第四章 电磁振荡 电磁波 课件 -2023-2024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 1 第1节 电磁振荡 振荡电流的产生 示波器 2 (1)振荡电流：大小和方向都随时间做周期性迅速变化的电流叫振荡电流。 (2)振荡电路：产生振荡电流的电路叫振荡电路。 (3)LC振荡电路：由线圈L和电容C组成的最简单振荡电路。 (4)理想的LC振荡电路:只考虑电感、电容的作用，而忽略能量损耗。LC电路产生的振荡电流是按正弦（或余弦）规律变化的。 振荡电流的产生 3 i t i t （1） （2） B、阻尼振荡，任何振荡电路中，总存在能量损耗，使振荡电流的振幅逐渐减小，这种振荡叫阻尼振荡.如图(2) A、振荡电路中，若没有能量损耗，则振荡电流的振幅将不变 ，这种振荡叫无阻尼振荡.如图(1) 无阻尼振荡和阻尼振荡 电磁振荡的周期和频率 周期和频率：电磁振荡完成一次周期性变化所需的时间叫做周期，一秒钟内完成周期变化的次数叫做频率． 振荡电路发生无阻尼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，简称振荡电路的周期和频率． 思考与讨论：电容较大时，电容器充电、放电的时间会长些还是短些？ 线圈的自感系数较大时， 电容器充电、放电的时间会长些还是短些？ 根据讨论结果，定性分析LC电路的周期（频 率）与电容C、电感L的关系。 LC回路的周期和频率公式 （1）式中各物理量T、L、C、f 的单位分别是s、H、F、Hz． （2）适当地选择电容器和线圈，可使振荡电路物周期和频率符合我们的需要． 1、如图表示LC振荡电路某时刻的情况，以下说法正确的是（　　） A．电容器正在充电 B．电感线圈中的磁场能正在增加 C．电感线圈中的电流正在减小 D．此时刻自感电动势正在阻碍电流增大 2、对LC振荡电路，下列说法正确的是（ ） A．振荡电路中、电容器充电或放电一次所用的时间为 B．振荡电路中，电场能与磁场能的转化周期为 C．振荡过程中，电容器极板间电场强度的变化周期为 D．振荡过程中，线圈内磁感应强度的变化周期为 3、为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容C置于储罐中，电容C可通过开关S与电感L或电源相连，如图所示。当开关从a拨到b时， 由电感L与电容C构成的回路中产生振荡电流。现知道平行板电容器极板面积一定、两极板间距a离一定的条件下，平行板电容器的电容与两极板间是否有电介质存在着确定的关系，当两极板间充入电介质时，电容增大。问：当储罐内的液面高度降低时，所测得的LC回路振荡电流的频率如何变化？ 第2节 电磁场和电磁波 1. 变化的磁场产生电场 麦克斯韦电磁理论的两个基本假设 2. 变化的电场产生磁场 3.对麦克斯韦电磁场理论的理解 恒定的电场不产生磁场 恒定的磁场不产生电场 均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场 均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场 不均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场 不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场 振荡变化的电场产生同周期振荡变化的磁场 振荡变化的磁场产生同周期振荡变化的电场 麦克斯韦电磁场理论的两大基本要点是： （1）不仅电荷能够产生电场，变化的磁场也能产生电场； （2）不仅电流能够产生磁场，变化的电场也能产生磁场。 按照这个理论，变化的电场和磁场总是相互联系的，形成不可分割的统一体——电磁场。 电磁场理论的建立及验证 电场和磁场只是电磁场这个统一体的两种具体表现形式 电磁场理论的建立及验证 如果在空间某处产生了随时间变化的电场，这个电场会在空间产生磁场，如果这个磁场也是变化的，那么它又会在空间产生新的电场…… 这样，变化的电场和磁场就会由近及远传播出去，形成电磁波。 电磁场理论的建立及验证 麦克斯韦不仅预言了电磁波的存在，他还推断出，电磁波在真空中的传播速度等于光速。 麦克斯韦据此还认为，光是电磁波。 这一切他都没来得及做出实验验证！ 电磁场理论的建立及验证 1888年，在麦克斯韦建立电磁场理论20多年后，德国物理学家赫兹用“赫兹振子”实验，直接验证了电磁波的存在。 在以后的一系列实验中，他还借助类比实验，证明电磁波与光一样，具有反射、折射、衍射和干涉等波动特性，并测得电磁波在真空中传播速度等于光速c。 这样，赫兹证实了麦克斯韦关于光的电磁理论。 赫兹 电磁场理论的建立及验证 电磁波无处不在，生活中常常用微波炉、红外烤箱加热或烤制食物，电磁波可以使氖泡发光，阳光使我们变得温暖，这些都说明电磁波具有能量。 俄国物理学家列别捷夫测量到光对被照物体的压力，用实验证明了由电磁场理论预言的光压，表明电磁场具有与其他物质相互作用的属性。 能量、以及与其他物质相互作用的属性