电磁波及其传播(3)

合集下载

电磁波的传播实验

电磁波的传播实验电磁波是指电场和磁场相互作用并传播的一种波动形式。

在现代通信技术中，电磁波的传播是至关重要的。

为了研究电磁波的传播特性以及其在通信领域的应用，科学家们进行了许多实验。

一、光的干涉实验光的干涉实验是研究电磁波传播的经典实验之一。

利用干涉现象可以观测到电磁波的波动性。

实验中，将一束光通过一个狭缝射入光栅中，光栅会形成一系列频率相同的干涉条纹。

这些干涉条纹显示了光波的波动性以及波长的特性。

二、电磁波的传播速度测量实验为了确定电磁波在真空中的传播速度，科学家进行了电磁波的传播速度测量实验。

根据麦克斯韦方程组的理论推导，电磁波在真空中的传播速度等于光速。

为了验证这一理论，科学家们设计了一系列实验。

其中最具代表性的是迈克尔逊-莫雷实验。

该实验利用了干涉仪的原理，通过观察干涉条纹的移动来测量电磁波的传播速度。

实验结果验证了电磁波在真空中传播速度等于光速的理论。

三、电磁波的折射实验电磁波在介质中传播时，会发生折射现象。

为了研究电磁波的折射规律，科学家们进行了一系列的实验。

其中最经典的是斯奈尔实验。

实验中，将一束光射入不同折射率的介质中，观察光线发生折射的现象。

实验结果表明，电磁波的折射规律符合斯奈尔定律，即折射角与入射角之比等于折射介质的折射率。

四、电磁波的衍射实验电磁波在通过孔洞或障碍物时会产生衍射现象。

为了研究电磁波的衍射特性，科学家们进行了一系列的实验。

其中最著名的是杨氏实验。

实验中，将一束光通过一道狭缝，观察到一系列明暗交替的衍射条纹。

这些衍射条纹显示了电磁波在衍射过程中的波动性质。

五、电磁波的极化实验电磁波具有极化的特性，为了研究电磁波的极化现象，科学家们进行了一系列的实验。

最常见的是偏振片实验。

通过利用偏振片的特性，可以使只有振动方向平行于偏振片的电磁波通过，而使振动方向垂直于偏振片的电磁波被屏蔽。

这个实验可以很直观地展示电磁波的极化性质。

总结：通过以上实验，我们可以更加深入地了解电磁波的传播特性。

电磁波的特性和传播方式

电磁波的特性和传播方式电磁波是由电场和磁场相互作用而产生的一种能量传播方式。

它在自然界中广泛存在，并在现代科技中发挥着重要的作用。

本文将介绍电磁波的特性以及它的传播方式。

一、电磁波的特性1. 频率电磁波的特性之一是频率，它指电磁波每秒钟震动的次数。

频率用赫兹（Hz）表示。

常见的电磁波包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线，它们的频率从低到高不等。

其中，无线电波的频率较低，γ射线的频率较高。

2. 波长电磁波的波长是指电磁波一个完整震动周期的长度。

波长用米（m）表示。

波长和频率有一个简单的数学关系，即波长 = 光速 / 频率，其中光速为300,000,000米/秒。

根据这个关系，频率越高，波长越短；频率越低，波长越长。

3. 能量电磁波具有能量，能量的大小与电磁波的强度有关。

电磁波的能量密度可以通过功率来表示，单位为瓦特/平方米。

功率越大，能量密度越高。

同时，随着距离光源的增加，电磁波的强度将减弱。

二、电磁波的传播方式1. 真空传播在真空中，电磁波可以自由传播。

由于电磁波不需要介质进行传递，因此在太空中无需空气、水或其他物质的存在，就能够传播。

这也是无线电波、微波、X射线和γ射线等电磁波能够在太空中传播的原因。

2. 介质传播大部分情况下，电磁波的传播都需要介质的存在。

介质可以是任何物质，包括空气、水、岩石等。

电磁波在介质中传递的速度会发生变化，这取决于介质的性质。

在不同的介质中，电磁波的传播速度会有所差异。

3. 反射和折射当电磁波遇到边界时，会发生反射和折射现象。

反射是指电磁波在遇到边界时被反弹回原来的介质。

折射是指电磁波穿过边界时改变方向。

这些现象在日常生活中有着广泛的应用，比如镜子中的反射和棱镜中的折射。

4. 散射散射是指电磁波在碰到较小的物体或不规则的表面时改变传播方向。

散射现象使得光在大气中传播时，空气中的微粒会散射光线，形成天空的蓝色。

5. 多径传播多径传播是指电磁波在传播过程中，由于经过多条不同路径的干涉和衍射效应产生多个传播路径。

电磁波电磁场的传播特性

电磁波电磁场的传播特性电磁波是一种同时具有电场和磁场的波动现象，其传播特性是物理学研究的重要内容之一。

了解电磁波电磁场的传播特性能够帮助我们更好地理解电磁波的本质和应用。

一、电磁波的基本概念电磁波是电磁场的一种表现形式，由电场和磁场相互作用而产生。

根据电场和磁场的变化情况，电磁波可分为不同的频率段，例如射频、微波、红外线、可见光、紫外线等。

二、电磁波传播的基本特性1.无需介质传播：电磁波可以在真空中传播，不需要依靠任何物质介质。

这是电磁波与机械波的明显区别之一。

2.速度恒定不变：电磁波在真空中的传播速度是恒定不变的，即光速，约为3×10^8米/秒。

这也是自然界中任何物质不可超越的极限速度。

3.波长与频率的关系：电磁波的波长(λ)与频率(f)之间存在反比关系，即λ = c/f，其中c为光速。

波长越短，频率越高，能量越大。

4.电磁波的干涉和衍射：电磁波具有干涉和衍射现象，可以在适当的条件下出现波动性的表现，与粒子性的行为相结合，这也是光的粒子-波动二象性的重要体现。

5.电磁波的辐射和吸收：电磁波可以辐射到周围的空间中，也可以被物体所吸收。

当电磁波与物体相互作用时，会发生能量的传递和转化。

三、电磁波传播的应用电磁波传播的特性使得其在各个领域中得到广泛应用。

1.通信技术：电磁波的快速传播速度和远距离传输能力使得它成为无线通信的重要手段。

如无线电、微波通信、卫星通信等。

2.光学技术：可见光是一种特定频率范围的电磁波，光学技术的发展利用了光的传播特性，如光纤通信、激光技术等。

3.遥感技术：通过对电磁波的辐射和吸收特性的研究，可以实现对地球表面的遥感观测，获取大量的地理、气象等信息。

4.医学诊断：X射线、核磁共振等医学影像技术利用了电磁波在物质中的吸收和散射特性，用来检测和诊断人体内部结构和病变。

5.能源利用：太阳能利用了太阳光的电磁波能量，将其转化为电能、热能等其他形式的能源。

综上所述，电磁波电磁场的传播特性是电磁学的重要内容之一，通过对电磁波传播特性的研究，我们可以更深入地了解电磁波的本质，并将其应用于通信、光学、医学、能源等各个领域，推动科学技术的发展和人类社会的进步。

