5.3电磁振荡与电磁波
电磁振荡与电磁波
电磁振荡与电磁波电磁振荡和电磁波是电磁学中两个非常重要的概念。
电磁振荡指的是电场和磁场在空间中周期性地变化，而电磁波则是由电磁振荡产生的能量传播的方式。
在本文中，我们将深入探讨电磁振荡和电磁波的原理、特性和应用。
一、电磁振荡的原理电磁振荡是由充满空间的电场和磁场的相互作用产生的。
当一个物体具有电荷量时，它就产生了电场，而当电荷在物体上运动时，会产生磁场。
电场和磁场相互关联，当它们相互作用时，会产生一个闭合的能量传播系统，即电磁振荡。
电磁振荡的基础理论可以由麦克斯韦方程组来描述。
麦克斯韦方程组是描述电磁场相互作用的基本规律，包括麦克斯韦-安培定律、法拉第电磁感应定律、库仑定律和高斯定律。
这些方程描述了电场和磁场的生成和变化规律，从而揭示了电磁振荡的基本原理。
二、电磁波的特性电磁场振荡产生的能量传播方式称为电磁波。
电磁波具有一些特性，包括频率、波长、速度和极化等。
1. 频率：电磁波的频率指的是电场和磁场振荡的次数。
频率的单位是赫兹（Hz），1 Hz表示每秒振荡一次。
频率与波长有关，它们之间的关系可以由光速公式c = λν来表示，其中c是光速，λ是波长，ν是频率。
2. 波长：电磁波的波长是指在一个完整的振荡周期内电磁波传播的距离。
波长的单位可以是米（m），也可以是其他长度单位。
波长和频率之间满足反比关系，即波长越长，频率越低。
3. 速度：电磁波的传播速度是一个常数，即光速。
光速在真空中的数值约为3×10^8米每秒。
这意味着无论频率和波长如何变化，电磁波的传播速度始终是光速。
4. 极化：电磁波可以存在不同的极化方式，包括线偏振、圆偏振和无偏振。
线偏振的电磁波的电场振荡方向始终保持在同一平面上；圆偏振的电磁波的电场振荡方向在平面内旋转；无偏振的电磁波的电场振荡方向随机变化。
三、电磁波的应用电磁波的应用非常广泛，涉及到许多领域。
以下是一些典型的应用：1. 通信：无线通信技术是电磁波的主要应用之一。
电磁振荡与电磁波知识点总结
电磁振荡与电磁波知识点总结电磁振荡和电磁波是电磁学领域中的两个重要概念。
它们在现代通信、无线电技术、光学等方面具有广泛应用。
本文将对电磁振荡和电磁波的知识点进行总结，并探讨其相关性及应用。
一、电磁振荡的基本概念与特征电磁振荡是指电磁场的能量在空间中以波动形式传播的过程。
具体来说，电磁振荡是由电场和磁场相互作用而形成的，是电磁辐射的基础。
1. 电磁振荡的基本方程电磁振荡满足麦克斯韦方程组，其中电磁振荡的波动方程描述了电磁场的传播速度和特性。
这个方程是当电磁波在真空中传播时的基本方程。
2. 电磁振荡的特点电磁振荡具有频率、波长和速度等特点。
其中，频率指的是电磁波的振动次数，波长指的是电磁波的传播长度，而速度则是指电磁波在介质中传播的速度。
3. 电磁波的分类根据频率的不同，电磁波可以分为射频波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等不同类型。
二、电磁波的基本特性与传播方式电磁波是由电场和磁场相互作用而形成的能量传播过程。
具体来说，电磁波将电磁能量以波动方式传播，具有固定的速度和波长。
1. 电磁波的基本特性电磁波具有频率、波长、速度和幅度等基本特性。
其中频率和波长决定了电磁波的性质，速度则是电磁波在介质中传播的速度，幅度则表示了电磁波的强度。
2. 电磁波的传播方式电磁波可以通过空气、真空、介质等媒质进行传播。
其中，在真空中，电磁波的传播速度为光速，即约为3 × 10^8 m/s。
