电磁振荡和电磁波

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电磁振荡与电磁波

电磁振荡与电磁波电磁振荡和电磁波是电磁学中两个非常重要的概念。

电磁振荡指的是电场和磁场在空间中周期性地变化，而电磁波则是由电磁振荡产生的能量传播的方式。

在本文中，我们将深入探讨电磁振荡和电磁波的原理、特性和应用。

一、电磁振荡的原理电磁振荡是由充满空间的电场和磁场的相互作用产生的。

当一个物体具有电荷量时，它就产生了电场，而当电荷在物体上运动时，会产生磁场。

电场和磁场相互关联，当它们相互作用时，会产生一个闭合的能量传播系统，即电磁振荡。

电磁振荡的基础理论可以由麦克斯韦方程组来描述。

麦克斯韦方程组是描述电磁场相互作用的基本规律，包括麦克斯韦-安培定律、法拉第电磁感应定律、库仑定律和高斯定律。

这些方程描述了电场和磁场的生成和变化规律，从而揭示了电磁振荡的基本原理。

二、电磁波的特性电磁场振荡产生的能量传播方式称为电磁波。

电磁波具有一些特性，包括频率、波长、速度和极化等。

1. 频率：电磁波的频率指的是电场和磁场振荡的次数。

频率的单位是赫兹（Hz），1 Hz表示每秒振荡一次。

频率与波长有关，它们之间的关系可以由光速公式c = λν来表示，其中c是光速，λ是波长，ν是频率。

2. 波长：电磁波的波长是指在一个完整的振荡周期内电磁波传播的距离。

波长的单位可以是米（m），也可以是其他长度单位。

波长和频率之间满足反比关系，即波长越长，频率越低。

3. 速度：电磁波的传播速度是一个常数，即光速。

光速在真空中的数值约为3×10^8米每秒。

这意味着无论频率和波长如何变化，电磁波的传播速度始终是光速。

4. 极化：电磁波可以存在不同的极化方式，包括线偏振、圆偏振和无偏振。

线偏振的电磁波的电场振荡方向始终保持在同一平面上；圆偏振的电磁波的电场振荡方向在平面内旋转；无偏振的电磁波的电场振荡方向随机变化。

三、电磁波的应用电磁波的应用非常广泛，涉及到许多领域。

以下是一些典型的应用：1. 通信：无线通信技术是电磁波的主要应用之一。

电磁振荡与电磁波知识点总结

电磁振荡与电磁波知识点总结电磁振荡和电磁波是电磁学领域中的两个重要概念。

它们在现代通信、无线电技术、光学等方面具有广泛应用。

本文将对电磁振荡和电磁波的知识点进行总结，并探讨其相关性及应用。

一、电磁振荡的基本概念与特征电磁振荡是指电磁场的能量在空间中以波动形式传播的过程。

具体来说，电磁振荡是由电场和磁场相互作用而形成的，是电磁辐射的基础。

1. 电磁振荡的基本方程电磁振荡满足麦克斯韦方程组，其中电磁振荡的波动方程描述了电磁场的传播速度和特性。

这个方程是当电磁波在真空中传播时的基本方程。

2. 电磁振荡的特点电磁振荡具有频率、波长和速度等特点。

其中，频率指的是电磁波的振动次数，波长指的是电磁波的传播长度，而速度则是指电磁波在介质中传播的速度。

3. 电磁波的分类根据频率的不同，电磁波可以分为射频波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等不同类型。