电磁波的产生和传播

电磁波的产生和传播电磁波是一种由电场和磁场相互变化而产生的波动现象。

它们以光速传播，具有特定的频率和波长。

本文将介绍电磁波的产生和传播原理，以及在日常生活中的应用。

一、电磁波的产生原理电磁波产生的基本原理是通过电流在导体中流动时，会产生与电流方向垂直的磁场。

同时，变化的磁场会产生电场。

由于电场和磁场的相互耦合作用，就形成了电磁波。

在电磁波产生的过程中，两个重要的要素是振荡电荷和共振现象。

当电荷在振荡时，会产生变化的电场和磁场；而共振现象会使振幅不断增大，从而产生强大的电磁辐射。

二、电磁波的传播方式电磁波的传播方式主要有以下两种：1. 辐射传播：当振动电荷在空间中发生变化时，会产生电磁波，并以辐射的形式传播出去。

辐射传播是电磁波最主要的传播方式，广泛应用于通信、无线电和电视等领域。

2. 导体传播：电磁波在导体中传播时，会激发导体内的电荷振荡，并形成电流。

这种传播方式主要适用于高频信号的传输，例如微波炉里的加热。

三、电磁波的频率和波长电磁波的频率和波长是描述电磁波特性的两个重要参数。

频率指的是波动在一定时间内重复的次数，单位是赫兹（Hz）；波长则指的是波动在空间中重复的距离，单位是米（m）。

电磁波的频率和波长之间有一个固定的关系，即波速等于频率乘以波长。

在真空中，电磁波的速度是光速，约为3×10^8 m/s。

因此，我们可以通过频率和波长的关系来计算电磁波的传播速度。

四、电磁波在生活中的应用电磁波在日常生活中有广泛的应用，包括但不限于以下几个方面：1. 通信：电磁波作为无线通信的基础，广泛应用于手机、电视、无线网络等领域。

通过调制不同频率的电磁信号，我们可以实现信息的传递和接收。

2. 医疗：医学影像技术中的X射线、核磁共振（MRI）和超声波等，都是利用电磁波对人体进行诊断和治疗的重要手段。

3. 家电：微波炉利用微波电磁波来加热食物；遥控器通过红外线电磁波与电器进行通信；无线充电器则利用电磁波来传输能量。

电磁波的产生与传播

电磁波的产生与传播电磁波是由电场和磁场相互作用而产生的一种波动现象。

它在很多领域中都具有重要的应用，比如通信、无线电、雷达等。

本文将介绍电磁波的产生、传播以及相关的知识。

一、电磁波的产生电磁波的产生是由震荡的电荷引起的。

当电荷受到扰动时，将产生电场和磁场的振荡。

这种振荡会以波的形式传播，即电磁波。

电磁波的产生需要两个条件：有震荡的电荷和对应的电场和磁场。

电荷的震荡可以由振荡电路或者震荡分子引起。

在振荡电路中，电子在电流的作用下来回振荡，从而产生了电磁波。

二、电磁波的传播电磁波的传播是指电磁波沿着空间传递的过程。

它可以在真空中传播，也可以在介质中传播。

电磁波传播的速度是光速，约为每秒3×10^8米。

电磁波传播的速度与电场和磁场的相互变化有关。

当电磁波传播时，电场和磁场的变化是相互关联的，它们以垂直相互作用的方式传播。

电磁波传播的方式主要有两种：平面波和球面波。

平面波是指电磁波沿着平面传播，波前呈平行于地面的直线。

球面波是指电磁波在三维空间中以球面的方式传播，波前呈球面。

三、电磁波的特性电磁波有很多特性，如频率、波长、振幅等。

频率是电磁波每秒钟振动的次数，单位是赫兹（Hz）。

频率越高，波动的速度越快，波长越短。

波长是电磁波一个完整波动的长度，通常用λ表示，单位是米（m）。

振幅是电磁波的最大振动幅度，表示电磁波的能量大小。

振幅越大，能量越高，反之亦然。

电磁波的强度与振幅的平方成正比。

除了频率、波长和振幅，电磁波还具有极化、干涉、衍射等特性。

极化指的是电磁波振动方向的选择性；干涉是指两个或多个电磁波相互叠加形成的干涉图样；衍射是指电磁波通过障碍物后形成的衍射图样。

四、电磁波的应用电磁波在很多领域中有广泛的应用。

通信领域是电磁波应用最为广泛的领域之一。

无线电、电视、手机、卫星等通信设备都是基于电磁波传输信息的原理。

雷达技术利用电磁波的特性，可以远距离探测目标并获取相关信息。

雷达广泛应用于航空、军事、气象等领域。

电磁波传播原理（3篇）

电磁波传播原理(3篇)以下是网友分享的关于电磁波传播原理的资料3篇，希望对您有所帮助，就爱阅读感谢您的支持。

篇一：电磁波传播原理4. 电波传播波主要分类:1. 长波低频(LF) 30—300KHZ2. 中波中频(MF) 300—3000KHZ3. 短波高频(HF) 3—30MHZ4. 超短波甚高频(VHF) 0.3—3GHZ任何无线电系统都离不开信息在空间的电波传播过程。

图1-15 无线通信系统框图电波传输是在一定的媒质中进行的（如：大气层、电离层、地下、水下以及自由空间等），不同媒质对无线电波的传播有着不同的影响。

根据不同媒质对电波传播产生的影响，可将电波传播方式大致分为地波传播、天波传播、直接波传播一和散射传播。

4.1 地波传播当天线架于地面时，最大辐射方向沿地球表面传播，属于地波传播模式。

图1-16地面波传播地波传输模式都采用垂直极化天线，如直立鞭状天线。

地波传播特点：信号稳定，基本不受气象条件、昼夜及季节变化影响，但随频率的增高，传播损耗迅速增加。

应用波段：中波、长波、超长波以及短波的低频端。

地波是沿空气和大地的交界面传播，地波传播主要取决地面的电参数情况和地面不平坦性。

当地面电参数接近良导体时地波传播的损耗比较小，例如海水对于中波、长波呈现良导体。

当地面电参数接近介质性质时地波传播的损耗比较大，例如干地、岩石地对于短波呈现介质性能。

由于地波传播主要取决于地参数，对于单一地面条件的地波场強计算，可以查不同地参数时的地波传播曲线图，下面给岀两张典型的地波传播损耗计算曲线，一张是海水条件下的，另一张是干土条件下的，它们都是在发射功率1KW，发射天线增益4.6dB时，不同距离、不同频率条件下，电场的大小。

可以看岀在相同距离、相同频率条件下，海面场强比干地场强大得多。

图1-17 地波传播曲线(海面20°C，σ＝5s/m，ε＝70，p＝1kw)图1-18 地波传播曲线(干地，σ＝3×10-5s/m，ε＝3，p＝1kw)4.2 天波传播图1-19 天波传播天波传播是指由发射天线向高空辐射的电波，经高空电离层反射后到达接收点的传播方式（也称电离层传播）。

电磁波传播模式及概念

电磁波传播模式及概念
电磁波传播是指电磁场在空间中的传递过程。

电磁波是由电场和磁场交替变化的波动组成，其传播方式主要有以下几种：
1、空间传播：电磁波在自由空间（无介质）中传播，如无线通信、雷达、光通信等应用中的电磁波传播。

