电磁振荡和电磁波
电磁振荡和电磁波一、教法建议抛砖引玉本章教材的核心内容是麦克斯韦的电磁理论，但由于考查重心以电磁振荡的过程和电磁波特性为主，所以教学时这方面内容应详讲重练，而其它则简单地阐述。
指点迷津教材对电磁振荡产生过程的分析是从能量转换着眼，重点放在电路中电场能和磁场能的相互转化上。
教学时可引导学生逐步分析教科书中图6-2甲、乙、丙、丁、戊所示的电磁振荡过程要使学生明确何时电场能转化为磁场能，何时磁场能转化为电场能；何时电场能最大，何时磁场能最大。
电场能与磁场能间的转化条件是电感线圈的自感作用和电容器的充放电作用。
要启发学生从电磁感应的角度搞清楚：为什么充好电的电容器开始放电时电路里的电流不能立刻达到最大值，电场能为什么不能转化为磁场能，为什么电容器放电完毕时电路里的电流还要继续流动。
电磁振荡产生的物理过程比较抽象，为了帮助学生理解可用单摆的摆动作类比，电容器充完电时相当于把摆球从平衡位置拉到最高点，电场能相当于摆球势能，磁场能相当于摆球动能。
电容器在放电过程中电场能转化为磁场能，相当于摆球由最高点向平衡位置运动。
摆球势能转化为动能。
电容器放电完毕电场能全部转化为磁场能，相当于摆球到达平衡位置时摆球势能全部转化为动能。
如果想使学生建立起较完整的电磁振荡概念，就要使学生明确“电”不仅指电容器两极板上的电荷，也指该电荷产生的电场，“磁”不仅指电感线圈中的电流，也指该电流产生的磁场。
电磁振荡是指这些电荷、电场、电流、磁场都随时间做周期性的正弦变化的现象，为了使学生分清振荡电流与前章所讲的交变电流的区别，要指出振荡电流是一种频率很高的交变电流，很难用交流发电机产生，一般用LC回路产生。
可说明在演示实验中我们有意加大电感线圈的电感L和电容器的电容C使振荡电流周期变大（频率减小）以便观察，无线电技术中所应用的振荡电流频率约1兆赫左右或几十兆赫。
阻尼振荡和无阻尼振荡除了按教材内容介绍外，可与单摆的摆动进行对比说明，还可用示波器演示LC回路产生阻尼振荡时的情形，让同学观察振幅衰减的情况，并用示波器观察补充能量后产生的无阻尼振荡波形，看到振幅一定的情况，通过观察示波器的波形能对教科书中图6-3的图象留下深刻的印象。
教科书在解释什么叫振荡电路的固有周期和固有频率后，通过演示实验改变LC回路中的电感L或电容C，使同学看到电路的振荡周期、频率随之变化，由实验中得出电感L大（小）、电容C大（小）、周期长（短的结论，要启发学生体会到：LC回路的周期频率由电路本身的特性（L，C值）决定，所以把电路的周期、频率叫做固有周期、固有频率，教材没有做进一步的分析和证明，直接给出了周期公式和频率公式，这两个公式的证明在中学不易讲清楚。
我们的目的是让学生通过实验现象的观察了解公式内容，能应用公式对有关总是进行简单的分析、计算。
教材强调了公式中各个物理量的单位，这是有的学生容易出错的地方，课堂上可以让学生做一些简单的基本练习。
（1）电磁场和电磁波：从理论上说，是磁学的核心内容就是电磁场的概念和麦克斯韦的电磁场方程，但这些内容非常抽象，在中学阶段还没有很好的方法让学生接受，只能要求学生对电磁场的理论有一个初步的定性的了解，教材突出了电磁场理论中最核心的内容：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，变化的电场和磁场交替产生传播出去形成电磁波。
电磁场理论建立的历史过程是对我们有极大启发的激动人心的过程，适当介绍这一历史过程对学生有教育作用，在思想方法上也会受益。
我们可简单介绍法拉第关于场的要领和法拉第的一些设想，介绍麦克斯韦的追求和电磁理论的提出、电磁波设想的提出，介绍赫兹对电磁波存在的实验验证。