二、电磁波的基本特性与传播方式电磁波是由电场和磁场相互作用而形成的能量传播过程。

具体来说，电磁波将电磁能量以波动方式传播，具有固定的速度和波长。

1. 电磁波的基本特性电磁波具有频率、波长、速度和幅度等基本特性。

其中频率和波长决定了电磁波的性质，速度则是电磁波在介质中传播的速度，幅度则表示了电磁波的强度。

2. 电磁波的传播方式电磁波可以通过空气、真空、介质等媒质进行传播。

其中，在真空中，电磁波的传播速度为光速，即约为3 × 10^8 m/s。

而在介质中，电磁波的传播速度则取决于该介质的折射率。

3. 电磁波的应用电磁波在通信、无线电技术、雷达、医学成像、激光加工等方面有着广泛的应用。

通过调节电磁波的频率和波长，人们可以实现无线通信、遥感探测、医学影像等各种功能。

三、电磁振荡与电磁波的关系与应用电磁振荡和电磁波是密切相关的两个概念。

电磁波是由电磁振荡产生的，而电磁振荡是电磁波传播的基础。

1. 电磁振荡与电磁波的关系电磁振荡是电磁波的产生过程，是电磁场的能量振荡传播。

物理学中的电磁振荡和电磁波

物理学中的电磁振荡和电磁波1. 电磁振荡1.1 振荡电路振荡电路是由电容、电感和电阻组成的电路，能够产生周期性的电磁场和电流。

振荡电路的基本原理是电容和电感之间的能量转换。

电容器储存电能，当电容器充电时，电场能量增加，磁场能量为零。

当电容器放电时，电场能量减少，磁场能量增加。

在电容器放电过程中，电感器阻碍电流变化，导致电流逐渐增大，磁场能量也随之增大。

当电容器完全放电时，电流达到最大值，磁场能量也达到最大值。

随后，电容器开始充电，磁场能量逐渐减少，电场能量增加。

这样，电场能量和磁场能量不断地相互转换，形成周期性的电磁场和电流。

1.2 振荡周期振荡周期是指振荡电路完成一个完整振荡所需的时间。

振荡周期的计算公式为：[ T = 2 ]其中，( T ) 表示振荡周期，( L ) 表示电感器的电感，( C ) 表示电容器的电容。

1.3 电磁波的产生电磁波是由振荡电路产生的。

当振荡电路中的电流和电磁场发生变化时，会在空间中传播电磁波。

电磁波的产生过程可以描述为：电场和磁场相互垂直，且相互依赖，形成一种能量传播的波动现象。

2. 电磁波2.1 电磁波的特性电磁波是由电场和磁场相互作用产生的，它们在空间中以波动的形式传播。

电磁波具有以下特性：•电磁波是一种横波，电场和磁场相互垂直，且与波的传播方向垂直。

•电磁波在真空中传播的速度为常数，即光速，约为( 3 10^8 ) 米/秒。

•电磁波的频率和波长相互依赖，它们之间的关系由光速决定。

•电磁波的能量与频率有关，能量随着频率的增加而增加。

2.2 电磁波的传播电磁波在空间中传播时，电场和磁场交替变化，形成波动现象。

电磁波的传播过程可以描述为：电场和磁场相互作用，使能量以波动的形式传播。

电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播。

在介质中传播时，电磁波的速度会受到介质的影响。

不同介质的折射率不同，导致电磁波在介质中的传播速度发生变化。

2.3 电磁波的谱电磁波谱是指电磁波按照频率或波长划分的谱系。

高二电磁振荡与电磁波知识点

高二电磁振荡与电磁波知识点电磁振荡是高中物理中重要的一个概念，它是指在电路中由于电场和磁场的相互作用产生的周期性变化。

而电磁波则是由电磁振荡产生的波动现象。

在高二时期，我们需要掌握电磁振荡与电磁波的基本知识，下面将详细介绍相关的知识点。

一、电磁振荡的基本概念和特征电磁振荡是指在电路中由于电容器和电感器的相互作用下，电场和磁场能量在电容器和电感器之间周期性地转化的过程。

电路中的电源提供能量，电容器和电感器则充当能量储存的元件。

当电容器上的电荷和电感器上的电流随时间变化时，电场和磁场也随之变化。

电磁振荡的特征有三个方面：频率、周期和角频率。

二、振荡电路的数学描述振荡电路可以通过微分方程进行数学描述。

以简单的LC电路为例，当电容器和电感器串联时，可以得到如下微分方程：L(d^2Q/dt^2) + (1/C)Q = 0其中，L为电感，C为电容，Q为电荷。

通过求解该微分方程可以得到电荷随时间的变化规律，从而了解电磁振荡的特性。

三、谐振现象在电磁振荡中，谐振是一种重要的现象。

谐振是指当外加频率等于电路的固有频率时，电路中电流和电压振幅达到最大的情况。

谐振可以分为串联谐振和并联谐振两种情况。

在谐振状态下，电路具有最大的能量传输效率。

四、电磁波的产生和传播电磁波是由振荡电荷和振荡电流产生的波动现象。

当电荷或电流发生周期性变化时，就会产生变化的电场和磁场。

这些电场和磁场按照一定的规律传播，形成电磁波。

电磁波的传播速度为光速，即3.0×10^8m/s。

五、电磁波的分类与特性根据频率不同，电磁波可以细分为射频波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等不同种类。

不同种类的电磁波在传播中具有不同的特性，如波长、频率、能量等。

其中，可见光是我们日常生活中所能感知到的一种电磁波。

六、电磁波的应用电磁波在生活中有很广泛的应用。

射频波在无线电通信和电视广播中起到重要作用；微波被应用于雷达、微波炉等设备；红外线被应用于红外线遥控、红外线加热等；可见光则是用于照明等方面；紫外线在杀菌消毒等领域有着广泛应用；X射线和γ射线则在医学影像学和辐射治疗中得到应用。