2、导播传播：电磁波在特定介质中传播，如光纤通信中的光波、无线电波在空气、水等介质中的传播。

3、折射：电磁波从一种介质进入另一种介质时，由于介质密度、电导率等特性不同，传播速度发生变化，导致传播方向改变。

4、反射：电磁波遇到物体表面时，部分能量被反射，形成反射波。

如雷达探测、无线通信中的信号反射等。

5、衍射：电磁波遇到障碍物或通过狭缝时，波前发生弯曲，形成衍射现象。

衍射分为菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射两类。

6、干涉：当两个或多个电磁波在同一空间叠加时，根据波的相位差产生干涉现象，表现为亮暗相间的干涉条纹。

电磁波的概念：
电磁波是由电场和磁场交替变化的波动组成，二者互相垂直。

在任何介质中，电磁波的传播速度都与该介质的性质有关。

在真空中，电磁波的传播速度等于光速（约为3×10^8 米/秒）。

根据波长的不同，电磁波可分为无线电波、微波、红外光、可见光、紫外光、X射线、γ射线等。

我们日常生活中遇到的无线通信、广播电视、光通信等均依
赖于电磁波的传播。

电磁波传播过程中可能受到环境、介质、设备等因素的影响，如衰减、反射、折射等。

为了实现高效、稳定的电磁波传播，科学家和工程师们进行了大量研究和实践。

电磁波传播原理

电磁波传播原理电磁波是一种能够在真空中传播的波动现象，它在无线通信、无线电广播、雷达系统等领域发挥着重要的作用。

本文将介绍电磁波的传播原理，包括电磁波的定义与特性、电磁波的传播方式及其影响因素。

1. 电磁波的定义与特性电磁波是由电场和磁场相互耦合而成的波动现象。

电场和磁场通过Maxwell方程组相互关联，形成电磁波的传播。

电磁波具有以下特性：1.1 频率与波长电磁波的频率表示波动的周期性，单位为赫兹（Hz），波长表示波动的空间周期，单位为米（m）。

两者之间的关系为 c = λf，其中，c表示光速。

1.2 能量与强度电磁波携带能量，其能量与强度与电磁场的振幅相关。

强度衡量了电磁波的能量传递速率，单位通常为瓦特/平方米（W/m²）。

1.3 极化与方向电磁波的振动方向决定了其极化状态。

如果电磁波的电场振动方向固定不变，则为线偏振；如果电场振动方向在垂直平面上变化，则为圆偏振或椭圆偏振。

2. 电磁波的传播方式电磁波在空间中以波动的方式传播，主要包括直线传播、绕射传播和反射传播三种方式。

2.1 直线传播当电磁波沿着一条直线传播时，会保持波动的形态不变。

这种传播方式主要适用于开放的空间环境，例如无线通信中的室外传播。

2.2 绕射传播当电磁波遇到一个障碍物时，会发生绕射现象，即波动从一个区域穿过障碍物后继续传播。

绕射传播常见于射频通信中的建筑物、山脉等障碍物环境中。

2.3 反射传播电磁波在遇到介质边界时会发生反射现象，即波动从边界反射回来。

反射传播常见于无线电广播中的地面反射和室内环境中的多次反射。

3. 影响电磁波传播的因素电磁波的传播受到多种因素的影响，包括频率、波长、功率、环境和障碍物等。

3.1 频率与波长频率和波长决定了电磁波在空间中的传播特性。

高频率的电磁波会更容易受到阻碍，传播距离相对较短；低频率的电磁波可以穿透障碍物，传播距离相对较远。

3.2 功率与衰减电磁波的功率越大，传输距离越远。

然而，电磁波在传播过程中会受到衰减，衰减程度取决于介质的特性。

电磁波的传播与传播特性

电磁波的传播与传播特性电磁波是由电场和磁场相互作用产生的一种波动现象。

电磁波的传播具有许多独特的特性，探究这些特性不仅可以增进我们对电磁波的理解，还可以拓宽我们对物理学的认识。

首先，电磁波的传播具有波动性。

电磁波在空间中以波动的形式传播，其传播速度为光速。

这是由于电磁波的传播是通过电场和磁场的相互耦合来实现的。

电场和磁场的变化会产生彼此相互作用的力，从而在空间中形成波动。

其次，电磁波的传播具有波长和频率的特性。

波长是指电磁波传播一个周期所需要的距离，频率是指单位时间内电磁波振动的次数。

电磁波的波长和频率之间存在倒数关系，即波长越长，频率越低；波长越短，频率越高。

这是由于电磁波的传播速度是恒定的，一定时间内波动的次数与波长成反比。

第三，电磁波的传播具有衍射和干涉的特性。

衍射是指电磁波在遇到障碍物或通过狭缝时发生弯曲和扩散的现象。

干涉是指两个或多个电磁波相遇时发生的叠加现象。

衍射和干涉的出现是由电磁波传播的波动性所决定的，它们使电磁波传播的路径和能量分布发生变化，进而影响到波的传播特性。

此外，电磁波的传播还受到介质的影响。

介质是电磁波传播的媒介，不同的介质对电磁波的传播具有不同的影响。

对于同一种电磁波，在不同的介质中传播时，会出现折射、反射和吸收等现象。

折射是指电磁波从一种介质传播到另一种介质时改变传播方向的现象，反射是指电磁波遇到界面时反弹回原来的介质的现象，吸收是指电磁波能量被介质吸收而减弱的现象。

这些现象使得电磁波传播的路径和强度发生变化，从而对电磁波的传输和应用产生重要的影响。

最后，电磁波的传播具有极高的速度和广泛的应用。

电磁波的传播速度是光速，达到每秒约30万公里。

这种高速度使电磁波能够在宇宙中迅速传播，成为我们观察天体和探测宇宙的重要工具。

同时，电磁波在通信、无线电、雷达、遥感和医疗诊断等领域中也得到广泛的应用。

电磁波的传输和应用正在不断推动科学技术的发展和进步。

总而言之，电磁波的传播是一种波动现象，具有波动性、波长和频率的特性，以及衍射、干涉和介质的影响。

电磁波的传播和频率电磁波的速度和频率的关系

电磁波的传播和频率电磁波的速度和频率的关系电磁波是一种波动现象，它是由电场和磁场相互作用而产生的。

电磁波的传播和频率对于了解电磁波的特性和应用具有重要意义。

本文将探讨电磁波的传播方式以及电磁波的速度与频率之间的关系。

一、电磁波的传播方式电磁波是在真空和介质中传播的，它可以在无线电、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等不同的频率范围内存在。