电磁场理论的核心之一是：变化的磁场产生电场，教材从电磁感应用现象中随时间变化的磁场在线圈中产生感应电动势谈起，为了使学生容易接受，可做一个演示实验，实验装置如图6-1所示，当穿过螺线管的磁场随时间变化时，上面的线圈中产生感应电动势，引起感应电流使灯泡发光，我们可提出问题，线圈中产生感应电动势说明了什么？指出麦克斯韦认为变化的磁场在线圈中产生电场，正是这种电场在线圈中引起了感应电流，我们又提出问题：如果用不导电的塑料线绕制线圈、线圈中还会有电流、电场吗？（有电场，无电流）。
再问：想像线圈不存在时线圈所在处的空间还有电场吗？（有）。
这种逐步抽象化的方法可以帮助学生理解麦克斯韦的想法，要说明，麦克斯韦认为线圈只不过用来显示电场的存在，线圈不存在时，变化的磁场同样在周围空间产生电场。
要强调指出麦克斯韦揭示了电磁感应现象的本质——变化的磁场产生电场。
对于电磁场理论的另一个核心——变化的电场产生磁场，在中学期段还没有一个简单的实验能给予清楚的说明，可简单介绍麦克斯韦继承法拉第关于场是客观存在、电场与磁场统一的思想，根据电现象与磁现象的相似性和变化的磁场能产生电场的概念，经过反复思考提出一个假设：变化的电场产生磁场。
有了这一步，麦克斯韦就建立了完整的电磁场理论。
图6-1电磁波的存在是麦克斯韦理论导出的必然结论，在说明周期性变化的电场在周围空间产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场在周围空间产生周期性变化的电场，形成向外传播的电磁波时，要强调“周围空间”的含义，即变化的电场（磁场）产生的磁场（电场）不局限于变化电场（磁场）所在处，而是向周围空间扩展出去，教科书中图6-7形象地表达了这个意思。
由此，电磁波的产生就比较容易被学生接受。
电磁波是否存在的实验是检验麦克斯韦电磁场理论是否正确的试金石。
因此，证明了电磁波存在的赫兹实验是在物理学史上起奠基作用的经典实验，这个实验对学生认识物理世界来说，同样会起到奠基作用。
教材中虽然没有编入赫兹实验，有条件的学校可以做一做，课堂上不好做也可在课外做。
不少学校有无线电组合教具，可用其中的电磁波的发射装置和接收装置做实验。
（2）电磁波的公式λ=f c像机械波的公式λ=f v 一样，要求学生很好理解和灵活应用，并且要求学生记住真空中电磁波和光的传播速度c=3.00×108m/s,练习和习题中有关的问题有好几个，教科书中的电磁波波段表作为普通常识学生应该了解，学生也应该对常用的无线电波波长的数量级有一个概念，如：收音机接收的中波波长约几百米，短波波长约几十米，电视机接收的电磁波波长约几米。
电磁波的发射、接收和传播及简单收音机、传真、电视、雷达内容较为复杂，主要是向学生介绍一些基本常识，不要求讲太深的道理。
因此教学中要注意条理清楚，简明扼要，考虑到内容比较抽象，在条件允许下可做一些演示实验帮助学生理解所学内容。
一、学 海 导 航学法指要（一）电磁振荡1.电磁振荡的产生（1）振荡电流、振荡电路的定义 大小和方向随时间作周期性变化的电流叫振荡电流，能产生振荡电流的电路叫振荡电路。
常见的是LC 振荡电路。
（2）LC 电路中电磁振荡的产生过程如下。
①电容器充电未开始放电时（教科书中图6-2甲），电容器电压U 最大，电场E 最强，电场能最大，电路电流i=0。
②电容器开始放电后，由于自感L 的作用，电流逐渐增大，磁场能增强，电容器中的电荷减少，电场能减少。
在放电完毕瞬间（教科书中图6-2乙），U=0，E=0，i 最大，电场能为零，磁场能最大。
③电容器放完电后，由于自感作用，电流i 保持原方向继续流动并逐渐减小，对电容器反向充电，随电流减小，电容两端电压升高，磁场能减少而电场能增大，到电流为零瞬间（课本图6-2丙），U 最大，E 最大，i=0，电场能最大，磁场能为零。