而在介质中，电磁波的传播速度则取决于该介质的折射率。
3. 电磁波的应用电磁波在通信、无线电技术、雷达、医学成像、激光加工等方面有着广泛的应用。
通过调节电磁波的频率和波长，人们可以实现无线通信、遥感探测、医学影像等各种功能。
三、电磁振荡与电磁波的关系与应用电磁振荡和电磁波是密切相关的两个概念。
电磁波是由电磁振荡产生的，而电磁振荡是电磁波传播的基础。
1. 电磁振荡与电磁波的关系电磁振荡是电磁波的产生过程，是电磁场的能量振荡传播。
电磁振荡与电磁波的产生
电磁振荡与电磁波的产生电磁振荡和电磁波是电磁学领域中的重要概念，它们在现代科技和通信领域中扮演着重要的角色。
本文将详细介绍电磁振荡和电磁波的概念、产生机制以及应用。
一、电磁振荡的概念及产生机制电磁振荡指的是电荷在外加电场或磁场的作用下，受到力的驱使而发生的周期性振动。
它是电磁场与物质相互作用的基础。
电荷在受力作用下会发生加速度变化，而加速度变化就会伴随着辐射场的产生。
当电荷的振动频率与辐射场的频率一致时，电磁场就会发生共振现象，形成稳定的电磁振荡。
电磁振荡的产生机制可以通过电路中的LC振荡器来进行解释。
LC振荡器由电感和电容组成，当电容和电感达到一定的数值时，可以产生自身的振荡。
在振荡过程中，电荷会在电容器和电感之间周期性地流动，并辐射出电磁波。
二、电磁波的概念及产生机制电磁波是电磁振荡在空间中传播的结果，它是由电场和磁场相互耦合而形成的能量传播波动。
电磁波包含有电场和磁场的变化信息，可以在真空和介质中传播。
电磁波的产生机制可以用麦克斯韦方程组进行描述。
根据麦克斯韦方程组的推导可知，当电荷发生加速度变化时，就会激发电场和磁场的振荡，并形成电磁波。
这种电磁波的传播速度是一个恒定值，即光速。
三、电磁波的特性及应用1. 频率和波长：电磁波的频率与波长有着固定的关系，它们之间满足特定的物理常数。
不同频率的电磁波对应不同的波长，从无线电波到 gamma 射线，频率和波长的范围非常广泛。
2. 增强和衰减：电磁波的传播过程中，会与物质相互作用，引起能量的增强或衰减。
例如，无线电波在天线接收器处被增强，而在障碍物遇到较大时则会发生衰减。
3. 反射和折射：电磁波在介质之间传播时，会发生反射和折射现象。
反射是指电磁波遇到界面时，部分能量被反射回原来的介质；折射是指电磁波从一种介质传播到另一种介质时，改变传播方向和速度。
电磁波在科学研究和实际应用中有着广泛的应用。
它们被广泛运用在通信领域，包括无线电通信、微波通信和光纤通信等。
高中物理电磁振荡和电磁波公式总结
高中物理电磁振荡和电磁波公式总结电磁振荡和电磁波是高中物理课程中非常重要的概念。
通过了解相关的公式，可以更好地理解电磁学的基本原理和应用。
本文将总结高中物理中与电磁振荡和电磁波相关的公式，并对其进行简要解释。
一、电磁振荡公式1. 阻尼振荡的周期公式：T = 2π√(m/k)T表示振荡的周期，m表示振荡体的质量，k表示弹簧的劲度系数。
2. 无阻尼振荡的周期公式：T = 2π√(L/C)T表示振荡的周期，L表示电感的感值，C表示电容的容值。
3. 能量守恒公式：E = 1/2kx² + 1/2mv²E表示振荡体的总能量，k表示弹簧的劲度系数，x表示振荡体的位移，m表示振荡体的质量，v表示振荡体的速度。
二、电磁波公式1. 电磁波的速度公式：v = fλv表示电磁波的传播速度，f表示频率，λ表示波长。
2. 电磁波的频率和周期公式：f = 1/Tf表示频率，T表示周期。
