电磁波课件
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电磁波的发现及应用ppt课件
称之美。他大胆地假设：变化的电场就像导线中的电流一样，会在 空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。
电磁场是麦克斯韦的猜想，英年早逝的他并没有见证电磁场 被发现。
我们熟悉声波和水波，耳朵能够听到声波是因为耳朵和声源之间有 空气，水波的传播则需要水。空气、水是声波和水波传播的介质。水波 和声波的传播都离不开介质。与这些波不同，电磁波可以在真空中传播， 这是因为电磁波的传播靠的是电场和磁场的相互“激发”。
例如，光是一种电磁波——传播着的电磁场，光具有能量。 思考讨论：播音员的声音为什么能从电台到达我们的收音机？ 因为电台发射的电磁波在收音机的天线里感应出了电流，有电流就 有能量。 我们有各种各样的仪器，能够探测到各种电磁波。所有这些都表明 电磁波具有能量，电磁波是一种物质。
五、电磁波通信
电磁波携带的信息，既可以有线传播， 也可以无线传播。
三、电磁波谱
按照电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列起来，就是电磁波谱。
在一列水波中，凸起的最高处叫作波峰； 凹下的最低处叫作波谷。 邻近的两个波峰（或波谷）的距离叫作波长。在 1 s 内有多少次波峰 （或波谷）通过，波的频率就是多少。水波不停地向远方传播，用来 描述波传播快慢的物理量叫作波速。波速、波长、频率三者之间的关 系是: 波速＝波长 × 频率
c f c 3108 m / s
四、电磁波的能量 赫兹通过实验证实了电磁波的存在，这意味着，电磁场不仅仅是一种描 述方式，而且是真正的物质存在。 1．电磁波的能量 电磁波是一种物质存在的形式。食物中的水分子在微波的作用下热运动 加剧，内能增加，温度升高。食物增加的能量是微波给它的。可见，电 磁波具有能量。
一、电磁场
电容器
变化的电场产生磁场
麦克斯韦确信自然规律的统一性与和 谐性，相信电场与磁场的对称之美。 他大胆地假设∶变化的电场就像导线 中的电流一样，会在空间产生磁场， 即变化的电场产生磁场。
电磁场是麦克斯韦的猜想，英年早逝的他并没有见证电磁场 被发现。
我们熟悉声波和水波，耳朵能够听到声波是因为耳朵和声源之间有 空气，水波的传播则需要水。空气、水是声波和水波传播的介质。水波 和声波的传播都离不开介质。与这些波不同，电磁波可以在真空中传播， 这是因为电磁波的传播靠的是电场和磁场的相互“激发”。
例如，光是一种电磁波——传播着的电磁场，光具有能量。 思考讨论：播音员的声音为什么能从电台到达我们的收音机？ 因为电台发射的电磁波在收音机的天线里感应出了电流，有电流就 有能量。 我们有各种各样的仪器，能够探测到各种电磁波。所有这些都表明 电磁波具有能量，电磁波是一种物质。
五、电磁波通信
电磁波携带的信息，既可以有线传播， 也可以无线传播。
三、电磁波谱
按照电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列起来，就是电磁波谱。
在一列水波中，凸起的最高处叫作波峰； 凹下的最低处叫作波谷。 邻近的两个波峰（或波谷）的距离叫作波长。在 1 s 内有多少次波峰 （或波谷）通过，波的频率就是多少。水波不停地向远方传播，用来 描述波传播快慢的物理量叫作波速。波速、波长、频率三者之间的关 系是: 波速＝波长 × 频率
c f c 3108 m / s
四、电磁波的能量 赫兹通过实验证实了电磁波的存在，这意味着，电磁场不仅仅是一种描 述方式，而且是真正的物质存在。 1．电磁波的能量 电磁波是一种物质存在的形式。食物中的水分子在微波的作用下热运动 加剧，内能增加，温度升高。食物增加的能量是微波给它的。可见，电 磁波具有能量。
一、电磁场
电容器
变化的电场产生磁场
麦克斯韦确信自然规律的统一性与和 谐性，相信电场与磁场的对称之美。 他大胆地假设∶变化的电场就像导线 中的电流一样，会在空间产生磁场， 即变化的电场产生磁场。
课件1：4.4 电磁波谱
4.4 电磁波谱
学习目标
1.了解什么是电磁波谱，知道各种可见光和不可见光与无线电波一 样， 也是电磁波. 2.了解不同波长电磁波的特性及其主要用途.