根据电磁波的传播方式，可以分为辐射和传导两种类型。

辐射是指电磁波通过空间传播，无需介质支持。

例如，无线电和微波是通过辐射的方式传播的。

辐射传播的特点是传输距离远，传输损耗小。

传导是指电磁波在导电体或介质中传播。

电磁波在导体中传播时，会激发导体内的自由电荷来传输能量。

传导传播的特点是传输距离相对较短，传输损耗较大。

二、电磁波的速度和频率的关系电磁波的速度和频率之间存在一定的关系，这个关系由光速公式给出。

光速公式表达了电磁波的速度、频率和波长之间的关系，可用以下公式表示：v = λf其中，v代表电磁波的速度，λ代表波长，f代表频率。

从这个公式可以看出，电磁波的速度与其频率和波长有关。

根据光速公式，我们可以得出以下结论：1. 当频率增加时，波长减小，电磁波的速度保持不变。

2. 当频率减小时，波长增大，电磁波的速度保持不变。

这表明，电磁波的速度与频率和波长无直接关系，它们之间的变化是相互对应的。

三、频率对电磁波的特性和应用的影响频率是电磁波的一个重要参数，它决定了电磁波的特性和应用。

不同频率的电磁波在自然界和技术应用中具有不同的特点和应用范围。

1. 低频电磁波：低频电磁波包括无线电波和微波，它们的频率较低，波长较长。

这种电磁波能够穿透大气和物体，具有较好的穿透能力和传输距离远的特点。

因此，低频电磁波广泛应用于通信、广播、雷达等领域。

2. 高频电磁波：高频电磁波包括红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线，它们的频率较高，波长较短。

这类电磁波具有更强的能量和更短的波长，能够更好地与物质发生相互作用。

电磁波的产生和传播

3
以振子中心为球心、轴线为极轴作球面，作为电磁波的波面。面上任一点A处，场强矢量 E 处于过点 A的子午面内，磁场强度矢量 H 处于过点A并平行于赤道平面的平面内，两者互相垂直，并且都垂直于
点A的位置矢量 r ，即垂直于波的传播方向。
偶极振子电磁波的波强度(平均能流密度)具有以下规律：(1) 正比于频率四次方，即频率越高，能量辐射越多；(2) 反比于离开振子中心的距离的平方；(3) 正比于sin2，具有强烈的方向性，在垂直于轴线的方向上辐射最强，而沿轴线方向的辐射为零。
线：波长处于400nm5nm之间；(5) X射线：波长处
于10nm10-2nm之间，有较强的穿透力；(6) 射线：波长从10-2 nm至无限短，有极强穿透力。
8
例1 太阳射到地球表面的电磁波可看成平面电磁波，其电场强度最大值为 E0=800V/m 。求电磁波中磁感应强度的最大值B0 ，并与地球磁场作比较。解根据
E0 0 B0 0
及 B0 0 H 0
E0 800 V/m 6 得到 B0 2 . 67 10 T 8 u 4T，所以太阳射到地球表面电磁波的最大磁感应强度约为地
球磁场的1/100。
9
应与阴极射线等方面，成果更为突出。爱因斯坦评价：“只是等到赫兹以实验
证实了麦克斯韦电磁波的存在以后，对
新理论的抵抗才被打垮。”
6
四、电磁波的波谱(spectrum of electromagnetic wave)
真空中电磁波具有相同的传播速度。将各种电磁波按照频率或波长的大小顺序排列起来就形成了电磁波的波谱。频率(Hz)
以偶极振子为天线可有效地在空间激发电磁波。
2
二、偶极振子发射的电磁波距振子中心小于波长的近心区，电磁场分布比较复杂，可从一条电场线由出现到形成闭合圈并向外扩展的过程中看出。

电磁波的产生与传播教案

教学目标：1.学生了解电磁波的概念和特点。

2.学生掌握电磁波产生的方式和原理。

3.学生能够了解电磁波的传播特点和应用。

教学内容：一、电磁波的概念和特点电磁波是由电场和磁场交替变化而产生的一种波动现象。

它既有波动性质，也有粒子性质。

电磁波在真空中速度恒为光速，是一种能量传播方式。

二、电磁波的产生方式和原理1.电磁波的辐射产生当电子从高能态跃迁到低能态时，会释放出能量，这部分能量以电磁波的形式辐射出去。

常见的产生电磁波的装置包括：天线、电视、电台等。

2.电磁波的感应产生当磁感线在导体上运动时，会感应出电动势，从而产生电磁波。

常见的产生电磁波的装置包括：微波炉、电磁炉等。

3.电磁波的共振产生当电磁波在一定介质中传播时，若该介质的属性与电磁波的频率一致，则会产生共振现象，并产生电磁波。

常见的产生电磁波的装置包括：激光器、雷达等。

三、电磁波的传播特点和应用1.电磁波的频率分类电磁波被分类为不同频率的波，常见的分类方式有无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线。