电磁振荡与电磁波的产生

电磁振荡与电磁波的产生电磁振荡和电磁波是电磁学领域中的重要概念，它们在现代科技和通信领域中扮演着重要的角色。

本文将详细介绍电磁振荡和电磁波的概念、产生机制以及应用。

一、电磁振荡的概念及产生机制电磁振荡指的是电荷在外加电场或磁场的作用下，受到力的驱使而发生的周期性振动。

它是电磁场与物质相互作用的基础。

电荷在受力作用下会发生加速度变化，而加速度变化就会伴随着辐射场的产生。

当电荷的振动频率与辐射场的频率一致时，电磁场就会发生共振现象，形成稳定的电磁振荡。

电磁振荡的产生机制可以通过电路中的LC振荡器来进行解释。

LC振荡器由电感和电容组成，当电容和电感达到一定的数值时，可以产生自身的振荡。

在振荡过程中，电荷会在电容器和电感之间周期性地流动，并辐射出电磁波。

二、电磁波的概念及产生机制电磁波是电磁振荡在空间中传播的结果，它是由电场和磁场相互耦合而形成的能量传播波动。

电磁波包含有电场和磁场的变化信息，可以在真空和介质中传播。

电磁波的产生机制可以用麦克斯韦方程组进行描述。

根据麦克斯韦方程组的推导可知，当电荷发生加速度变化时，就会激发电场和磁场的振荡，并形成电磁波。

这种电磁波的传播速度是一个恒定值，即光速。

三、电磁波的特性及应用1. 频率和波长：电磁波的频率与波长有着固定的关系，它们之间满足特定的物理常数。

不同频率的电磁波对应不同的波长，从无线电波到 gamma 射线，频率和波长的范围非常广泛。

2. 增强和衰减：电磁波的传播过程中，会与物质相互作用，引起能量的增强或衰减。

例如，无线电波在天线接收器处被增强，而在障碍物遇到较大时则会发生衰减。

3. 反射和折射：电磁波在介质之间传播时，会发生反射和折射现象。

反射是指电磁波遇到界面时，部分能量被反射回原来的介质；折射是指电磁波从一种介质传播到另一种介质时，改变传播方向和速度。

电磁波在科学研究和实际应用中有着广泛的应用。

它们被广泛运用在通信领域，包括无线电通信、微波通信和光纤通信等。

电磁振荡与电磁波

接下去电容器再度放电，由a板经线圈L流向b板的电流逐渐增大，两板上的电量逐渐减少；再经T/4，即达到T时，通过线圈L的电流达到最大，两板上的电量减为零，回到了电磁振荡的初始状态。
再接下去又周而复始地重复上述电磁振荡过程。
答：从上面的分析与解答可以看出，选项B所示的图像描述了上述a板上电量随时间变化的情况。
均匀变化的磁场产生稳定的电场，均匀变化的电场产生稳定的磁场；
不均匀变化的磁场产生变化的电场，不均匀变化的电场产生变化的磁场。
振荡的(即周期性变化的)磁场产生同频率的振荡电场，振荡的电场产生同频率的振荡磁场。
变化的电场和变化的磁场总是相互联系着、形成一个不可分离的统一体,称为电磁场。
3、电磁波在真空中的传播速度等于光在真空中的传播速度，即 C 3×108 m/S。
2、LC回路的固有周期和固有频率，与电容器带电量、极板间电压及电路中电流都无关，只取决于线圈的自感系数L及电容器的电容C。
周期的决定式：T 2π LC
频率的决定式：f
1 2π
LC
3、在LC回路中，流过振荡线圈的电流、线圈中的磁场、电容器极板上的电量、电容器极板间的电场均按正弦或余弦规律变化。
A．在t1时刻，电路中的磁场能最小 B．从t1～t 2 时刻，电路中的电流值不断变小 C．从t 2 ～t 3时刻，电容器不断充电 D．在t 4 时刻，电容器的电场能最小
分析：在LC振荡电路中，电容器极板上的电量与两板间电压、电场强度成正比，电量q多的时候，两板间电场的电场能也随之增多；电量q 少的时候，两板间电场弱，相应的电场能量也随之减少。忽略LC电路振荡过程中线圈电阻发热以及向空间辐射电磁波，那么线圈中的磁场能与电容器两极板之间的电场能互相转换过程中，总的电磁场能量应保持不变。

13.3-4X-电磁振荡与电磁波解析

2 x2
2 y 2
2 z 2
E
2E
Байду номын сангаас
2E t 2
1 u2
2E t 2
类似推导可得
2H
1 u2
2H t 2
比较:机械平面简谐波的波动方程
2 y x2
1 u2
2 y t 2
可见电磁场以波的形式传播，且波速 u 1/
真空中 u 1/ 00 2.998108 m/s c (真空中的光速)
极轴传播方向 E
成正比。
P 4
1
LC
普通的LC电路的振荡频率很低，而且电磁场又被封闭在电容器和线圈内部，所以辐射功率很小。
欲提高振荡频率，必须降低电路中的电容和电感:
P , , L,C
P , , L,C
1 . 开放的LC电路与振荡电偶极子
对于平行板电容器和长直载流螺线管
C S
d
C S ,C
d
S d
恒量
电磁振荡过程中，电场能量和磁场能量都随时间作周期性变化，并且相互转换，总能量保持不变。
13.4 电磁波
一. 电磁波的产生和传播
静止的电荷不能发射电磁波
作匀速直线运动的电荷也不会发射电磁波
只有作加速运动的电荷才能辐射电磁波
理论分析表明（见后面的课件）:
LC电路辐射电磁波的功率P与振荡频率ω的四次方
8. 电磁波的能量密度：
定义为单位时间内通过与传播方向垂直的单位面积的
能量。
设 dA 为垂直于电磁波传播方向的小面元，
E
则dt 时间内穿过此面元的能量为
udt
dA
H
dW w dAudt S dW wu