3. 电磁波的波长和频率公式：λ = v/fλ表示波长，v表示电磁波的速度，f表示频率。
4. 电磁波的能量公式：E = hfE表示电磁波的能量，h表示普朗克常数，f表示频率。
5. 光的频率和波长与介质的折射率公式：n₁/λ₁ = n₂/λ₂n₁和n₂分别表示两个介质的折射率，λ₁和λ₂分别表示入射光和折射光的波长。
三、简要解释1. 电磁振荡公式解释：阻尼振荡的周期公式说明了弹簧振子的周期与振子本身的质量和弹簧的劲度系数有关。
无阻尼振荡的周期公式说明了LC振荡电路的周期与电感的感值和电容的容值有关。
能量守恒公式表示了振荡体在振荡过程中机械能和动能之间的转换。
2. 电磁波公式解释：电磁波的速度公式是电磁波的基本特性，表示电磁波在真空和空气中的速度为光速。
电磁波的频率和周期公式表示电磁波的周期与频率之间的关系，频率是指单位时间内波的周期数。
电磁波的波长和频率公式表示波长与频率之间的关系。
电磁波的能量公式表示了电磁波的能量与频率之间的关系。
电磁振荡与电磁波
1 1 2 2 2 W总 = L ω q m = LI m 2 2 2 2 W总 = 1 L ω 2 q m = 1 1 q m
1 ω = LC 1 = Lω 2 C
2
磁能极大值（常数） 磁能极大值（常数） 电能极大值（常数） 电能极大值（常数）
Hale Waihona Puke 2 2C 注意： 随时间周期性变化 总能量守恒。 周期性变化， （1） We 、W m 随时间周期性变化，总能量守恒。 ）
µ
E = B = uB
εµ
4.电磁波的频率，等于偶极子的振动频率。 电磁波的频率，等于偶极子的振动频率。 电磁波的频率 5.具有反射、折射、干涉、衍射、偏振等特性 具有反射、折射、干涉、衍射、 具有反射
电磁场的能量密度与能流密度表达式
1. 能量密度
1 2 电场 we = εE 2
无阻尼振荡电路：电路无电阻、无辐射、 无阻尼振荡电路：电路无电阻、无辐射、产生的电 磁振荡是无阻尼自由振荡. 磁振荡是无阻尼自由振荡 (1)振荡过程 振荡过程: 振荡过程
I=0
+ + q
− −
t =0
I = 0 , W e ⇒ max, W m ⇒ 0
, We , Wm
放电，自感作用， 放电，自感作用，I 逐渐 ，q
C
A
B
感应圈 发射
D
接收
频率
10 22
电磁波谱
γ 射线
X 射线
波长
10
13
0
10
1T HZ 10 1G HZ 10 1M HZ 10 1K HZ 10
15
紫外线
可见光
1A 9 10 1nm 10 10
【课件】第四章+电磁振荡与电磁波++课件高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第二册
(3)周期和频率关系：T＝ 。
振荡电路里发生无阻尼振荡时的周期和频率分别叫做固有周期、固有频率。
2．LC的周期与频率
=
=
1
同步练习册72页例题
1.如图所示，LC振荡电路正在发生电磁振荡现象，某时刻线圈产生的磁场方向和
伟大的预言
1、变化的磁场产生电场
在变化的磁场中，闭合回路里将会产生感应电流。
①均匀变化的磁场产生稳定的电场
E
B
O
t
O
t
伟大的预言
1、变化的磁场产生电场
②振荡磁场产生振荡电场
B
O
振荡磁场
t
正弦曲线
E
O
振荡电场
t
E与B频率相同
伟大的预言
2、变化的电场产生磁场
①均匀变化的电场产生稳定的磁场
B
E
O
t
O
4.1
电磁振荡
高考导航
1.基本考察点： 振荡电路、振荡电流随时间变化的规律.