2.电磁波的特点（1）速度恒定，远远高于声速。

（2）电磁波在真空中能够传播，不需要媒质进行传递。

（3）电磁波携带能量，能够产生光感。

（4）电磁波的波长和频率决定了它的特性，如能够辐射能量大小，穿透物质的能力等。

3.电磁波的应用（1）无线通讯：通过无线电波传播信息。

（2）雷达：通过微波信号测量目标的位置和速度。

（3）医疗：通过X射线和γ射线来进行透视和治疗。

（4）能源：通过太阳能和风能等电磁波能源来供给电力。

（5）导航：通过GPS定位设备来进行地理位置的定位。

教学方法：讲授 + 实验教学步骤：一、引入问题老师问学生：“你们在通讯中用过哪些设备？这些设备利用了什么原理进行通讯？”二、讲解电磁波的概念和特点通过讲解电磁波的概念和特点，让学生了解电磁波的基本概念。

三、展示电磁波的产生方式和原理通过展示生动的实验视频和示范，让学生了解电磁波的产生方式和产生原理。

电磁波的传播

1 v
k k
E0
k• B0 0
E k
B
©
H E
5/54
©
6/54
介质中传播的电磁波为横波。电场和磁场都与传播方向垂直，E, B 同相位。
振幅： E0 v 1
B0
无限大介质的波阻抗： E E0 H B0
真空中： E 1 c
B 0 0
真空中的波阻抗：
E H
0 0
0
120 377Ω
折射波平均能流密度只有x分量，z分量为零。
©
21/54
菲涅耳公式在 sin i n21 情形下形式上仍然成立，只要注意
到下式
sin t
siin1
n21
cos
t
j
sin 2 i 1
n221
27
©
常规材料
22/54
?
左手材料（left-handed material）（ 0, 0 ）
1968 Veselago, theoretical analysis of LHM 2000 D. R. Smith, experimental demonstration of LHM
相对折射率。对非铁磁物质：
n21
2 1
©
15/54
入射波、反射波和折射波的振幅：
(1) E 垂直于入射面的情形(垂直极
kt
化)。这时 E0 x E0 z 0 E0 y E0
E0 Er 0 Et0
1 1
(E 0cos i
Er0cos r)
1 =2 = 0
2 2
E
t0
cos
t
x Hr
z Ht
©
(2) E 平行于入射面的情形（平行

电磁波的传播方式

电磁波的传播方式
（1）地波（地表面波）传播。

沿大地与空气的分界面传播的电波叫地表面波，简称地波。

其传播途径主要取决于地面的电特性。

地波在传播过程中，由于能量逐渐被大地吸收，很快减弱（波长越短，减弱越快），因而传播距离不远。

但地波不受气候影响，可靠性高。

超长波、长波、中波无线电信号，都是利用地波传播的。

短波近距离通信也利用地波传播。

（2）直射波传播。

直射波又称为空间波，是由发射点从空间直线传播到接收点的无线电波。

直射波传播距离一般限于视距范围。

在传播过程中，它的强度衰减较慢，超短波和微波通信就是利用直射波传播的。

（3）天波传播。

天波是由天线向高空辐射的电磁波遇到大气电离层折射后返回地面的无线电波。

电离层只对短波波段的电磁波产生反射作用，因此天波传播主要用于短波远距离通信。

（4）散射传播。

1
散射传播是由天线辐射出去的电磁波投射到低空大气层或电离层中不均匀介质时产生散射，其中一部分到达接收点。

散射传播距离远，但是效率低，不易操作，使用并不广泛。

2。

什么是电磁波电磁波的传播有哪些特点

什么是电磁波电磁波的传播有哪些特点电磁波是一种由电场和磁场相互作用形成的能量传播方式。

它是一种横波，能够在真空和介质中传播，以光速的速度向各个方向传播。

本文将从不同角度探讨电磁波的特点以及其传播方式。

一、电磁波的特点1. 电磁波的波长和频率：电磁波的波长和频率是其最基本的特点之一。

波长指的是波的相邻两个正向峰值之间的距离，通常用λ表示，单位是米(m)；频率指的是单位时间内波的峰值个数，通常用ν表示，单位是赫兹(Hz)。

波长和频率之间有一个简单的关系，即波速等于波长乘以频率，即v = λ × ν。

2. 电磁波的能量传播：电磁波是通过电场和磁场的相互作用传播能量的。

当电磁波传播时，电场和磁场会相互转换，且垂直于传播方向。

电磁波的能量传播是量子化的，即能量以量子的形式从一个区域传播到另一个区域。

3. 电磁波的频谱范围：电磁波的频谱范围非常广泛，包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等。

