上一个50～100欧的电阻。
示波器1，2通道都是显示一个连续正弦波，但它们会有一个较小的相位差。
不难理解这个相位差就是经反射信号叠加造成的。
除了产生相位差外，正弦信号幅度也会变大许多（近一倍）。
测出这个相位时间差，反算出反射波的真实延时值，就得到了前面的Δt ，我们一样可以计算出电磁波在导线中的传输速度。
考虑到入射和反射信号叠加结果的信号其相位延迟为ΔΦ，是纯反射波信号相位延迟的1/2，所以时间延时是Δt=ΔΦ/πf。
图3 用正弦波实验的情况
如果我们在导线的开路端观测，如图 4 ，也会看到入射波和反射波的叠加信号，我们甚至看到的是两次反射叠加信号，这就使结果变得复杂起来。
由于反射波总是要迟后入射信号，我们观测到的叠加信号总是相位落后的。
图4 可能测得经多次反射叠加的信号
4.其它讨论
电磁波在导线中的传输，传播方向上有电场分量但没有磁场分量，一般称作横磁波或TM波。
因为只有纵向电场分量，有人又称电波（E波）。
其本身还是电磁波，不过是按麦克斯韦方程和特殊边界条件求得的一种波模式，在介质中的传输速度不会超过自由空间的光速。
另外，纵向波只是振动方向和波的传输方向一致，在空间上有相位相同的点，当然也有波长的概念。
本文所述的实验方法的原理其实早已有工程应用。
工程上使用的电时域反射仪就是一例。
这种仪器可以用来检测长距离输电线或通信线的故障点位置，一般在1000米线路上可发现的故障点位置误差大约在1米之内。
现在普遍在应用的光时域反射仪，用来检测通信光缆的故障点，也有着类似的原理。
对短的传输线测量，因为时间测量精度要求太高（ns级），工程上应用还有困难，但随着毫微秒脉冲技术的发展，这种应用在逐步扩大。