电磁振荡与电磁波要点

一、振荡电路无阻尼自由电磁振荡
1、LC振荡电路 L、C是储能元件,能量转换是可逆的; L
C
A B

+
2、振荡的过程: K 电路中电荷、电流作周期性变化,相应地电场、磁场能量亦作周期性变化,且不断相互转化.电路中能量没有损耗。
二、无阻尼电磁振荡的振荡方程
只含L和C的电路是理想的无阻尼自由振荡电路.振荡电路中,电荷和电流随时间变化的规律方程称为振荡方程 di q dq t : L V A VB ( i ) dt C dt
由上面方程可求得电磁场在空间的分布. 2)电磁场在空间的分布
近场:电力线的形状随偶极子的振荡而改变,由非闭合变为闭合曲线; 辐射场:波面趋于球面,电力线为闭合曲线,电场方向沿子午线切线方向,磁力线是一系列以偶极子轴线为轴的同心圆，电场与磁场互相垂直,且都垂直于矢径. 电磁场表达式： p0 2 sin r E( r , t ) cos ( t v ) 4 r
17-2 电磁波
麦克斯韦认为：变化的电场和磁场会不断地交替激发,并由近及远地传播出去.这种以一定速度在空间传播的电磁场就是电磁波。一、电磁波的产生与传播 1、LC振荡电路辐射电磁波的条件： 1)振荡频率必须足够高,因为辐射能量与振荡频率的四次方成正比; 2)电路必须开放,电场能量和磁场能量不能只局限在L和C中。为满足上述条件,LC电路演变成振荡偶极子.
4 r 1 式中 v 为电磁波在介质中的传播速度对于远离波源的一个小区域：
H( r , t )
p0 sin
2
r cos ( t v )
E E0 cos ( t H H0 cos ( t

电磁振荡和电磁波的传播

电磁振荡和电磁波的传播在现代科学中，电磁振荡和电磁波的传播是一项重要而又复杂的研究课题。

本文将介绍电磁振荡和电磁波的基本概念、特性以及其在通信技术和现代生活中的应用。

一、电磁振荡的基本概念电磁振荡是指电场和磁场在空间中周期性变化的现象。

当电流通过导体时，会产生电磁场，并且电场和磁场会相互耦合而形成振动。

这种振动以波的形式传播，被称为电磁波。

二、电磁波的特性1. 频率和波长：电磁波的频率和波长是描述其特性的重要参数。

频率指的是单位时间内波动的周期数，波长则是波动中的一个完整周期所对应的长度。

它们之间的关系是波速等于波长乘以频率。

2. 速度：电磁波在真空中的传播速度为光速，约为30万公里/秒。

它是绝对不变的物理常数，即所有频率的电磁波在真空中传播的速度均相同。

3. 能量和功率：电磁波携带着能量，并且能够进行能量的传递。

能量的大小与电磁波的振幅相关。

功率则是单位时间内能量传递的速率。

三、电磁波的传播电磁波可以在真空中传播，也可以在不同介质中传播，如空气、水等。

当电磁波从空气射入水中时，会发生折射，改变其传播方向和速度。

根据电磁波在介质中的传播和折射规律，我们可以利用这些特性来实现通信和遥感等技术。

四、电磁波的应用电磁波在现代社会中有着广泛的应用。

下面列举了几个重要的应用领域：1. 通信技术：无线电通信、卫星通信、移动通信等都是基于电磁波的传播原理实现的。

通过调制不同的频率和振幅，我们能够传递声音、图像和数据等信息。

2. 辐射治疗：医学上利用电磁波的特性进行癌症等恶性肿瘤的治疗。

通过选择合适的频率和能量，将电磁波定向辐射在病变区域，达到杀灭肿瘤细胞的效果。

3. 遥感技术：利用电磁波对地球进行观测和探测，可以获取地球表面的许多信息，如地形、植被、海洋等。

这项技术在环境监测、气象预测和资源勘探等领域具有重要的意义。

4. 电磁感应：电磁波的传播与电磁感应有着密切的关系，在物理学和工程学中都有广泛应用。

电磁感应现象是指当磁场的强度或方向发生变化时，会在导体中感应出电场和电流。

电磁振荡与电磁波

电磁振荡：电路中电压与电流的周期性变化产生电磁振荡的电路为振荡电路与机械振动形似类似
简单的电磁振荡：LC
电路
先充C ，接通K ；此时极板间电场最强
放电时由于L,电流逐渐增大，自感线圈激起磁场，最终电容器的电能全部转化为线圈的磁场能；
此时电路中电流达到最大，对电容器进行反向充电；电流逐渐减弱到0，极板上的电荷聚集，磁场能量又全部
转化为电场能量；……循环往复
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机械波：
作机械震动的物体（波源）
传播机械振动的介质（质点间的相互作用）
波动只是震动状态的传播，各质点只是以周期性变化的振动速度在平衡位置附近振动
振动状态的转播速度：波速区别波速与质点的振动速度
简谐波：最简单最和谐
可以证明“万能”（傅里叶变换）
电磁振荡与电磁波
2017年6月29日
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横波：质点的振动方向和波的传播方向互相垂直。