一、电磁波谱
电磁波谱：按电磁波的波长或频率高低的顺序把它们排列成谱。 电磁波谱中按波长由大到小(频率由小到大)的顺序，依次是无线 电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，如图所示。
非接触红外测温仪
亚马孙热带雨林大火遥感监测报告
非接触红外测温仪
亚马孙热带雨林大火遥感监测报告
四、可见光
能使人的眼睛产生视觉效应的电磁波称为可见光。 如：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫各色光。 波长范围：400nm～760nm 特性：能作用于眼睛并引起视觉 应用：照明、摄影等
各色光在真空中的波 长和频率
THANK YOU .
六、伦琴射线（X射线）和γ射线
波长比紫外线更短的电磁波就是X射线和γ射线了。 ①X射线：10-8m~10-12m ②γ射线：小于10-10m 2．特性：穿透力很强。 3．应用：X射线：医学成像、工业探测等。 γ射线：杀伤力大、摧毁病变细胞、探测金属构件内部的缺陷、核爆 炸、无声武器等。
X射线照射下的鱼
1.2019年12月18日8时14分，四川内江市资中县发生地震。为了将埋在
倒塌建筑中的被困者迅速解救出来，救援队在救援过程中使用生命探
测仪来寻找被压在废墟中的大量伤员，这种仪器主要是接收人体发出
的( B )
A.可见光
B.红外线
C.紫外线
D.声音
2.(多选)无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线合起来，形 成了范围非常广阔的电磁波谱，不同的电磁波表现出的特性不同，因而 其用途也不同。下列说法正确的是 (ACD) A.红外线、紫外线、X射线和γ射线在真空中传播的速度均为3×108 m/s B.红外线应用在遥感技术中，是利用它穿透本领强的特性 C.紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度 D.日光灯是紫外线的荧光效应的应用
学习目标
1.了解什么是电磁波谱，知道各种可见光和不可见光与无线电波一 样， 也是电磁波. 2.了解不同波长电磁波的特性及其主要用途.
一、电磁波谱
电磁波谱：按电磁波的波长或频率高低的顺序把它们排列成谱。 电磁波谱中按波长由大到小(频率由小到大)的顺序，依次是无线 电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，如图所示。
非接触红外测温仪
亚马孙热带雨林大火遥感监测报告
非接触红外测温仪
亚马孙热带雨林大火遥感监测报告
四、可见光
能使人的眼睛产生视觉效应的电磁波称为可见光。 如：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫各色光。 波长范围：400nm～760nm 特性：能作用于眼睛并引起视觉 应用：照明、摄影等
各色光在真空中的波 长和频率
THANK YOU .
六、伦琴射线（X射线）和γ射线
波长比紫外线更短的电磁波就是X射线和γ射线了。 ①X射线：10-8m~10-12m ②γ射线：小于10-10m 2．特性：穿透力很强。 3．应用：X射线：医学成像、工业探测等。 γ射线：杀伤力大、摧毁病变细胞、探测金属构件内部的缺陷、核爆 炸、无声武器等。
X射线照射下的鱼
1.2019年12月18日8时14分，四川内江市资中县发生地震。为了将埋在
倒塌建筑中的被困者迅速解救出来，救援队在救援过程中使用生命探
测仪来寻找被压在废墟中的大量伤员，这种仪器主要是接收人体发出
的( B )
A.可见光
B.红外线
C.紫外线
D.声音
2.(多选)无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线合起来，形 成了范围非常广阔的电磁波谱，不同的电磁波表现出的特性不同，因而 其用途也不同。下列说法正确的是 (ACD) A.红外线、紫外线、X射线和γ射线在真空中传播的速度均为3×108 m/s B.红外线应用在遥感技术中，是利用它穿透本领强的特性 C.紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度 D.日光灯是紫外线的荧光效应的应用