不同频段的电磁波在技术应用上有不同的用途，例如无线通信、医学影像等。

4. 电磁波的传播速度：电磁波在真空中传播的速度是恒定的，即光速。

根据爱因斯坦的相对论，光速在任何惯性参考系中都是相同的，约为3.00 × 10^8米/秒。

这也意味着电磁波的传播速度是有限的，不同频率的电磁波在传播过程中会有微小的时间差。

二、电磁波的传播方式1. 光的直线传播：电磁波在空气或真空中的传播呈直线传播。

当光线穿过一个均匀介质的边界时，会发生折射现象，即改变传播方向，这是由于介质的折射率不同所致。

光的直线传播是光学成像和望远等现象的基础。

2. 电磁波的反射和折射：当电磁波遇到表面时，一部分波会被反射回来，形成反射波；另一部分波会穿过表面进入新的介质，并发生折射现象。

这种反射和折射的现象是电磁波与物质相互作用的基础，也是光学、电磁波导等领域的重要原理。

3. 电磁波的干涉和衍射：当电磁波经过一个小孔或细缝时，会出现干涉和衍射现象。

电磁波与现代通信---知识点总结

第十七章：电磁波与现代通信知识点总结：一、信息与信息传播1.信息：各种事物发出的有意义的消息。

（1）人类特有的三种信息：语言、符号和图像。

（2）人类历史上，信息和信息传播活动经历了五次巨大的变革：①语言的诞生；②文字的诞生；③印刷术的诞生；④电磁波的应用；⑤计算机与网络技术的应用。

2.早期的信息传播工具：烽火台、驿马、电报机和早期电话等。

记住：莫尔斯发明了电报机；贝尔发明了电话；爱迪生发明了电灯。

3.人类储存信息的工具有：（1）牛骨﹑竹简、木牍；（2）书；（3）磁盘﹑光盘。

二、电磁波及其传播1.波（1）波的概念：波是能传播周期性变化的运动形态，还能传递能量以及信息。

（2）波的基本特征：振幅A：振动的幅度，单位是m，它反映了振动的强弱。

周期T：振动一次所需要的时间，单位是s。

频率f：其数值等于每秒内振动的次数，单位是Hz，频率与周期反映了振动的快慢，f＝1/T。

波长λ：波在一个周期内传播的距离，单位是m。

波速V：波传播的速度，单位是m/s，它反映波传播的快慢。

（3）波的传播速度V与波长λ、频率f的关系是：V＝λf＝λ/T2.电磁波（1）电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场。

记住：麦克斯韦建立了电磁场理论并预言了电磁波的存在；赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在。

（2）特性：①电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，但金属可以屏蔽电磁波；②一切电磁波都具有能量，可以传递信息。

（3）电磁波在真空中传播的速度为3×108m/s，与光速相同，光波属于电磁波。

3.电磁波谱（按波长由小到大或频率由高到低排列）：γ射线、X射线、紫外线、可见光（红橙黄绿蓝靛紫）、红外线﹑微波﹑无线电波（要了解它们各自应用）。

记住：微波技术主要应用在通信方面，如雷达、导航、电视等领域。

4.人类应用电磁波传播信息的历史经历了以下变化：（1）传播的信息形式从文字→声音→图像；（2）传播的信息量由小到大；（3）传播的距离由近到远；（4）传播的速度由慢到快。