④电容器开始放电，产生反向放电电流，磁场能增大电场能减小，到放电完了时（课本图6-2丁）U=0，E=0，i 最大，电场能为零，磁场能最大。
上述过程反复循环，电路产生振荡电流。
（3）电磁振荡 在振荡电路中，电容器极板上的电量，通过线圈的电流及跟电荷和电流相联系的电场和磁场都发生周期性变化的现象叫做电磁振荡。
2.阻尼振荡和无阻尼振荡（1）阻尼振荡 振幅逐渐减小的振荡叫阻尼振荡，电路中电场能和磁场能总和减少。
（2）无阻尼振荡 振幅保持不变的振荡叫无阻尼振荡，电路中电场能与磁场能总和不变。
例 在LC 振荡电路中，当电容器放电完毕瞬间，以下说法正确的是（ ）。
A.电容器极板间的电压为零，磁场能开始向电场能转化B.电流达到最大值，线圈产生的磁场达到最大值C.如果没有能量辐射损耗，这时线圈的磁场能等于电容器开始放电时电容器的电场能D.线圈中产生的自感电动势最大分析与解答 正确答案：A ，B ，C电容器放电完毕的瞬间，还有以下几种说法：电场能向磁场能转化完毕；磁场能开始电场能转化；电容器开始反向充电；电容器放电完毕的瞬间有如下特点：电容器电量Q=0，板间电压U=0，板间场强E=0，线圈电流I 最大，磁感应强度B 最大，电路磁场能最大，电场能为零。
*线圈自感电动势ε自=t I L ∆∆，电容器放电完毕瞬间，虽然I 最大，但tL ∆∆φ为零，所以ε自等于零。
由于没有考虑到能量的辐射，故能量守恒，在这一瞬间电场能E 电=0，磁场能E 磁最大，而电容器开始放电时，电场能E 电最大，磁场能E 磁=0,则E 磁=E 电。
故A ，B ，C 正确。
处理这类问题时，必须明确电路在某一时刻或某一过程的各种说法及其特点。
（二）电磁振荡的周期和频率1.电磁振荡的周期和频率的概念（1）周期T 电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间叫周期。
（2）频率f 一秒钟内完成的周期性变化的次数叫频率。
2.LC 电路的周期和频率)2/(1,2LC f LC T ππ==注意：（1）LC 电路的周期和频率只取决于电容C 和线圈的自感系数L ，称为电路的固有周期、频率，与电容器带电量Q ，板间电压U 和线路中的电流I 无关；（2）T 、L 、C 、f 的单位分别是秒、亨、法、赫。
例 要想提高电磁振荡的频率，下列办法可行的是（ ）。
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.减小两板间的正对面积 分析和解答 正确答案：C ，D 由公式)2/(1LC f π=得知：f 和Q 、U 、I 无关；与LC 成反比；因此要增大f ，就要减小L 、C 的乘积，即减小L 或C ，其中C=εs/4πkd 。
减小L 的方法有：在线圈中拉出铁芯，减小线圈长度；减少单位长度匝数。
减小C 的方法有：增加电容器两板间的距离；减小电容器两板间的正对面积；在电容器两板间换上介电常数较小的电介质，故C ，D 答案正确。
可见在处理这类问题时，要熟记增大或减小L ，C 的方法。
（三）电磁场和电磁波1.麦克斯韦电磁场理论 变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。
2.电磁场和电磁波的概念 变化的电场和变化的磁场相联系的统一体叫电磁场；电磁场的传播就是电磁波。
3.电磁波在真空中的传播速度 v=c 光=3×108m/s4.电磁波的周期T ，频率f ，波长λ以及它们与波速的关系T f T v ,λλ==、f 由波源决定，不因介质而变化；而v 、λ在不同的介质中其值不同；同一介质中的电磁波频率越高波长越短。