电磁波的应用(23张PPT)物理九年级下册
3.电磁波污染的防护措施
（1）为减少电磁波侵害，国家制定了相关法规和标准，限制建筑物的选址，要求住宅、办公楼与高压线、变电站、广播电台、电视发射塔、雷达站、通信基站等这些设施保持一定的距离，以保障居民的健康。（2）家用电器分散摆放，以免使家中某个位置的电磁辐射剂量过大，而使人体处于超量辐射的环境之中。
空间中越来越多的电磁波不同程度地影响着我们的健康，给我们带来了某些伤害，已成为一种污染。
研究表明，高压线，变电站、广播电台、电视发射塔、雷达站、通信基站等设施周边电磁波较为密集，电磁波携带的能量也较大，是电磁污染的重灾区。
1.电磁污染的重灾区
2.生活中的电磁波辐射
生活环境中，计算机、电视机、微波炉等电子设备产生的电磁辐射强度也比较高，我们有必要采取一些防护措施。
麦克风——将声信号转换成电信号
调制器——将音频电信号加载到高频电流上
天 线——产生电磁波将高频载波信号发射到空中
麦克风
调制器
天线
天线
调谐器
扬声器
天 线——接收各种各样的电磁波
调谐器——接收音机或电视机选择需要电台的载波信号(解调)
解 调——从载波信号中复原音频信号
扬声器——将音频电信号转换成声音
接收过程
（2）无线电通信
利用移动电话发射和接收电磁波，几乎可以在地球的任何角落和他人通话
讨论交流 电磁波还有哪些应用
电磁波的信息特性，在生产、生活、工作和学习中的应用不胜枚举。请同学们说说，电磁波的信息特性还有哪些应用？
1.一切电磁波都具有能量。地球上大气的运动、季节变化、昼夜温度起伏及生物圈的循环都源于太阳光这一电磁波提供的能量。太阳是地球上维持各种生命运动最基本的能量来源。
1.电磁波携带信息，在许多情况下，向外辐射电磁波的物质，其固有信息会被电磁波“带”出来。
（1）为减少电磁波侵害，国家制定了相关法规和标准，限制建筑物的选址，要求住宅、办公楼与高压线、变电站、广播电台、电视发射塔、雷达站、通信基站等这些设施保持一定的距离，以保障居民的健康。（2）家用电器分散摆放，以免使家中某个位置的电磁辐射剂量过大，而使人体处于超量辐射的环境之中。
空间中越来越多的电磁波不同程度地影响着我们的健康，给我们带来了某些伤害，已成为一种污染。
研究表明，高压线，变电站、广播电台、电视发射塔、雷达站、通信基站等设施周边电磁波较为密集，电磁波携带的能量也较大，是电磁污染的重灾区。
1.电磁污染的重灾区
2.生活中的电磁波辐射
生活环境中，计算机、电视机、微波炉等电子设备产生的电磁辐射强度也比较高，我们有必要采取一些防护措施。
麦克风——将声信号转换成电信号
调制器——将音频电信号加载到高频电流上
天 线——产生电磁波将高频载波信号发射到空中
麦克风
调制器
天线
天线
调谐器
扬声器
天 线——接收各种各样的电磁波
调谐器——接收音机或电视机选择需要电台的载波信号(解调)
解 调——从载波信号中复原音频信号
扬声器——将音频电信号转换成声音
接收过程
（2）无线电通信
利用移动电话发射和接收电磁波，几乎可以在地球的任何角落和他人通话
讨论交流 电磁波还有哪些应用
电磁波的信息特性，在生产、生活、工作和学习中的应用不胜枚举。请同学们说说，电磁波的信息特性还有哪些应用？
1.一切电磁波都具有能量。地球上大气的运动、季节变化、昼夜温度起伏及生物圈的循环都源于太阳光这一电磁波提供的能量。太阳是地球上维持各种生命运动最基本的能量来源。
1.电磁波携带信息，在许多情况下，向外辐射电磁波的物质，其固有信息会被电磁波“带”出来。
电磁波家族-PPT课件
17
【审题指导】 解此题应把握两点： (1)电谐振的原理． (2)电磁波的接收过程．
18
【精讲精析】 当处于电谐振时，所有的电 磁波仍能在接收电路中产生感应电流，只不 过频率跟谐振电路固有频率相等的电磁波， 在接收电路中激发的感应电流最强．由调谐 电路接收的感应电流，要再经过检波(也就 是调制的逆过程)、放大，通过耳机才可以 听到声音，故正确答案为A、D.