2.难点：
振荡电路中电场能和磁度场能的变化规律；
3.高考热点：
振荡电路,固有周期公式应用；
4 .题型及难度：以选择题为主,难度中等偏易。
一、电场振荡的产生
1．振荡电流和振荡电路
（1）振荡电流：大小和方向都做周期性变化的电流．
即 v真空 = c ＝ 3.0×108 m/s。
光是一种电磁波
二、电磁波的产生机理
②电磁波是横波，在空间传播时任一位置上（或任一时刻）E、B、v三矢量相互垂直
且E和B随时间做正弦规律变化。
电磁振荡与电磁波的产生与传播
电磁振荡与电磁波的产生与传播电磁振荡与电磁波是物理学中重要的概念，它们在不同领域具有广泛的应用。
本文将介绍电磁振荡的原理以及电磁波的产生与传播方式。
一、电磁振荡的原理在介绍电磁波之前，我们先来了解电磁振荡的原理。
电磁振荡指的是电场和磁场之间的相互转换和交替变化。
在电磁振荡中，存在一个振荡源，这个振荡源可以是一个电流或者一个电压源。
当振荡源激励下，电荷会在电路中进行周期性的来回运动，从而引起电场和磁场的交替变化。
电磁振荡的产生需要一个能够存储电场和磁场能量的系统，我们称之为振荡回路或者谐振回路。
典型的振荡回路包括电容器和电感器的串联或并联。
通过调节电容器和电感器的数值，我们可以控制电磁振荡的频率。
二、电磁波的产生与传播当电磁振荡发生时，电场和磁场会以一定的频率进行交替变化。
这种交替变化会引起电磁波的产生与传播。
电磁波是由电场和磁场振动共同构成的。
它们以垂直于彼此和传播方向的方向传播，可以在真空中传播，也可以在介质中传播。
根据电磁波振动方向的不同，我们将其分为横波和纵波两种类型。
横波是指电场和磁场振动方向垂直于电磁波传播方向的波动模式。
横波的特点是电磁场的能量传播方向与波动方向垂直。
纵波是指电场和磁场振动方向与电磁波传播方向相同或相反的波动模式。
纵波的特点是电磁场的能量传播方向与波动方向平行或反平行。
无论是横波还是纵波，它们在传播过程中的速度是相等的，都等于真空中的光速。
电磁波的频率和波长之间存在着确定的关系，即频率乘以波长等于光速。
这个关系由于麦克斯韦方程组的求解得到，被称为麦克斯韦关系式。
电磁波的传播受到环境影响，不同材料对电磁波的吸收、散射和折射等都会产生影响。
这些现象是电磁波在传播过程中所遇到的一些重要问题。
三、电磁波的应用领域电磁波在现代社会中的应用非常广泛，涵盖了通讯、医学、能源等多个领域。
在通讯领域，电磁波被广泛应用于无线通信技术，如手机、卫星通信等。
通过电磁波的传播，人们可以进行远距离的语音和数据传输。
高考物理电磁振荡与电磁波的关系专题复习教案
高考物理电磁振荡与电磁波的关系专题复习教案一、引言在高考物理中，电磁振荡和电磁波是重要的概念，它们之间存在着密切的联系。
本文将结合专题复习教案，深入探讨电磁振荡与电磁波的关系，帮助同学们加深对这一知识点的理解。
二、电磁振荡基础知识回顾1. 电磁振荡的概念电磁振荡是指电场和磁场在空间中以一定频率和幅度交替变化的现象。
它是由电容器和电感器组成的电路中，电荷按一定频率和幅度在电容器和电感器之间交换而形成的。
2. 电磁振荡的基本特征电磁振荡具有频率、周期、角频率、振幅等基本特征。
其中，频率表示单位时间内振荡的次数，周期表示振荡一次所需的时间，角频率表示单位时间内振荡的角度变化量，振幅表示电场或磁场的最大变化量。
3. 电磁振荡的数学描述电磁振荡可以通过谐振方程来描述，其一般形式为x(t) = A·cos(ωt + φ)，其中x(t)表示电场或磁场的变化量，A表示振幅，ω表示角频率，t 表示时间，φ表示初相位。
三、电磁波基础知识回顾1. 电磁波的概念电磁波是指电场和磁场通过空间传播的波动现象。
它包括了可见光、微波、射线等多种波动形式，具有电场和磁场垂直且互相垂直的特点。
2. 电磁波的基本性质电磁波具有传播速度快、波长和频率之间存在固定关系等基本性质。
