第四章电磁振荡与电磁波 知识梗概-2022-2023学年高二下学期物理粤教版（2019）选择性必修第二册

第四章　电磁振荡与电磁波 第一节 电磁振荡 一、振荡电流的产生 1．振荡电流：大小和方向都做＿＿＿＿＿＿＿＿变化的电流称为振荡电流。 2．振荡电路：能产生＿＿＿＿＿＿＿＿的电路称为振荡电路。 【说明】由＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿组成的电路称为 LC 振荡电路。 二、电磁振荡中能量的转化 1．实验条件：如图所示，电容器充电完毕后，将 开关S掷向b的瞬间，电路中没有电流，此时电容器 里电场最强，电路里的能量全部储存在电容器的电场中。 2．过程记录：以电容开始放电为初始时刻，各物理量变化情况如下 过程 电荷量q 电场 强度E 电压 u 电场能 电流i 磁感应 强度B 磁场能 0→ 电容放电 减小 减小 减小 减小 增大 增大 增大 0 → 反向充电 增大 最大 → 反向放电 减小 0 →T 电容充电 增大 3．图像分析：放电 充电 放电 充电 (a) (b) (c) i t (e) (d) (b) (c) (d) t (e) (a) q 0 0 4．能量转化：在电磁振荡过程中，电容器极板上的电荷量、电路中的电流及与振荡电流相联系的电场和磁场都在周期性变化，＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿周期性地转化。实际的LC振荡是阻尼振荡，如要实现等幅振荡，必须有能量补充。 三、振荡电路的周期与频率 1．周期 (1)定义：电磁振荡完成一次周期性变化所用的时间称为电磁振荡的周期。 (2)公式：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 2．频率 (1)定义：电磁振荡在一段时间内做周期性变化的次数与所用时间之比称为电磁振荡的频率。 【说明】电磁振荡频率在数值上等于1s内完成的周期性变化的次数。 (2)公式：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 【说明】如果振荡电路没有能量损失，也不受其他外界影响，这时的周期和频率分别称为固有周期、固有频率。 第二节 麦克斯韦电磁场理论 一、两个基本假设 1．变化的磁场产生电场 (1)实验现象：如图所示，在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里就会产生感应电流。 (2)麦克斯韦的观点：电路里有感应电流产生，一定是变化的磁场产生了电场，自由电荷在电场的作用下发生了定向移动，即＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 2．变化的电场产生磁场 麦克斯韦假设，既然变化的磁场能产生电场，那么变化的电场也会在空间产生＿＿＿＿。变化的电场和磁场总是相互联系，形成一个不可分离的统一体，这就是＿＿＿＿＿＿。 二、伟大的预言—电磁波 1．电磁波的产生：变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成＿＿＿＿＿＿。 2．电磁波是横波：根据麦克斯韦的电磁场理论，电磁波在真空中传播时，它的电场强度和磁感应强度互相＿＿＿＿，而且二者均与波的传播方向＿＿＿＿，因此电磁波是＿＿＿＿。 3．电磁波的速度：麦克斯韦得到电磁波的速度等于＿＿＿＿，并指出了光的 本质是＿＿＿＿。 4．麦克斯韦电磁场理论的意义：不仅预言了＿＿＿＿＿＿的存在，而且揭示了电、磁、光现象在本质上的＿＿＿＿＿＿，建立了完整的电磁场理论。 三、赫兹实验 1．实验装置： 2．实验现象：当感应圈两个金属球间有火花跳过时，导线环两个小球间也跳过火花。 3．分析推理：当感应圈使得与它相连的两个金属球间产生火花时，空间出现了迅速变化的＿＿＿＿＿＿，这种变化的电磁场以＿＿＿＿＿＿的形式在空间传播。当电磁波到达导线环时，它在导线环中激发出＿＿＿＿＿＿＿，使得导线环的空隙中也产生了火花。 4．实验结论：赫兹通过实验证实了＿＿＿＿＿＿的存在。 第三节 电磁波的发射、传播和接收 一、电磁波的发射 1．有效地向外发射电磁波，振荡电路必须具有的两个条件： (1)要有足够高的＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿越高，发射电磁波的本领越大。 【说明】根据和，可通过减小正对面积、增大极板间距，提高振荡频率。 (2)采用_______电路，可以使振荡电路的电磁场尽可能地分散到大的空间。 【说明】实际应用中的开放电路：线圈的一端用导线与________相连，这就是地线；线圈的另一端则高高架在空中，叫做__________，无线电波就是由这样巨大的开放电路发射出去的。 2．电磁波的调制 (1)方法：在电磁波发射技术中，把低频的电信号“加载”在高频振荡电流上的过程称为调制。 (2)分类： ①调幅：使高频电磁波的＿＿＿＿随信号的强弱而改变的调制技术； ②调频：使高频电磁波的＿＿＿＿随信号的强弱而改变的调制技术。 二、电磁波的传播 1．不同波段的无线电波传播方式及其应用 波段 波长λ/m 频率f/Hz 传播方式 主要用途 长波 3000~30000