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纵波：质点的振动方向和波的传播方向平行
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平面电磁波的波动方程
变化电场和变化磁场在无限大的绝缘介质（或真空）中传播，由于这种介质中没有自由电荷，也没有传导电流，因此麦克斯韦方程即
那么我们只讨论一维问题
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电磁振荡和电磁波

电磁振荡和电磁波一、电磁振荡1、振荡电流和振荡电路大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫振荡电流。

能够产生振荡电流的电路叫振荡电路。

最简单的振荡电路是由电感线圈和电容器组成的，简称LC 回路。

LC 回路中产生振荡电流是由于电容器不断充电和放电，该振荡电流是按正弦规律变化的。

2、LC 回路振荡过程中的能量转化电容器放电线圈周围产生磁场并逐渐增强线圈周围磁场逐渐减弱直至消失电容器反向充电，这种电场能磁场能发生周期性转化的现象叫做电磁振荡。

3、LC 电路中电磁振荡的产生过程如下：① 电容器充电未开始放电时，电容器电压U 最大，电场E 最强，电场能最大，电路电流i=0。

② 电容器开始放电后，由于自感L 的作用，电流逐渐增大，磁场能增强，电容器中的电荷减少，电场能减少。

在放电完毕瞬间，U=0，E=0，i 最大，电场能为零，磁场能最大。

③ 电容器放完电后，由于自感作用，电流i 保持原方向继续流动并逐渐减小，对电容器反向充电，随电流减小，电容两端电压升高，磁场能减少而电场能增大，到电流为零瞬间，U 最大，E 最大，i=0，电场能最大，磁场能为零。

④ 电容器开始放电，产生反向放电电流，磁场能增大电场能减小，到放电完了时U=0，E=0，i 最大，电场能为零，磁场能最大。

上述过程反复循环，电路产生振荡电流。

电磁振荡过程中各物理量随时间变化情况时间振荡情况电量Q 电场强度E 电压U 电流强度i 磁感应强度B 自感电动势电场能磁场能最大最大最大零零最大最大零减小减小减小增大增大减小减小增大零零零最大最大零零最大反向增大反向增大反向增大减小减小增大增大减小最大最大最大零零最大最大零减小减小减小反向增大反向增大减小减小增大零零零最大最大零零最大增大增大增大减小减小增大增大减小例在LC振荡电路中，当电容器放电完毕瞬间，以下说法正确的是（）。

A. 电容器极板间的电压为零，磁场能开始向电场能转化B. 电流达到最大值，线圈产生的磁场达到最大值C. 如果没有能量辐射损耗，这时线圈的磁场能等于电容器开始放电时电容器的电场能D. 线圈中产生的自感电动势最大分析与解答正确答案：A，B，C电容器放电完毕的瞬间，还有以下几种说法：电场能向磁场能转化完毕；磁场能开始电场能转化；电容器开始反向充电；电容器放电完毕的瞬间有如下特点：电容器电量Q=0，板间电压U=0，板间场强E=0，线圈电流I最大，磁感应强度B最大，电路磁场能最大，电场能为零。

电磁振荡和电磁波

振荡电路的 i=0 状态
i=Im
i=0
i=Im
i=0
时刻
t=0
tT流i i=0 正向最大
电场能最大
零
磁场能零
最大
tT 2
最大 i=0 最大零
t 3T 4
t=T
零
最大
反向最大零
最大
i=0 最大
零
4． LC振荡电路的周期公式
T 2 LC
（1）L对T的影响：L越大，振荡过程中因自感现象产生的自感电动势就越大，楞次定律中所说的“阻碍”作用也就将越大，从而延缓着振荡电流的变化，使振荡周期T变长。
电磁振荡和电磁波
电磁振荡和电磁波
一、电磁振荡 LC振荡过程中规律的表达 LC振荡过程一个周期内的几个特殊状态 LC振荡电路的周期公式
二、电磁波电磁波电磁波的特点：
三、光的电磁说和电磁波谱电磁波谱
063. 上海市南汇区08年第二次模拟考试3A 054. 08年北京市海淀区一模试卷18 gk009. 2008年高考理综山东卷37(1) gk013. 2008年高考上海理综卷9
电磁波的传播不需要介质.
（2）电磁波的周期T,频率f,波长以及它们与波速的关系:
v / T f
T、f由波源确定，不因介质而变化，而v、在不同的
介质中其值不同；同一介质中的电磁波频率越高波长越短.
3. 电磁波的特点：
（1）电磁波是物质波，传播时不需要介质，可在真空中传播.
（2）电磁波是横波，电场方向和磁场方向都与传播方向垂直.
麦克斯韦对电磁理论的研究预言了电磁波的存在，并得到电磁波传播速度的理论值3.11×108m/s，这和当时测出的光速3.15×108m/s非常接近，在此基础上麦克斯韦提出了光在本质上是一种电磁波，这就是所谓的光的电磁说。赫兹用实验证实了电磁波的存在，并测出其波长与频率，进而得到电磁波的传播速度，用实验证实了光的电磁说。