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。
2025版高考物理一轮复习课件 第十三章 第3课时 电磁振荡与电磁波
2025版高考物理一轮复习课件第十三章第3课时电磁振荡与电磁波目标要求1.了解LC振荡电路中振荡电流的产生过程及电磁振荡过程中能量转化情况。
2.掌握电磁振荡的周期公式和频率公式。
3.理解麦克斯韦电磁场理论，了解电磁波的产生、发射、传播和接收过程。
内容索引考点一 电磁振荡考点二 电磁波的特点及应用课时精练><考点一电磁振荡1.振荡电路：产生大小和方向都做 迅速变化的电流(即 )的电路。
由电感线圈L 和电容C 组成最简单的振荡电路，称为LC 振荡电路。
2.电磁振荡：在LC 振荡电路中，电容器不断地充电和放电，就会使电容器极板上的电荷量q 、电路中的、电容器内的电场强度E 、线圈内的发生周期性的变化，这种现象就是电磁振荡。
周期性振荡电流电流i 磁感应强度B3.电磁振荡中的能量变化(1)放电过程中电容器储存的能逐渐转化为线圈的能。
(2)充电过程中线圈中的能逐渐转化为电容器的能。
(3)在电磁振荡过程中，电场能和磁场能会发生的转化。
电场磁场磁场电场周期性4.电磁振荡的周期和频率(1)周期T＝_______。
(2)频率f＝________。
思考 如图甲、乙、丙、丁、戊五个图代表LC 振荡电路中的五个状态。
(1)甲图q C 最大，i ＝ ；乙图i 最大，q C ＝ ；丙图q C 最大，i ＝ ；丁图i 最大，q C ＝ ；戊图q C 最大，i ＝ 。
00000(2)从甲→乙的过程中，i ，q C ；从乙→丙的过程中，i ，q C ；从丙→丁的过程中，i ，q C ；从丁→戊的过程中，i ，q C 。
增大减小减小增大增大减小减小增大(3)画出从甲开始计时一个周期内i－t、q C－t图像。
答案 判断正误1.LC 振荡电路中，电容器放电完毕时，回路中电流最小。
( )2.LC 振荡电路中，回路中的电流最大时回路中的磁场能最大。
( )3.电磁振荡的固有周期与电流的变化快慢有关。
( )××√例1 (2023·江苏南通市金沙中学校考)如图所示，某瞬间回路中电流方向如箭头所示，且此时电容器的极板A带正电荷，则该瞬间A.电流i正在增大，线圈L中的磁场能也正在增大B.电容器两极板间的电压正在增大C.电容器带电荷量正在减小D.线圈中电流产生的磁感应强度正在增强√根据图示电路知，该LC振荡电路正在充电，电流在减小，磁场能转化为电场能，磁场能减小，A项错误；由于电容器在充电，所以电容器的带电荷量在增大，根据U＝知电容器两极板间的电压正在增大，C项错误，B项正确；充电的过程，磁场能转化为电场能，所以线圈中电流产生的磁场的磁感应强度正在减小，D项错误。
物理学中的电磁振荡和电磁波
物理学中的电磁振荡和电磁波1. 电磁振荡1.1 振荡电路振荡电路是由电容、电感和电阻组成的电路，能够产生周期性的电磁场和电流。
振荡电路的基本原理是电容和电感之间的能量转换。
电容器储存电能，当电容器充电时，电场能量增加，磁场能量为零。
当电容器放电时，电场能量减少，磁场能量增加。
在电容器放电过程中，电感器阻碍电流变化，导致电流逐渐增大，磁场能量也随之增大。
当电容器完全放电时，电流达到最大值，磁场能量也达到最大值。
随后，电容器开始充电，磁场能量逐渐减少，电场能量增加。
这样，电场能量和磁场能量不断地相互转换，形成周期性的电磁场和电流。
1.2 振荡周期振荡周期是指振荡电路完成一个完整振荡所需的时间。
振荡周期的计算公式为：[ T = 2 ]其中，( T ) 表示振荡周期，( L ) 表示电感器的电感，( C ) 表示电容器的电容。
