第4章 1.电磁振荡2.电磁场与电磁波-【赢在微点】轻松课堂2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册（人教版2019）

第四章　电磁振荡与电磁波 　　▶导语:本章是在电磁感应与交变电流的基础上学习电磁波的产生、发射和接收，再到电磁波的应用。通过了解LC振荡电路中振荡电流的产生过程理解振荡电流的产生原因，并进一步从能量转化的角度了解振荡电路产生振荡电流的实质。对于电磁波的发射和接收内容，要牢记“调制”“调幅”“调频”“调谐”“解调”等一些名词。按照频率从低到高(或波长从大到小)对电磁波进行排列，即电磁波谱，了解不同频率电磁波服从电磁波的共同规律，但又因为频率不同而各具有不同的特性，也具有不同的用途。学习中应深化对场的认识，通过电磁波在生活、生产、科技中的应用，激发学习兴趣，增强科学的世界观和人文情怀。 要点精准概括 1个电路:LC振荡电路 3个过程:LC振荡电流的产生过程(振荡电流的变化、电容带电荷量的变化、电场能和磁场能的变化等)、周期公式的推理过程、电磁波的形成过程 1个公式:LC振荡电流的周期公式:T=2π 1个理论:麦克斯韦的电磁场理论 2个有效发射电磁波的条件:有足够高的振荡频率、开放电路 1条谱线:电磁波谱 1个思想方法:类比推理法 3种关键能力:分析推理能力、实验探究能力、空间想象能力 1.电磁振荡 2.电磁场与电磁波 1.知道什么是LC振荡电路和振荡电流。 2.知道LC振荡电路中电磁振荡的产生过程，知道电磁振荡过程中能量转化情况。 3.知道电磁振荡的周期和频率，知道LC电路的周期和频率与哪些因素有关，并会进行相关的计算。 4.知道麦克斯韦电磁场理论及其在物理学发展史上的意义。 5.了解电磁波的基本特点、发现过程及传播规律。 　　 自古以来，人类一直在用自己的智慧解决远距离通信的问题。大约 3 000年前，在我国的周代就出现了利用火和烟传递信息的设施——烽火台。然而，直到100多年前，信息主要还是依靠人或动物的移动来传递，即使有车、船等，传递信息的速度依然很慢。19世纪末，麦克斯韦学习了库仑、安培、奥斯特、法拉第、亨利的研究成果，结合自己的创造性工作，最终建立了经典电磁场理论，使信息的传递插上了飞翔的翅膀。 根据你的了解现在传递信息最快的方式是什么?列举使用这种通信方式的工具? 知|识|梳|理 一、电磁振荡的产生 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迅速变化的电流。 (2)振荡电路:产生振荡电流的电路。最简单的振荡电路为LC振荡电路。 2.电磁振荡的过程。 放电过程:由于线圈的自感作用，放电电流由零逐渐增大，电容器极板上的电荷逐渐减少，电容器里的电场逐渐减弱，线圈的磁场逐渐增强，电场能逐渐转化为磁场能，振荡电流逐渐增大，放电完毕，电流达到最大，电场能全部转化为磁场能。 充电过程:电容器放电完毕后，由于线圈的自感作用，电流保持原来的方向逐渐减小，电容器将进行反向充电，线圈的磁场逐渐减弱，电容器里的电场逐渐增强，磁场能逐渐转化为电场能，振荡电流逐渐减小，充电完毕，电流减小为零，磁场能全部转化为电场能。 此后，这样充电和放电的过程反复进行下去。 3.电磁振荡的实质。 在电磁振荡过程中，电容器极板上的电荷量，电路中的电流，与振荡电流相联系的电场和磁场都在周期性变化，电场能和磁场能也随着做周期性的转化。 二、电磁振荡的周期和频率 1.电磁振荡的周期T:电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间。 2.电磁振荡的频率f:电磁振荡完成周期性变化的次数与所用时间之比叫作它的频率，数值等于单位时间内完成周期性变化的次数。 3.LC电路的周期(频率)公式。 周期、频率公式:T=2π，f=，式中的周期T、频率f、电感L、电容C的单位分别是秒(s)、赫兹(Hz)、亨利(H)、法拉(F)。 三、电磁场 1.变化的磁场产生电场。 (1)实验基础:如图甲、乙所示，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)麦克斯韦对现象的分析:因为变化的磁场产生了电场，正是这个电场促使导体中的自由电荷做定向移动，产生感应电流，他将这种用场描述电磁感应现象的观点，推广到不存在闭合电路的情形，即变化的磁场产生电场。 2.变化的电场产生磁场。 从场的观点出发，麦克斯韦假设:变化的电场就像运动的电荷，也会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。 3.麦克斯韦对电磁波的预言。 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电磁场。如果在空间某区域内有周期性变化的电场，就会在周围引起变化的磁场，变化的电场和磁场又会在较远的空间引起新的变化的磁场和电场。这样变化的电场和磁场由近及远地向周围传播，形成了电磁波。 四、电磁波 1.电磁波在真空中传播时，它的电场强度E与磁感应强度B互相垂直，而且二者均与波的传播方向垂直。因此电磁波是横波。 2.电磁波在真空中的速度等于光速c，光的本质是电磁波。 3.赫兹的实验。 (1)赫兹用实验证