第49讲:电磁振荡和电磁波
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第49讲:电磁振荡和电磁波
内容:§16-1,§16-2
1.电磁振荡(40分钟)2.电磁波(60分钟)
要求:
1.了解LC电路中电磁振荡的规律和特点;
2.了解电磁波产生与传播的条件;
3.了解电磁波的基本性质。
重点与难点:
1.电磁振荡
2.电磁波
作业:
问题:P103:1,3,5,7
习题:P104:2,6,8,11
复习:第十四、第十五章、十六章
复习:
●磁场的能量
⏹线圈贮存的能量——自感磁能
⏹磁场的能量
⏹互感磁能
●位移电流、电磁场基本方程的积分形式
⏹位移电流全电流安培环路定理
⏹麦克斯韦方程组
⏹麦克斯韦方程组的微分形式
第十六章电磁振荡与电磁波
Chapter17 Electromagnetic Oscillation and Electromagnetic wave
引言:电场与磁场的相互联系、相互制约,以及在一定条件下可相互转换的特性,可用来获得电磁振荡,并作为电磁波源向空间发射电磁波。
本章简要介绍电磁振荡,电磁波的产生及其特性等。
本章内容:
§16-1 电磁振荡
§16-2 电磁波
Maxwell 电磁理论:
变化的电场产生磁场,变化的磁场产生电场
电磁场以波的形式传播,形成电磁波。
赫兹:1888年,用实验的方法证明了电磁波的存在
波波夫:1895年,发明无线电报接受机
1896年,演示了距离为250m的无线电报的传送
马可尼:1895年,改进了无线电发送天线装置
1897年,演示了9英里无线电联系
1899年,横跨英吉利海峡的无线电联系成功
1901年,从法国越过大西洋到达加拿大的无线电通讯成功
1907年,获得诺贝尔物理学奖
赫兹:
德国物理学家,用实验证实了电磁波的存在,
并确认了电磁波是横波,具有与光类似的特性,
并且实验了两列电磁波的干涉,同时证实了在直
线传播时,电磁波的传播速度与光速相同,从而
验证了麦克斯韦的电磁理论的正确性。
1888年,成了近代科学史上的一座里程碑。
赫兹的发现具有划时代的意义,它不仅证实了麦
克斯韦发现的真理,更重要的是开创了无线电电
子技术的新纪元。
为了纪念他的功绩,人们用他的名字来命名
各种波动频率的单位,简称“赫”。
振荡电路。
它们之间的能量转换是可逆的,而电阻是耗散性在电阻较小的情况下,可以近似地看作无阻尼自由振荡。
)ϕω+t
的减少,也提高了电路的振荡频率。
即振荡电路就演变为振荡偶极子,从而
H 、为零。
振荡电偶极子所辐射的电磁波是球面波,但是在离电偶极子很远的地方,则可柱面波,电磁波是横波,电矢量、磁矢量与传播速度垂直; H E
⨯的方向为电磁波传播的方向; H μ=
传播速度由介电常数与磁导率决定的,00/1/
1μεμεεμr r v ==
c s m =⋅-1
辐射能:以电磁波形式传播出去的能量。
,则:
这是球面波的特点;
的球面上积分,并把所得的结果对时间取无线电波:长波:3×103~3×104m 远洋长距离通讯与导航
中波:200~3×103m 航海,航空定向,无线电广播
短波:10~200m 无线电广播,电极通讯等。
超短波:1~10m 电视,雷达电导航
微波:0.001~1m 电视,雷达电导航
红外线:0.76~600μm 热效应
可见光:0.40~0.76μm
紫外光:0.76μm ~500nm 生理作用,杀菌,诱杀昆虫,医疗
x射线:500~4nm 穿透能力强,人体透视晶体结构分析γ射线:<4nm 与研究原子核结构
附录:电子对抗简介
1.什么是电子对抗(电子战) :指敌我双方用专门的无线电电子设备和器材进行的相互斗争,实质上是利用这些设备,器材产生和接收处于无线电波内的电磁波,以电磁波为斗争的武器。
包括两个方面:(1)电子对抗:利用自己的无线电设备侦察敌方的无线电设备和发射的电磁信息,进一步破坏和减弱其威力与效能;(2)电子反对抗采取一定的措施,敌方无线电设备产生的的害影响,保证自己设备的正常工作。
2.电子对抗的作用:
不直接杀伤敌方人员和武器装备,但它们却能使敌方无线电通信指挥系统失灵,雷达,火炮导弹失控,最大限度地降低敌方的战斗力,为保存自己和杀伤敌方创造条件,在现代战争中地位越来越重要。
3.电子的对抗内容:
(1)电子对抗侦察:使用专用的电子设备,寻觅与捕获敌方无线电通信,指挥雷达等电子设备以及发射的电磁波信息,确定其工作体制,发射频率,发射功率等技术性能和方位,为实施电子干扰提供技术情报;
(2)电子干扰:分为有源干扰无源干扰(以电子设备发射或转发某种电磁波形成干扰信号;利用反射或吸收电磁波的器材造成干扰).其主要目标是打击破坏,干扰敌方的C3I系统(军队指挥自动化系统)和防空系统,利用计算病毒使敌方计算机系统瘫痪;
(3)电子反干扰:采用隐形技术,伪装技术等反敌方的电子对抗侦察。
4.研究方向:
(1)研究电磁危害源与兵器系统的损伤机理,提出兵器防电磁危害的基本原理与设计要求;
(2)研制防电磁危害能力强的新型电爆装置,电子元器件与兵器系统;
(3)建立兵器系统防电磁危害能力鉴定技术和设备,编制相应的军用规范标准,使兵器防电磁危害工作走上规范化,标准化的道路。
小结:
●电磁振荡
⏹振荡电路无阻尼自由电磁振荡
⏹无阻尼电磁振荡的振荡方程
⏹无阻尼自由振荡的能量
●电磁波
⏹电磁波的产生与传播
⏹电磁波的特性
⏹电磁波的能量
⏹电磁波谱。