1.3 电磁波的产生电磁波是由振荡电路产生的。
当振荡电路中的电流和电磁场发生变化时，会在空间中传播电磁波。
电磁波的产生过程可以描述为：电场和磁场相互垂直，且相互依赖，形成一种能量传播的波动现象。
2. 电磁波2.1 电磁波的特性电磁波是由电场和磁场相互作用产生的，它们在空间中以波动的形式传播。
电磁波具有以下特性：•电磁波是一种横波，电场和磁场相互垂直，且与波的传播方向垂直。
•电磁波在真空中传播的速度为常数，即光速，约为( 3 10^8 ) 米/秒。
•电磁波的频率和波长相互依赖，它们之间的关系由光速决定。
•电磁波的能量与频率有关，能量随着频率的增加而增加。
2.2 电磁波的传播电磁波在空间中传播时，电场和磁场交替变化，形成波动现象。
电磁波的传播过程可以描述为：电场和磁场相互作用，使能量以波动的形式传播。
电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播。
在介质中传播时，电磁波的速度会受到介质的影响。
不同介质的折射率不同，导致电磁波在介质中的传播速度发生变化。
2.3 电磁波的谱电磁波谱是指电磁波按照频率或波长划分的谱系。
高二电磁振荡与电磁波知识点
高二电磁振荡与电磁波知识点电磁振荡是高中物理中重要的一个概念，它是指在电路中由于电场和磁场的相互作用产生的周期性变化。
而电磁波则是由电磁振荡产生的波动现象。
在高二时期，我们需要掌握电磁振荡与电磁波的基本知识，下面将详细介绍相关的知识点。
一、电磁振荡的基本概念和特征电磁振荡是指在电路中由于电容器和电感器的相互作用下，电场和磁场能量在电容器和电感器之间周期性地转化的过程。
电路中的电源提供能量，电容器和电感器则充当能量储存的元件。
当电容器上的电荷和电感器上的电流随时间变化时，电场和磁场也随之变化。
电磁振荡的特征有三个方面：频率、周期和角频率。
二、振荡电路的数学描述振荡电路可以通过微分方程进行数学描述。
以简单的LC电路为例，当电容器和电感器串联时，可以得到如下微分方程：L(d^2Q/dt^2) + (1/C)Q = 0其中，L为电感，C为电容，Q为电荷。
通过求解该微分方程可以得到电荷随时间的变化规律，从而了解电磁振荡的特性。
三、谐振现象在电磁振荡中，谐振是一种重要的现象。
谐振是指当外加频率等于电路的固有频率时，电路中电流和电压振幅达到最大的情况。
谐振可以分为串联谐振和并联谐振两种情况。
在谐振状态下，电路具有最大的能量传输效率。
四、电磁波的产生和传播电磁波是由振荡电荷和振荡电流产生的波动现象。
当电荷或电流发生周期性变化时，就会产生变化的电场和磁场。
这些电场和磁场按照一定的规律传播，形成电磁波。
电磁波的传播速度为光速，即3.0×10^8m/s。
五、电磁波的分类与特性根据频率不同，电磁波可以细分为射频波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等不同种类。
不同种类的电磁波在传播中具有不同的特性，如波长、频率、能量等。
其中，可见光是我们日常生活中所能感知到的一种电磁波。
六、电磁波的应用电磁波在生活中有很广泛的应用。
射频波在无线电通信和电视广播中起到重要作用；微波被应用于雷达、微波炉等设备；红外线被应用于红外线遥控、红外线加热等；可见光则是用于照明等方面；紫外线在杀菌消毒等领域有着广泛应用；X射线和γ射线则在医学影像学和辐射治疗中得到应用。
高考物理总复习电磁振荡与电磁波
磁场能
充电过程－电流逐渐减小，磁场逐渐减弱，极板上的电荷量逐渐增加，电场逐渐增
强，[5] 磁场能 逐渐转化为[6]
电场能
在电磁振荡过程中电场能和磁场能发生周期性的变化.