33
热点示例创新拓展
电磁波的综合应用 [经典案例] (10分)某雷达工作时发射电磁波的 波长λ＝20 cm,每秒发射的脉冲数n＝5000,每个 脉冲持续的时间为t＝2×10－8 s,问电磁波的振 荡频率为多少？最大侦察距离是多少？ 【审题指导】 解此题注意两点： (1)电磁波的波长、波速、频率的关系． (2)对侦察距离的理解．
23
1.电磁波谱：按电磁波的波长或频率大小的 顺序把它们排列包括无线电波、红外线、可 见光、紫外线、X射线、γ射线． 3.电磁波的特性及应用
24
25
26
例2 下面列出一些医疗器械的名称和这些 器械运用的物理现象.请将相应的字母填写在 运用这种现象的医疗器械后面的空格上. (1)X光机，________． (2)紫外线灯，________． (3)理疗医用“神灯”照射伤口，可使伤口愈合得 较好，这里的“神灯”是利用________．
12
要点探究讲练互动
要点一 对调幅、调频、调谐、解 调的理解
学案导引
1.无线电波的发射原理是什么？经过哪几个 过程？ 2.怎样才能顺利接收无线电波信号？
13
1.无线电波的发射和接收过程
2.“调幅”和“调频”都是调制过程 (1)高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变的 调制方式叫调幅,一般电台的中波、中短波、 短波广播以及电视中的图像信号采用调幅波. (2)高频电磁波的频率随信号的强弱而改变的 调制方式叫调频，电台的立体声广播和电视 中的伴音信号，采用调频波．
【审题指导】 解此题应把握两点： (1)电谐振的原理． (2)电磁波的接收过程．
18
【精讲精析】 当处于电谐振时，所有的电 磁波仍能在接收电路中产生感应电流，只不 过频率跟谐振电路固有频率相等的电磁波， 在接收电路中激发的感应电流最强．由调谐 电路接收的感应电流，要再经过检波(也就 是调制的逆过程)、放大，通过耳机才可以 听到声音，故正确答案为A、D.
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热点示例创新拓展
电磁波的综合应用 [经典案例] (10分)某雷达工作时发射电磁波的 波长λ＝20 cm,每秒发射的脉冲数n＝5000,每个 脉冲持续的时间为t＝2×10－8 s,问电磁波的振 荡频率为多少？最大侦察距离是多少？ 【审题指导】 解此题注意两点： (1)电磁波的波长、波速、频率的关系． (2)对侦察距离的理解．
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1.电磁波谱：按电磁波的波长或频率大小的 顺序把它们排列包括无线电波、红外线、可 见光、紫外线、X射线、γ射线． 3.电磁波的特性及应用
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例2 下面列出一些医疗器械的名称和这些 器械运用的物理现象.请将相应的字母填写在 运用这种现象的医疗器械后面的空格上. (1)X光机，________． (2)紫外线灯，________． (3)理疗医用“神灯”照射伤口，可使伤口愈合得 较好，这里的“神灯”是利用________．
12
要点探究讲练互动
要点一 对调幅、调频、调谐、解 调的理解
学案导引
1.无线电波的发射原理是什么？经过哪几个 过程？ 2.怎样才能顺利接收无线电波信号？
13
1.无线电波的发射和接收过程
2.“调幅”和“调频”都是调制过程 (1)高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变的 调制方式叫调幅,一般电台的中波、中短波、 短波广播以及电视中的图像信号采用调幅波. (2)高频电磁波的频率随信号的强弱而改变的 调制方式叫调频，电台的立体声广播和电视 中的伴音信号，采用调频波．