电磁振荡与电磁波

电磁振荡与电磁波5．3．1、电磁振荡电路中电容器极板上的电荷和电路中的电流及它们相联系的电场和磁场作周期性变化的现象，叫做电磁振荡。

在电磁振荡过程中所产生的强度和方向周期性变化的电流称为振荡电流。

能产生振荡电流的电路叫振荡电路。

最简单的振荡电路，是由一个电感线圈和一个电容器组成的LC 电路，如图5-3-1所示。

在电磁振荡中，如果没有能量损失，振荡应该永远持续下去，电路中振荡电流的振幅应该永远保持不变，这种振荡叫做自由振荡或等幅振荡。

但是，由于任何电路都有电阻，有一部分能量要转变成热，还有一部分能量要辐射到周围空间中去，这样振荡电路中的能量要逐渐减小，直到最后停止下来。

这种振荡叫做阻尼振荡或减幅振荡。

电磁振荡完成一次周期性变化时需要的时间叫做周期。

一秒钟内完成的周期性变化的次数叫做频率。

振荡电路中发生电磁振荡时，如果没有能量损失，也不受其它外界的影响，即电路中发生自由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。

LC 回路的周期T 和频率f 跟自感系数L 和电容C 的关系是：LC f LC T ππ21,2==。

5．3．2、电磁场任何变化的电场都要在周围空间产生磁场，任何变化的磁场都要在周围空间产生电场。

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场，这就是电磁场。

麦克斯韦理论是描述电磁场运动规律的理论。

变化的磁场在周围空间激发的电场，其电场呈涡旋状，这种电场叫做涡旋电场。

涡旋电场与静电场一样对电荷有力的作用；但涡旋电场又与静电场不同，它不是静电荷产生的，它的电场线是闭合的，在涡旋电场中移动电荷时电场力做的功与路径有关，因此不能引用“电势”、“电势能”等概念。

当导体作切割磁感线运动时，导体中的自由电子将受到洛仑兹力而在导体中定向移动，使这段导体两端分别积累正、负电荷，产生感应电动势，这种感应电动势又叫做动生电动势。

它的计算公式为θεsin Blv =当穿过导体回路的磁通量发生变化时（保持回路面积不变），变化的磁场周围空间产生涡旋电场，导体中的自由电子在该电场的电场力作用下定向移动形成电流，这样产生的感应电动势又叫感生电动势。

大学物理第十七章电磁振荡与电磁波

可维护性
选择易于维护、可靠性高的振荡源，以降低后期维护成本。
04
电磁振荡与电磁波在科技领域应用
无线通信系统原理简介
80%
电磁波传输
无线通信利用电磁波在空间中的传播特性，实现信息的传输和接收。
100%
调制与解调
发送端将信息信号调制到载波上，形成已调波后发送；接收端对已调波进行解调，还原出原始信息。
01
数据处理方法
02
1. 对实验数据进行整理和分析，计算电磁振荡的周期、频率、振幅等参数。
03
2. 通过图表展示实验数据的变化趋势和规律，如折线图、散点图等。
数据处理方法和结果展示技巧分享
• 对实验数据进行统计分析和误差处理，计算平均值、标准差等统计量。
数据处理方法和结果展示技巧分享
结果展示技巧
其传播速度在真空中等于光速。
实验步骤和注意事项说明
02
01
03
实验步骤
1. 搭建实验装置，包括信号发生器、示波器、接收天线等。
2. 调整信号发生器，产生不同频率和振幅的正弦波信号。
实验步骤和注意事项说明
3. 观察示波器上的波形变化，记录电磁振荡的周期、振幅等参数。
4. 使用接收天线接收电磁波，并通过示波器观察其波形和传播特性。
振荡频率
电磁振荡的频率决定了所产生电磁波的频率。
振幅
电磁振荡的振幅影响电磁波的强度。
传播介质
电磁波需要在介质中传播，如空气、真空等。
不同类型振荡源产生电磁波特点比较
01
LC振荡电路
产生固定频率的电磁波，波形较稳定。
微波振荡器
产生高频电磁波，用于雷达、无线通信等领域。