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第3讲
电磁振荡与电磁波
3. 无阻尼振荡和阻尼振荡
(1)无阻尼振荡：没有能量损耗的振荡.无阻尼振荡必是等幅振荡，如图甲所示.
的电磁波谱为：无线电波、红外线、[14]
可见光 、紫外线、X射线、γ射线.如图
所示.
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第3讲
电磁振荡与电磁波
3 北京航天飞行控制中心可以同在天和核心舱执行任务的航天员通话，如图所示.相
距万里的通话是利用了电磁波的传输.判断下列说法的正误.
(1)电磁波在同种介质中只能沿直线传播
(
✕ )
(2)电磁场由发生区域向远处传播形成电磁波
1. 麦克斯韦电磁场理论的理解
麦克斯韦
电磁场理
论
恒定电场
变化的电场
同频率
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第3讲
电磁振荡与电磁波
麦克斯韦
电磁场理
论
恒定磁场
变化的磁场
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第3讲
电磁振荡与电磁波
2. 电磁波
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电磁振荡与电磁波
3. 电磁波谱
按照电磁波的[13]
频率
或波长的大小顺序把它们排列成谱.按波长由长到短排列
C )
A. LC回路的周期为0.02 s
B. LC回路的电流最大时电容器中电场能最大
C. t＝1.01 s时线圈中磁场能最大
D. t＝1.01 s时回路中电流沿顺时针方向
教科版高中物理选择性必修第二册精品课件 第4章 电磁振荡与电磁波 本章整合 (2)
光速 ,证明了电磁波的存在
电磁波的反射、折射、干涉、衍射等
电磁波是横波
成员:无线电波、
电磁波谱 γ 射线
特性及应用
红外线
、可见光、紫外线、
X射线
、
三、无线电波的发射、传播与接收
无线电波的发
射、传播与接收
发射
有效发射电磁波的条件
开放
电路
足够高
的振荡频率
调制:调幅与 调频
传播:三种方式( 地波
、天波、
直线传播
接收: 调谐 (电磁谐振)→解调(检波)
)
重点题型·归纳剖析
一、
电磁振荡过程分析
1.分析两类物理量:电荷量Q决定了电场能的大小,电容器极板间电压U、
电场强度E、电场能的变化规律与Q的变化规律相同;振荡电流i决定了磁
场能的大小,线圈中的磁感应强度B、磁通量Φ、磁场能的变化规律与i的
变化规律相同。
第四章
本 章 整 合
内
容
索
引
01
知识网络·系统构建
02
重点题型·归纳剖析
知识网络·系统构建
本章知识可分为三个组成部分。第一部分:电磁振荡;第二部分:电磁波;第
三部分:无线电波的发射、传播与接收。
一、电磁振荡
电磁振荡,产生了
电磁振荡
周期性
振荡周期和频率: =
分类
阻尼振荡
无阻尼振荡
2π
不断减小,故选BC。
【变式训练1】 (多选)右图为LC振荡电路中电容器极板上的电荷量q随时
间t变化的图像,由图可知( ACD )
A.在t1时刻,电路中的磁场能最小
B.从t1到t2,电路中的电流不断减小
C.从t2到t3,电容器不断充电
电磁振荡与电磁波
第十二章 电磁波本章基本要求了解电磁波的性质。
§12－1 电磁振荡一．振荡电路1． 电磁振荡最简单的LC 回路（无阻尼自由振荡电路） K →B ，ε对C 充电，→Q 0K →A ，C 上的q ，电路中的I 都将作周期性振荡──电磁振荡。