电磁波的发现 课件
典例精析 (多选)关于电磁场和电磁波，下列叙述中正确的是( )
A．恒定的电场能够产生电磁波 B．电磁波的传播需要介质 C．电磁波从一种介质进入另一种介质，频率不变 D．电磁波传播的过程中也传递了能量
【解析】 变化的电场产生磁场，恒定的电场不会产生磁场，所 以不会产生电磁波，选项A错．电磁波的传播不需要介质，在真空中 也能传播，选项B错．电磁波从一种介质进入另一种介质时，频率不 变，波长和波速发生变化，选项C正确．电磁波传播的过程也把电磁 场的能量传递出去，选项D正确．
(2)变化的电场产生磁场
如图所示，根据麦克斯韦理论，在电容器充、放电的时候，不仅 导体中的电流要产生磁场，而且在电容器两极板间变化着的电场周围 也要产生磁场．
2．对电磁场理论的理解 (1)恒定的电场(磁场)不产生磁场(电场)． (2)均匀变化的电场(磁场)在周围空间产生恒定的磁场(电场)． (3)周期性变化的电场(磁场)产生同频率周期性变化的磁场(电 场)．
(4)电磁波传播的过程也就是电磁能量传播的过程．
(5)电磁波的波速、波长与频率的关系为c＝λf，λ＝cf . 同一种电磁波在不同介质中传播时频率不变(频率由波源决定)， 波速、波长发生改变，且同一种电磁波在介质中的传播速度比在真空 中的传播速度小；不同电磁波在同一种介质中传播时，传播速度不 同．
特别提醒 (1)在变化的磁场中产生的电场线是闭合的，而静电场中的电场 线是不闭合的． (2)静电场、静磁场可以单独存在，但没有静止的电磁场． (3)由静电场和静磁场混合的空间不属于电磁场．
【答案】 CD
问题探索 ◆想一想 问题 在你看电视时若关灯或打手机，电视机画面会出现什么现 象？为什么？
提示： 会看到电视图象晃动，且听到声音中有杂音，因为在电路通断和 接打手机时会发射电磁波，电视接收到以后对图象和声音信号有影 响.
电磁波课件
由于透射现象的存在，电磁波在 传输过程中也会存在一定的能量
损失，一般用单位dB表示。
04 电磁波的应用
无线通信
无线电广播
利用电磁波将音频信号传输到收音机或扬声器。
移动通信
通过手机、基站和网络设备之间的无线电波传输 实现通信。
卫星通信
利用卫星反射或转发无线电波，实现远距离通信 。
雷达技术
天气雷达
高速、高带宽
随着通信技术的发展，电磁波的传输速度和带宽需求也在 不断增加。未来，电磁波将更加适应高速度、高带宽的应 用需求。
安全性提高
随着电磁波在各个领域的广泛应用，其安全性问题也日益 受到关注。未来，电磁波的安全性将得到进一步增强，以 保障用户的信息安全和隐私权益。
物联网应用
随着物联网技术的发展，电磁波将在物联网中发挥重要作 用。未来，电磁波将更加适应物联网应用的需求，为各种 智能设备的通信和数据传输提供支持。
在介质中传播速度会降低 。
折射率
不同介质对电磁波的折射 率不同，导致在穿过介质 时速度发生变化。
传播介质
01
02
03
04
真空
电磁波在真空中可以传播。
空气
空气中传播的电磁波会受到大 气颗粒物等的影响。
玻璃
玻璃等透明材料可以透过电磁 波。
导电材料
导电材料可以引导电磁波的传 播。
03 电磁波的反射与折射
未来展望
5G及6G通信
随着5G和6G通信技术的不断发展，电磁波将在未来的通信中发挥更加重要的作用。未来 ，电磁波将更加适应5G和6G通信的需求，为高速、高带宽、低延迟的通信提供支持。
量子通信
量子通信是一种新型的通信方式，具有高度安全性和不可破解性。未来，电磁波将在量子 通信中发挥重要作用，为高度安全的通信提供支持。