电磁波传播规律

电磁波传播规律电磁波是由电场和磁场相互作用产生的一种能量传播形式，广泛应用于通信、雷达、无线电、微波炉等领域。

了解电磁波的传播规律对于我们理解其应用以及防护措施至关重要。

本文将介绍电磁波的传播规律，包括传播速度、传播模式以及传播路径。

首先，电磁波的传播速度是一个重要的特性。

根据麦克斯韦方程组的推导，电磁波的传播速度等于真空中的光速（约为3×10^8米/秒），也被称为光速。

这意味着电磁波在真空中传播时的速度是一个恒定的值，与其频率和波长无关。

其次，电磁波可以以不同的模式进行传播。

最常见的模式是平面波和球面波。

平面波是沿着一个方向传播的电磁波，可以看作是无限大的扩展面内的波动。

在这种模式下，电磁波的波前是平行且垂直于传播方向的，并在空间中形成一系列平行的等相位面。

球面波则是从一个点源开始传播的电磁波，波前呈球面状向外扩散。

这种模式常见于天线辐射和声纳等应用中。

此外，电磁波的传播路径也受到一些因素的影响。

首先是传播介质的特性。

电磁波在空气中的传播速度是最快的，而在其他材料中（如介质常数大于1的物质）会比真空中传播的速度慢。

这取决于物质的折射率，它表示了电磁波在介质中传播时的相对速度。

其次，地球曲率也会影响电磁波的传播路径。

当电磁波超过地球的曲率时，它会绕过地球并产生地球的“阴影区域”。

这在通信领域中需要注意，以确保信号覆盖范围足够广。

除了传播路径，电磁波还会受到衰减和散射等因素的影响。

衰减是电磁波能量随着传播距离的增加而减弱的现象。

这是由于电磁波在传播过程中与空气、材料等物质发生相互作用而导致的。

电磁波的衰减与频率有关，通常高频率的电磁波衰减较快。

另一个现象是散射，即电磁波与材料或物体表面碰撞后改变传播方向。

散射可以使电磁波在障碍物周围形成阴影区域，并在不同方向上接收到不同强度的信号。

对于人类健康和安全的考虑，电磁波的辐射防护也是非常重要的。

选择适当的防护措施需要了解电磁波的传播规律和辐射特性。

电磁波的产生和传播规律

电磁波的产生和传播规律电磁波是由电场和磁场交替变化而产生的一种能量传播现象。

它们以光速在真空或介质中传播，对人类的通信、生活和科学研究有着重要的意义。

本文将探讨电磁波的产生和传播规律，以便更好地理解这一现象。

一、产生环境与机制电磁波可以在多种环境中产生，最常见的就是电磁场中的运动电荷。

当电荷受到外界扰动或变化时，就会产生电场和磁场的变化，进而形成电磁波。

例如，当我们使用手机进行通话时，手机中的天线将电场和磁场变化转化为电磁波，从而传播到接收端。

在电磁波的产生机制中，振荡和加速运动是两个重要的因素。

当电荷进行周期性的振动运动时，会引起电场和磁场的周期性变化，从而产生一种频率和波长确定的电磁波。

而当电荷加速运动时，由于电流的存在，同样会产生电磁波。

这就是为什么无线电台产生电磁波的原因，电子在天线上进行快速加速运动，从而激发电磁波的辐射。

二、电磁波的传播规律电磁波的传播主要遵循麦克斯韦方程组和光学定律。

根据麦克斯韦方程组，电磁波遵循安培定律和法拉第电磁感应定律。

电场和磁场的变化源自于彼此之间的相互作用，它们的变化通过电磁波的形式传播。

电磁波在真空中传播的速度是恒定不变的，即光速。

根据光学定律，光速在各种介质中传播时会相应降低，这称为光的折射现象。

当电磁波从一种介质传播到另一种介质时，会发生折射和反射，这就产生了光的看到和色散现象。

电磁波除了在真空和介质中传播外，还可以发生衍射和干涉现象。

衍射是指电磁波在遇到障碍物或缝隙时发生弯曲和扩散。

干涉是指电磁波在遇到两个或多个波源时发生加强或抵消的现象。

这两种现象是由电磁波的波动性质所决定的，它们在光的传播和成像中具有重要作用。

三、应用领域与前景电磁波的产生和传播规律不仅仅是一种理论知识，也是人类社会中的关键技术基础。