电磁振荡和电磁波

电磁振荡和电磁波
电磁振荡是指电磁场由于外界作用而发生的周期性变化。

在自由空
间或导体中，当带电粒子受到外力作用而振动时，就会产生电磁振荡。

电磁振荡的基本特征是频率和波长，它们分别决定了电磁振荡的性质
和传播方式。

而电磁波则是电场和磁场相互作用的结果，沿着空间传
播的波动形式。

电磁波包含了电场和磁场的振荡，是一种横波，其传
播速度等于光速。

电磁振荡和电磁波有着密切的联系，电磁振荡是电磁波产生的根源。

当电荷在电场中受到作用力时，会发生振荡，导致电磁场的变化，进
而产生电磁波。

电磁波的传播过程中，电场和磁场相互耦合，通过振
荡的方式传输能量和信息，是一种无线传输的重要方式。

电磁振荡和电磁波在现代通信、雷达、卫星导航等领域有着广泛的
应用。

通过调控电磁振荡的频率和振幅，可以实现信号的调制和解调，进而实现信息的传输。

而利用电磁波的传播特性，可以实现远距离的
通信和探测，为人类社会的发展提供了强大的支持。

总的来说，电磁振荡和电磁波是电磁学中的重要概念，对于我们理
解电磁现象和应用电磁技术具有重要意义。

通过深入研究电磁振荡和
电磁波的原理和特性，可以更好地应用于实际工程中，推动科技的进
步和社会的发展。

希望本文的介绍对您有所帮助，谢谢阅读！。

电磁振荡与电磁波

电场能磁场能电场能磁场能电场能
4、在LC回路产生振荡电流的过程中，磁场能(由通电线圈的电流产生)和电场能(由电容器极板上的电荷产生)之间不断地相互转化着。电容器放电阶段，电场能转化为磁场能，放电完毕的瞬间，电场能为零，振荡电流及磁场能达到最大值；此后电容器被反向充电，在此阶段，磁场能转化为电场能，振荡电流为零的瞬间，磁场能为零，电容器上的电荷及电场能达到最大值。
分析：回旋加速器在工作中，基本上可以看成带电粒子在匀强磁场中，在洛仑兹力的作用下做匀速圆周运动的问题。经反复加速，带电粒子速度不断增大，做匀速圆周运动的轨道半径也不断增大，但粒子做匀速圆周运动的周期没有变。这个周期T1的大小，可以通过列动力学方程解答出来。
另一方面用LC振荡器作为高频电源，其振荡周期T2 与电感L、电容C的关系，也可以用LC振荡的周期公式表达出来。
为使收音机能接收到f1 = 550kHz至f2 = 1650kHz范围内的所有电台的广
播，则可变电容器与f1对应的电容C1和与f2 对应的电容C2 之比为
A．1∶ 3
B． 3∶1
C．1∶9
D．9∶1
答案:D
5．在LC振荡电路中，在电容器放电完毕的瞬间 A．电场能正向磁场能转化 B．磁场能正向电场能转化 C．电场能刚好向磁场能转化完毕 D．磁场能刚好向电场能转化完毕
说明：发生在线圈中的自感电动势的方向是这样的，当线
圈中的电流减小时，自感电动势的方向与电流方向相同，阻
碍电流的减小；当线圈中的电流增大时，自感电动势的方向与电流方向相反，阻碍电流的增大。
例3．如图(1)所示，可变电容器的电容为C，与自感系数为L 的电感器组成理想的LC振荡电路。当K接1时，电源给电容C 充电；当K再接2时，试求： (1)再过多少时间，线圈中的磁场最强？ (2)再过多少时间，电容内的电场最强？

电磁振荡和电磁波

电磁振荡和电磁波电磁振荡和电磁波是电磁学中重要的概念和理论。

本文将介绍电磁振荡和电磁波的基本原理、性质和应用。

一、电磁振荡的原理和性质电磁振荡是指电磁场中电磁波的产生过程。

电磁振荡的起源可以追溯到19世纪中期，当时科学家发现，当电流通过导线时，会在周围产生一个电磁场。

进一步研究表明，这个电磁场会引起导线中的电荷或自由电子发生周期性的振动，形成电磁振荡。

电磁振荡的性质主要包括频率、周期、振幅和波长。

频率指的是单位时间内振荡的次数，用赫兹（Hz）表示；周期是振荡完成一个完整周期所需的时间；振幅表示振荡的最大偏移量；波长是波的长度，指的是相邻两个峰值之间的距离。

二、电磁波的产生和传播在电磁振荡的基础上，电磁波的产生即是电磁场的传播过程。

电磁波在空间中以波的形式传播，包括电场和磁场的振荡。

电磁波的传播速度是一个重要的物理常数，通常以光速表示，即每秒299,792,458米。

电磁波的速度与介质无关，只与真空中的性质有关。

根据电磁波的频率和波长，可以将电磁波分为不同的区域，包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线。