损失，一般用单位dB表示。
04 电磁波的应用
无线通信
无线电广播
利用电磁波将音频信号传输到收音机或扬声器。
移动通信
通过手机、基站和网络设备之间的无线电波传输 实现通信。
卫星通信
利用卫星反射或转发无线电波，实现远距离通信 。
雷达技术
天气雷达
高速、高带宽
随着通信技术的发展，电磁波的传输速度和带宽需求也在 不断增加。未来，电磁波将更加适应高速度、高带宽的应 用需求。
安全性提高
随着电磁波在各个领域的广泛应用，其安全性问题也日益 受到关注。未来，电磁波的安全性将得到进一步增强，以 保障用户的信息安全和隐私权益。
物联网应用
随着物联网技术的发展，电磁波将在物联网中发挥重要作 用。未来，电磁波将更加适应物联网应用的需求，为各种 智能设备的通信和数据传输提供支持。
在介质中传播速度会降低 。
折射率
不同介质对电磁波的折射 率不同，导致在穿过介质 时速度发生变化。
传播介质
01
02
03
04
真空
电磁波在真空中可以传播。
空气
空气中传播的电磁波会受到大 气颗粒物等的影响。
玻璃
玻璃等透明材料可以透过电磁 波。
导电材料
导电材料可以引导电磁波的传 播。
03 电磁波的反射与折射
未来展望
5G及6G通信
随着5G和6G通信技术的不断发展，电磁波将在未来的通信中发挥更加重要的作用。未来 ，电磁波将更加适应5G和6G通信的需求，为高速、高带宽、低延迟的通信提供支持。
量子通信
量子通信是一种新型的通信方式，具有高度安全性和不可破解性。未来，电磁波将在量子 通信中发挥重要作用，为高度安全的通信提供支持。
《电磁波》怎样传递信息—通信技术简介PPT课件
电磁波的传播需要介质吗？
把一个移动电话放入真空罩中，拨打这个手机的号码，手机有反应吗？
电磁波的传播不需要介质。
二、电磁波的传播
小实验
结 论
2．电磁波的几个要素
（1）波长：邻近的两个波峰（或波谷）的距离。 单位：米
1．电磁波可以在真空中传播
波峰
波谷
3．电磁波的传播速度
真空中：c =2.997 924 58 ×108 m/s
第十五章 怎样传递信息—通信技术简介
电磁波
- .
电磁波是怎样产生的？电磁波是怎样传播的？波长、波速、频率有何关系？
移动电话依靠电磁波传递信息
电视信号的传播依靠电磁波
连续调节台灯亮度旋钮
导线时断时续接触电池的一极
收音机：发出“喀喀”声
一、电磁波的产生
听一听
实质：电磁场能量由近及远的传播。
电磁波产生演示实验
迅速变化的电流能在周围产生电磁波。
结 论
概念：采用专门的电子器件和电路来产生变化得非常快的电流。
振荡电流是一种周期性变化的电流，变化的快慢用频率表示，频率的单位是赫兹（Hz)。还有千赫（kHz) 、兆赫（MHz) 、吉赫（GHz) 。
电磁波既可以在介质中传播也可以在真空中传播。
电磁波在真空中的传播速度 c =2.997 924 58×108 m/s ≈3×105 km/s
1 kHz=103Hz1 MHz=106Hz1 GHz=109Hz
振荡电流
10-12 10-10 10-4 10-2 102 104 106 λ(cm)
3×1022 3×1016 3×1014 3×1012 3×104 f (Hz)
电磁波
声音的传播需要固体、液体、气体等介质。
把一个移动电话放入真空罩中，拨打这个手机的号码，手机有反应吗？
电磁波的传播不需要介质。
二、电磁波的传播
小实验
结 论
2．电磁波的几个要素
（1）波长：邻近的两个波峰（或波谷）的距离。 单位：米
1．电磁波可以在真空中传播
波峰
波谷
3．电磁波的传播速度
真空中：c =2.997 924 58 ×108 m/s
第十五章 怎样传递信息—通信技术简介
电磁波
- .