通过对电磁波的深入研究，我们可以更好地应用于通信、雷达、医学成像和遥感等领域。

在通信领域，电磁波是无线信号传输的基础。

通过对电磁波的调制、解调和编码，我们可以实现无线电话、移动互联网和卫星通信等应用。

§3 电磁波在导电介质中的传播

§3 电磁波在导电介质中的传播导电介质：在电磁场的作用下，产生极化（用常规的正的介电常数描述）；存在电导，会形成传导电流，从而产生焦耳热，使得电磁波的能量不断损耗；这样的导电介质包括土壤、海水等，电磁波经过多个周期的传播之后，其振幅最终为零。

本节所要解决的问题:从电导率的观点出发，适用于低频波段1.导电介质内电荷分布的特点；2.电磁波在（良）导电介质内的传播；3.在良导电介质表面电磁波的折射4.在良导电介质表面电磁波的反射以后补充:高频波段，则采用介质的观点来处理，用一个复介电常数来描述1、导电介质内自由电荷分布•对于电磁场随时变化的电磁波，导电的介质内一般情况下是存在电荷分布的，取决于导电程度的优良；•导电程度的不同对自由电荷分布情况如何？1）导电介质•Ohm定律给出：传导电流在导电介质中会产生Joule 热损耗。

•需要注意的是，欧姆定律的适用范围：EJ s （1）欧姆定律：()1110rad/s 300GHz f 此时，电导率为实数，导体内的位移电流可以忽略。

•当频率超过ω>1011rad/s,导体内既有传导电流，也有位移电流，电导率是一个复数J s () E s 1 ()+i s 2 () E（a）良导电介质：传导电流位移电流(2)导电介质分为良导电介质和非良导电介质：（b）非良导电介质：比如：土壤、海水。

传导电流位移电流= ≫1= ≪12、电磁波在（良）导电介质内的传播22''''k k k 良导电介质中，电磁波的波动方程为'22 + E k E 0'22 + E E 2）定义复波矢：'k3）良导电介质中，时谐平面电磁波：复波矢：()()t x k E t r E'i 0e ,i k + '式中、均为实矢量。

则()()t x x E t r Ei 0ee ,0'22 + E k E3、电磁波入射到导电介质表面的折射S 偏振1k '1k ''2k 12为简便起见，仅讨论垂直入射情况下1k'1k ''2k 121E '1E ''2E ''2B '1B 1Bk'k ''kxzz''kx例：对于干燥土壤，在兆赫兹波段相ε＝4，电导率为σ＝10磁波入射到土壤表2）电磁波入射到良导电介质表面，介质中的磁场的分布磁场的位相比电场位相滞后π/4sk'k ''k 金属xz''((z 单位面积上消耗的能量为k'k''k金属xzk'k ''k 金属xz()t z e e 4i p + (z e 2k'k ''k 金属xzz ()zz E e e 122''0 s4 导电介质表面对电磁波的反射()fDDn s1221()01221BBn)(1221´EEnfHHn´)(1221()01221DDn)(1221´HHn)(1221´EEn对于两个绝缘介质构成的分界面，由于界面上无传导电流、电荷的面分布，边界条件为；()01221BBn)(1221 ´H H n)(1221 ´E E n对于良导电的介质，在界面下一定的穿透深度内，存在传导电流的体分布；从几何上讲，在这样的情况下，分界面上的面电流密度（厚度趋于0的层内的电流）可以认为是0；)(1221 ´E E nfH H n ´)(1221f 01k '1k ''2k 12石墨烯石墨烯的厚度在0.3nm左右，它是一种没有带隙的二维材料，价带和导带在费米面附件只有这么一个点相接处，我们把这个点称为Dirac点，当费米面处在Dirac点时，石墨烯可以吸收任意波长的光6 JUNE 2008 VOL 320 SCIENCE, A. K. Geim et al.,P. A. Obraztsov et al., Nano Lett. 2011, 11, 1540–1545。