不同区域的电磁波在应用和研究中具有不同的特性和用途。

三、电磁波的应用电磁波在现代科技和生活中有着广泛的应用。

下面将介绍几个常见领域的应用：1. 通信领域：无线电波、微波和可见光波等电磁波在通信领域中得到广泛应用。

无线电波被用于广播、电视和手机通信；微波被用于卫星通信和雷达系统；可见光波则是光纤通信的基础。

2. 医学领域：X射线、γ射线和红外线等电磁波在医学诊断和治疗中发挥着重要作用。

X射线用于骨骼和器官的成像；γ射线可用于放射治疗和癌症治疗；红外线在体温检测和眼科成像中有广泛应用。

3. 科学研究：电磁波在科学研究中也发挥着重要作用。

天文学家使用射电望远镜接收宇宙中的无线电波；地球物理学家使用地震波探测地下结构；化学家使用红外光谱技术研究分子结构等。

4. 能源和环境：太阳能是一种利用可见光波产生电能的环保能源；微波炉则是利用微波加热食物的实用家电。

基础课29 电磁振荡与电磁波

关闭
t1时A刻.在电t1容时器刻两,电端路电中压的最电高时流,最电大路中振荡电流为零,t2时刻电容器两端电压为B.在零,t电2时路刻中,电振荡路电中流的最磁强场、能磁最场大能最多,选项A错误,B正确;在t2~t3的过程中C.,从从时题刻图可t2~知t3,,电电容路器的两电板场间能电不压断增增大大,必有电场能增加,选项C正确;而关闭在BCtD3~.从t4的时过刻程t3中~t,4电,电容容器器两的板电间荷电压量减不小断,带增电大荷量同时减少,选项D错误。
器AB正D在充电,则线圈自感作用,阻碍电流的减小,故D正确。
解析答答案案
考点一
考点二
-10-
例2(多选)一个LC振荡电路中,线圈的自感系数为L,电容器电容
为C,从电容器上电压达到最大值U开始计时,则有( )
A.至少经过 π LC,磁场能达到最大
B.至少经过12 �� LC,磁场能达到最大
Em→0 0→im 0→Bm E 电→E 磁
0→Em im→0 Bm→0 E 磁→E 电
-9-
考点一
考点二
例1(2018·天津滨海新区模拟)(多选)LC振荡电路中,某时刻磁场方向如图所示,则下列说法正确的是( )
关闭
若磁场正在减弱,由楞次定律可得线圈上端为正极,则电容器上极板带正
电,A故.若A正磁确场;若正电在容减器弱正,则在电放电容,器由上安培极定板则带可正得电电容器上极板带负电,故B 正确BC..若;若若电电电容容容器器器上正上极在极板放板带电带正,正则电电电,说,容则明器自电上感容器极电在板动充带势电负正,磁电在场减能小转化为电场能,则线圈D.中若电电流容应器该正减在小充,此电时,则线圈自中感的电自动感势电正动在势阻在碍增电大流,故减C错小误;若电容关闭

电磁振荡与电磁波

第十二章电磁波本章基本要求了解电磁波的性质。

§12－1 电磁振荡一．振荡电路1．电磁振荡最简单的LC 回路（无阻尼自由振荡电路） K →B ，ε对C 充电，→Q 0K →A ，C 上的q ，电路中的I 都将作周期性振荡──电磁振荡。

理想情况：无阻尼自由电磁振荡。

2．振荡过程分析如上图，m e W ,W ,Q ,I 都作周期性振荡。

3．与弹簧振子类比（力、电对比）类比：k m p e E W ,E W ,x q ↔↔↔二．电磁振荡方程 1．力电对比法：电场能：Cq W e 22=, 弹性势能：221kx W p =A Q ,k C,x q −→←−→←−→←01磁场能：221LI W m =, 动能：221mv E k = ABKLCε0Q +0Q -LC00Q Q ,I ,t ===040==Q I ,T t 0Q -0Q +002Q Q ,I ,T t -===,20==Q I t00v I ,v I ,m L −→←−→←−→←与振动方程类比：→=+022x m kdtx d mk=ω, 解：)t cos(A x ϕω+= →=+022LCqdt q d LC1=ω, 解：)t cos(Q q ϕω+=0 2．分析：22dtq d L )dt dq (dt d L dt dI L C q U C -=-=-==LCLC q dtq d 1022=−→−=+ω 3．电磁振荡的周期和频率LCLC T πνπωπ2122===电流: )t sin(Q dt dq I ϕωω+-==0)t cos(I 20πϕω++= 00Q I ω=:电流振幅；I 位相超前2π4．电磁场的能量电场能：)t (cos CQ C q W e ϕω+==22222磁场能： )t (sin C Q )t (sin LI LI W m ϕωϕω+=+==2202202222总能量：CQ W W W m e 220=+=电磁场能量守恒§12－2 电磁波一．电磁波的产生与传播 1．波源：振荡偶极子要求：① 振荡 LC 回路② 开放能向外辐射能量 ③ 频率高。