第四章 电磁振荡与电磁波 课件 -2022-2023学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

第四章 电磁振荡与电磁波 制作：AT 电磁振荡 电视、广播接收的是电磁波，要产生电磁波，需要持续变化的电流，而且通常要求电流的频率很高，怎样才能产生这样的电流？ 可以通过线圈和电容器组成的电路实现。 电磁振荡的产生 电流的大小和方向做周期性迅速变化的电流叫做振荡电流。 产生振荡电流的电路，就是振荡电路。 和交变电流有何关系？ 振荡电流属于交变电流。 充满 放电 充电 放电 充电 电流、 磁感应强度、 磁场能 同步 电荷量、 极板间的电压 （电场强度）、 电场能 线圈自感电动势 同步 电磁振荡中的能量变化 理想情况：电场能和磁场能发生周期性的转化。 实际情况：由于电路中有电阻，电路中总会有一部分能量转化为内能。还会有一部分能量以电磁波的形式辐射出去。 振荡电路中的能量会逐渐减少。振荡电流的振幅就会逐渐减小，直至停止。 补充能量到振荡电路中，抵消能量损耗的部分，可得到振幅不变的等幅振荡。 电磁振荡的周期和频率 (1)如果仅将线圈更换为自感系数L更大的线圈，将开关S掷向1，先给电容器充电，再将开关S掷向2，电容器通过线圈放电，线圈的“阻碍”作用是否也更大？电容器的充放电时间会长些还是短些？ (2)如果仅将电容器更换为电容C更大的电容器，将开关S掷向1，先给电容器充电，电容器的带电荷量是否增大？再将开关S掷向2，电容器通过线圈放电，放电时间是否相应地变长？ “阻碍”作用更大　时间变长 带电荷量增大　放电时间变长。 电路中， 如果没有能量损耗，不考虑外界条件影响，此时的周期和频率叫做振荡电路的固有周期和固有频率。 固有周期和固有频率跟电荷量的多少、极板间电压的高低、是否接入电路无关，当适当选择电容器和电感线圈，可以使得振荡电路的周期和频率符合我们的需求。 电磁振荡的周期和频率 电磁波 变化的磁场产生电场 变化的电场产生磁场 麦克斯韦认为： 均匀变化的磁场产生恒定电场 周期性变化的磁场产生周期性变化的电场 均匀变化的电场产生恒定磁场 周期性变化的电场产生周期性变化的磁场 变化的电场和磁场交替产生由近及远的向周围传播，形成电磁波。 麦克斯韦预言，电磁波在真空中的传播速度等于光速，光是电磁波。 电磁波的电场和磁场相互垂直，且都与传播方向垂直，电磁波是横波。 赫兹通过实验证实了电磁波的存在。 电磁波波速： 电磁波是物质存在的一种形式。 电磁波传播不需要介质，可在真空中传播。 电磁波具有能量，且频率越高，能量越大。 电磁波的发射和接收 有足够高的振荡频率 电路开放 有效发射电磁波的条件 电磁波的发射 AM FM 调制 电磁波的接收 电谐振：当接收电路的固有频率和收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强。 调谐：调节可调电容器的电容改变电路的固有频率，使之与要接受的电磁波频率相同，即可在调谐电路中激起较强的感应电流。 解调：从调谐电路得到的经过调制的高频电流中还原出信号。 电视广播的发射和接收 放大 电磁波谱 能量大，穿透力强 波长长，波动性强 C＝λν 电磁波波速C=3.0X108m/s，波长λ越长，频率ν越低。 拓展：Wi-Fi是一种允许电子设备连接到一个无线局域网（WLAN）的技术，通常使用2.4G UHF或5G SHF ISM 射频频段。请判断Wi-Fi属于什么区段？（1G Hz=109Hz） 微波 遥控、遥测、加热（热效应）、红外摄像、红外制导 照明、照相等 杀菌、防伪（荧光效应）、治疗皮肤病等 探测、治疗 检查、探测、透视 电视、雷达、通信、导航、微波炉、广播、天体物理研究 直线传播 天波 地波 $