电磁波是怎样产生的？电磁波是怎样传播的？波长、波速、频率有何关系？
移动电话依靠电磁波传递信息
电视信号的传播依靠电磁波
连续调节台灯亮度旋钮
导线时断时续接触电池的一极
收音机：发出“喀喀”声
一、电磁波的产生
听一听
实质：电磁场能量由近及远的传播。
电磁波产生演示实验
迅速变化的电流能在周围产生电磁波。
结 论
概念：采用专门的电子器件和电路来产生变化得非常快的电流。
振荡电流是一种周期性变化的电流，变化的快慢用频率表示，频率的单位是赫兹（Hz)。还有千赫（kHz) 、兆赫（MHz) 、吉赫（GHz) 。
电磁波既可以在介质中传播也可以在真空中传播。
电磁波在真空中的传播速度 c =2.997 924 58×108 m/s ≈3×105 km/s
1 kHz=103Hz1 MHz=106Hz1 GHz=109Hz
振荡电流
10-12 10-10 10-4 10-2 102 104 106 λ(cm)
3×1022 3×1016 3×1014 3×1012 3×104 f (Hz)
电磁波
声音的传播需要固体、液体、气体等介质。
电磁波课件
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拉曼散射
拉曼散射是研究分子结构的重要手段，也是光谱学中 重要的分析方法之一。通过对拉曼散射光谱的分析， 可以获得分子振动和转动能级的信息，进而推断分子 的结构和化学键等信息。
当光子与分子或原子相互作用时，光子将能量传递给 分子或原子，引起分子或原子的振动或转动能级跃迁 ，同时释放出一个或多个低频光子的现象。
阐述引力波与电磁波相互作用的研究对于理解宇宙演化和物理学发展的
重要性。
超光速传
超光速传输的原理
介绍超光速传输的基本原理，包括相对论和量子力学方面的解释 。
实验进展与挑战
分析近年来在超光速传输方面的实验进展和挑战，包括技术难点、 理论争议等。
超光速传输的应用前景
探讨超光速传输在未来通信、宇宙探索等领域的应用前景。
量子通信的应用前景
介绍量子通信在军事、商业、民用等领域的应用前景。
引力波与电磁波的相互作用
01
引力波与电磁波的相互耦合
介绍引力波和电磁波的相互耦合机制，以及由此产生的物理效应。
02
引力波与电磁波的观测
介绍如何利用观测设备观测引力波与电磁波的相互作用，以及相关的实
验设计。
03
引力波与电磁波相互作用的研究价值
无线电通信
无线电广播
利用长波、中波、短波等 无线电波传送声音、文字 、图片等信息。
无线电导航
利用无线电波测定船只、 飞机等的位置和航向。
卫星通信
借助卫星转发无线电波实 现全球通信。
雷达测距
雷达测距原理
利用电磁波的反射特性，测量发 射电磁波与接收反射波的时间差 ，从而计算目标距离。
雷达应用
交通管制、气象观测、军事侦察 等。
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电磁场与电磁波 第5章 均匀平面波在无界媒质中的传播
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设电场只有x 分量，即
E(
z
)
ex
Ex
(
z)
d2Ex ( dz 2
z)
k
2
Ex
(z)
0
其解为：Ex (z) A1e jkz A2e jkz
解的物理意义
k
第一项
E1x (z)
A1e jkz
E e e j1x jkz 1xm
E1x Emcos(t kz) 的波形
E1x (z,t) Re[E1xme j 1x e jkze jt ] E1xm cos(t kz 1x )
可见，A1e jkz 表示沿 +z 方向传播的波。
第二项
E2x (z)
A2e jkz
E e e j 2x jkz 2 xm
沿 -z 方向 传播的波
E2x (z,t) Re[E2xme j 2x e jkze jt ] E2xm cos(t kz 2x )
和 y 的函数，即
rr
rr
E E 0 , Η Η 0
x y
x y
r d2E dz 2
r k2E
0
,
r d2Η dz 2
Hale Waihona Puke r k2Η0由于
r gE
Ex
Ey
Ez
0
x y z
同理
r gH
H x
H y
Hz
0
x y z
Ez 0 z Hz 0
Ez 0
2 Ez z 2
k 2Ez
0
结论：均匀平面波的电场强度和磁场强度都垂直于波的传播 方向 —— 横电磁波（TEM波）
无衰减，电场与磁场的振幅不变
波阻抗为实数，电场与磁场同相位
电磁波的相速与频率无关，无色散
y
电场能量密度等于磁场能量密度， 能量的传输速度等于相速
x
E o H
z
理想介质中均匀平面波的 E 和 H
电磁场与电磁波 第5章 均匀平面波在无界媒质中的传播
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例5.1.1 频率为9.4GHz的均匀平面波在聚乙烯中传播，设其
角频率ω ：表示单位时间内的相位变化，单位为rad/s
周期T ：时间相位变化 2π的时间间隔，即
T 2 T 2 (s)
Ex
频率 f ：f 1 (Hz)
o
T 2
t
T
Ex (0, t) Emcost 的曲线
电磁场与电磁波 第5章 均匀平面波在无界媒质中的传播
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（2）波长和相位常数