理想情况：无阻尼自由电磁振荡。
2． 振荡过程分析如上图，m e W ,W ,Q ,I 都作周期性振荡。
3． 与弹簧振子类比（力、电对比） 类比：k m p e E W ,E W ,x q ↔↔↔二． 电磁振荡方程 1．力电对比法：电场能：Cq W e 22=, 弹性势能：221kx W p =A Q ,k C,x q −→←−→←−→←01磁场能：221LI W m =, 动能：221mv E k = ABKLCε0Q +0Q -LC00Q Q ,I ,t ===040==Q I ,T t 0Q -0Q +002Q Q ,I ,T t -===,20==Q I t00v I ,v I ,m L −→←−→←−→←与振动方程类比：→=+022x m kdtx d mk=ω, 解：)t cos(A x ϕω+= →=+022LCqdt q d LC1=ω, 解：)t cos(Q q ϕω+=0 2． 分析：22dtq d L )dt dq (dt d L dt dI L C q U C -=-=-==LCLC q dtq d 1022=−→−=+ω 3． 电磁振荡的周期和频率LCLC T πνπωπ2122===电流: )t sin(Q dt dq I ϕωω+-==0)t cos(I 20πϕω++= 00Q I ω=:电流振幅；I 位相超前2π4． 电磁场的能量电场能：)t (cos CQ C q W e ϕω+==22222磁场能： )t (sin C Q )t (sin LI LI W m ϕωϕω+=+==2202202222总能量：CQ W W W m e 220=+=电磁场能量守恒§12－2 电磁波一． 电磁波的产生与传播 1．波源：振荡偶极子要求：① 振荡 LC 回路② 开放 能向外辐射能量 ③ 频率高。
电磁振荡与电磁波要点
一、振荡电路 无阻尼自由电磁振荡
1、LC振荡电路 L、C是储能元件,能 量转换是可逆的; L
C
A B
+
2、振荡的过程: K 电路中电荷、电流作周期性变化,相应 地电场、磁场能量亦作周期性变化,且不 断相互转化.电路中能量没有损耗。
二、无阻尼电磁振荡的振荡方程
只含L和C的电路是理想的无阻尼自由 振荡电路.振荡电路中,电荷和电流随时 间变化的规律方程称为振荡方程 di q dq t : L V A VB ( i ) dt C dt
由上面方程可求得电磁场在空间的分布. 2)电磁场在空间的分布
近场:电力线的形状随偶极子的振荡而改 变,由非闭合变为闭合曲线; 辐射场:波面趋于球面,电力线为闭合曲 线,电场方向沿子午线切线方向,磁力线是 一系列以偶极子轴线为轴的同心圆，电场 与磁场互相垂直,且都垂直于矢径. 电磁场表达式： p0 2 sin r E( r , t ) cos ( t v ) 4 r
17-2 电 磁 波
麦克斯韦认为：变化的电场和磁场会不断 地交替激发,并由近及远地传播出去.这种以 一定速度在空间传播的电磁场就是电磁波。 一、电磁波的产生与传播 1、LC振荡电路辐射电磁波的条件： 1)振荡频率必须足够高,因为辐射能量与 振荡频率的四次方成正比; 2)电路必须开放,电场能量和磁场能量不 能只局限在L和C中。 为满足上述条件,LC电路演变成振荡偶极子.
4 r 1 式中 v 为电磁波在介质中的传播速度 对于远离波源的一个小区域：
H( r , t )
p0 sin
2
r cos ( t v )
E E0 cos ( t H H0 cos ( t
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。