其中，传播速度为光速，即299792458m/s，波长(lambda)和频率(f)之间满足c = λf，其中c为光速。
3. 电磁波的分类电磁波根据频率的不同可以分为不同的波段，包括射线、紫外线、可见光、红外线、微波等。
其中，可见光波段是人眼能够感知的波段。
四、电磁振荡与电磁波的关系1. 电磁振荡与电磁波的产生电磁振荡是电荷在电路中交换能量的过程，当电磁振荡达到一定条件时，即可产生电磁波。
电磁波的产生是电磁振荡能量传播的结果。
2. 电磁振荡与电磁波的相互转化在电磁振荡中，电场和磁场相互作用，形成电磁波；而在电磁波传播过程中，电场和磁场相互转化，形成电磁振荡。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
§5、3电磁振荡与电磁波
5．3．1、电磁振荡
电路中电容器极板上的电荷和电路中的电流及它们相联系的电场和磁场作周期性变化的现象，叫做电磁振荡。
在电磁振荡过程中所产生的强度和方向周期性变化的电流称为振荡电流。
能产生振荡电流的电路叫振荡电路。
最简单的振荡电路，是由一个电感线圈和一个电容器组成的LC 电路，如图5-3-1所示。
在电磁振荡中，如果没有能量损失，振荡应该永远持续下去，电路中振荡电流的振幅应该永远保持不变，这种振荡
叫做自由振荡或等幅振荡。
但是，由于任何电路都有电阻，有一部分能量要转变成热，还有一部分能量要辐射到周围空间中去，这样振荡电路中的能量要逐渐减小，直到最后停止下来。
这种振荡叫做阻尼振荡或减幅振荡。
电磁振荡完成一次周期性变化时需要的时间叫做周期。
一秒钟内完成的周期性变化的次数叫做频率。
振荡电路中发生电磁振荡时，如果没有能量损失，也不受其它外界的影响，即电路中发生自由振荡时的周期和频率，叫做振荡电路的固有周期和固有频率。
LC 回路的周期T 和频率f 跟自感系数L 和电容C 的关系是:.
LC f LC T ππ21
,2==。
5．3．2、电磁场
任何变化的电场都要在周围空间产生磁场，任何变化的磁场都要在周围空间产生电场。
变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一的场，这就是电磁场。
麦克斯韦理论是描述电磁场运动规律的理论。
L
图5-3-1
变化的磁场在周围空间激发的电场，其电场呈涡旋状，这种电场叫做涡旋电场。
涡旋电场与静电场一样对电荷有力的作用；但涡旋电场又与静电场不同，它不是静电荷产生的，它的电场线是闭合的，在涡旋电场中移动电荷时电场力做的功与路径有关，因此不能引用“电势”、“电势能”等概念。
当导体作切割磁感线运动时，导体中的自由电子将受到洛仑兹力而在导体中定向移动，使这段导体两端分别积累正、负电荷，产生感应电动势，这种感应电动势又叫做动生电动势。
它的计算公式为
θεsin Blv =
当穿过导体回路的磁通量发生变化时（保持回路面积不变），变化的磁场周围空间产生涡旋电场，导体中的自由电子在该电场的电场力作用下定向移动形成电流，这样产生的感应电动势又叫感生电动势。
它的计算公式为
t B
S ∆∆=ε
5．3．3、电磁波
如果空间某处产生了振荡电场，在周围的空间就要产生振荡的磁场，这个振荡磁场又要在较远的空间产生新的振荡电场，接着又要在更远的空间产生新的振荡磁场，……，这样交替产生的电磁场由近及远地传播就是电磁波。
电磁波的电场和磁场的方向彼此垂直，并且跟传播方向垂直，所以电磁波是横波。
电磁波不同于机械波，机械波要靠介质传播，而电磁波它可以在真空中传播。
电磁波在真空中的传播速度等于光在真空个的传播速度8
1000.3⨯=C 米/秒。
电磁波在一个周期的时间内传播的距离叫电磁波的波长。
电磁波在真空中的波长为:.
f C
CT ==λ
电磁波可以脱离电荷独立存在，电磁波具有能量，它是物质的一种特殊形态。