波长λ ：空间相位差为2π 的两个波阵面的间距，即
为无耗材料，相对介电常数为εr =2.26。若磁场的振幅为7mA/m，
求相速、波长、波阻抗和电场强度的幅值。
解：由题意 r 2.26 , f 9.4109 Hz
因此
v v0 v0 1.996108 m/s
r 2.26
v f
1.996 108 9.4 109
2.12
m
0 377 251 r 2.26
平面波：等相位面为无限大平面的电磁波
均匀平面波：等相位面上电场和磁场的方向、振幅都保持不变
的平面波 均匀平面波是电磁波的一种理想
波阵面
x E
情况，其分析方法简单，但又表 征了电磁波的重要特性。
波传播方向
o
z
y
H
均匀平面波
电磁场与电磁波 第5章 均匀平面波在无界媒质中的传播
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5.1 理想介质中的均匀平面波
电磁场与电磁波 第5章 均匀平面波在无界媒质中的传播
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相伴的磁场
由 E j H ，可得
磁场与电场相互 垂直，且同相位
r H1
r ey
j
E1x z
r ey
k
E1x
r ez
r ex
E1x
1
r ez
r E1
其中 E1x 称为(媒)质的本征阻抗。在真空中
H1y
0
0 120 377 0
r 同理，对于 E2
r ex E2x
r ex
A2e
jkz
H2
1
(ez
)
E2
结论：在理想介质中，均匀平面波的电场强度与磁场强度相
互垂直，且同相位。
电磁场与电磁波 第5章 均匀平面波在无界媒质中的传播
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5.1.2 理想介质中均匀平面波的传播特点 1、均匀平面波的传播参数 （1）角频率、频率和周期
中的移动速度
由 t kz C
dt kdz 0
故得到均匀平面波的相速为
v dz 1 (m s) dt k
相速只与媒质参数 有关，而与电磁波
的频率无关
真空中： v c
1
0 0
1
3108 m/s
4 107 1 109
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电磁场与电磁波 第5章 均匀平面波在无界媒质中的传播
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2、能量密度与能流密度
由于H
1
ez
E，于是有
we
1
2
2 E
1 2
H
2
wm
2
2
故 w we wm E H
电场能量与磁场能量相同
r S
r E ( z, t)
r H (z, t)
erz
1
2
Em2
cos2 (t
kz
x )
wav
1 2
Em2
1 2
H
2 m
Sav
1 2
Re[ E(z)
电磁场与电磁波 第5章 均匀平面波在无界媒质中的传播
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本章内容
5.1 理想介质中的均匀平面波 5.2 电磁波的极化 5.3 导电媒质中的均匀平面波 5.4 色散与群速 5.5 均匀平面波在各向异性媒质中的传播
电磁场与电磁波 第5章 均匀平面波在无界媒质中的传播
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均匀平面波的概念
波阵面：空间相位相同的点构成的曲面，即等相位面
Em Hm 7103 251 1.757 V/m
电磁场与电磁波 第5章 均匀平面波在无界媒质中的传播
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例5.1.2 均匀平面波的磁场强度的振幅为 1 A/m，以相位常数
k 2
2 1 (m) k f
相位常数 k ：表示波传播单位距离的相位变化
k 2 (rad/m)
Ex
k 的大小等于空间距离2π内所包含 的波长数目，因此也称为波数。
o
z
Ex (z,0) Emcoskz 的曲线
电磁场与电磁波 第5章 均匀平面波在无界媒质中的传播
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（3）相速（波速） 相速v：电磁波的等相位面在空间
5.1.1 一维波动方程的均匀平面波解 5.1.2 理想介质中均匀平面波的传播特点 5.1.3 沿任意方向传播的均匀平面波
电磁场与电磁波 第5章 均匀平面波在无界媒质中的传播
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5.1.1 一维波动方程的均匀平面波解
设在无限大的无源空间中，充满线性、各向同性的均匀理想
介质。均匀平面波沿 z 轴传播，则电磁强度和磁场强度均不是 x
H *(z)]
ez
1
2
Em2
ez
1 2
Em2
1
wavv
能量的传输速度等于相速
电磁场与电磁波 第5章 均匀平面波在无界媒质中的传播
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3、理想介质中的均匀平面波的传播特点
根据前面的分析，可总结出理想介质中的均匀平面波的传播 特点为：
电场、磁场与传播方向之间相互垂直，是横电磁波（TEM 波）