电磁波课件
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精品课件-电磁场与电磁波-第1章
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第1章 矢量分析基础
第1章 矢量分析基础
1.1 矢量分析 1.2 场论 1.3 标量场的方向导数和梯度 1.4 矢量场的通量及散度 1.5 矢量场的环量和旋度 1.6 亥姆霍兹定理 1.7 圆柱坐标系和球坐标系
第1章 矢量分析基础 1.1 矢量分析 矢量分析讨论矢性函数的求导、积分等内容,它是矢量代 数的继续,也是场论的基础。在物理学和工程实际中,许多物 理量本身就是矢量,如电场强度、磁场强度、流体的流动速度、 物质的质量扩散速度及引力等。采用矢量分析研究这些量是很 方便的。有些物理量本身是标量,但是描述它们的空间变化特 性用矢量较为方便。如物体的引力势,描述它的空间变化就需 要用引力。再比如,空间的电位分布,描述其变化采用电场强 度较为方便。
记为
,u 即
l M0
u lim u(M ) u(M0 )
l M0 M M0
M0M
(1-7)
第1章 矢量分析基础 图1-6 梯度和方向导数
第1章 矢量分析基础
2. 方向导数的计算公式
设有向线段l的单位矢量为l°=l/l,这个单位矢量的方
向余弦为(cosα, cosβ, cosγ),则标量场在某点的方向导
第1章 矢量分析基础
例1-1 若两个点电荷产生的电位 u(x, y, z) kq kAq r r1
为 r x2 y2 z2 r1 ,其(x a)2 y2 z2
中
,
,A、q和k是常数。求
电位等于零的等位面方程。
解 令u=0,则有1/r=A/r1,即Ar=r1, 左右同时平方, 得
(xA2(x2a+y2+)z22)=(yx2+a)z22+y2+z2A2a 2
若问题的本身就是两个变量的函数,这种情形叫做平面标 量场。此时,标量场一般可以写为u(x,y)。标量场具有相同 数值的点,就组成标量场的等值线,等值线方程为
第1章 矢量分析基础
1.1 矢量分析 1.2 场论 1.3 标量场的方向导数和梯度 1.4 矢量场的通量及散度 1.5 矢量场的环量和旋度 1.6 亥姆霍兹定理 1.7 圆柱坐标系和球坐标系
第1章 矢量分析基础 1.1 矢量分析 矢量分析讨论矢性函数的求导、积分等内容,它是矢量代 数的继续,也是场论的基础。在物理学和工程实际中,许多物 理量本身就是矢量,如电场强度、磁场强度、流体的流动速度、 物质的质量扩散速度及引力等。采用矢量分析研究这些量是很 方便的。有些物理量本身是标量,但是描述它们的空间变化特 性用矢量较为方便。如物体的引力势,描述它的空间变化就需 要用引力。再比如,空间的电位分布,描述其变化采用电场强 度较为方便。
记为
,u 即
l M0
u lim u(M ) u(M0 )
l M0 M M0
M0M
(1-7)
第1章 矢量分析基础 图1-6 梯度和方向导数
第1章 矢量分析基础
2. 方向导数的计算公式
设有向线段l的单位矢量为l°=l/l,这个单位矢量的方
向余弦为(cosα, cosβ, cosγ),则标量场在某点的方向导
第1章 矢量分析基础
例1-1 若两个点电荷产生的电位 u(x, y, z) kq kAq r r1
为 r x2 y2 z2 r1 ,其(x a)2 y2 z2
中
,
,A、q和k是常数。求
电位等于零的等位面方程。
解 令u=0,则有1/r=A/r1,即Ar=r1, 左右同时平方, 得
(xA2(x2a+y2+)z22)=(yx2+a)z22+y2+z2A2a 2
若问题的本身就是两个变量的函数,这种情形叫做平面标 量场。此时,标量场一般可以写为u(x,y)。标量场具有相同 数值的点,就组成标量场的等值线,等值线方程为
电磁场与电磁波(高中物理教学课件)
![电磁场与电磁波(高中物理教学课件)](https://img.taocdn.com/s3/m/ec4d0812326c1eb91a37f111f18583d049640fde.png)
典型例题
例1. 下列说法正确的是 ( A ) A.电磁波在真空中以光速c传播 B.在空气中传播的声波是横波 C.声波只能在空气中传播 D.光需要介质才能传播 例2.(多选)关于电磁波与声波,下列说法正确的是 ( AC ) A.电磁波是由电磁场发生的区域向远处传播,声波是 声源的振动向远处传播 B.电磁波的传播不需要介质,声波的传播有时也不需 要介质 C.由空气进入水中传播时,电磁波的传播速度变小, 声波的传播速度变大 D.由空气进入水中传播时,电磁波的波长不变,声波 的波长变小
一.电磁场 3.电场和磁场的变化关系
非均变Βιβλιοθήκη 匀变 激发 化化的
电
磁场
场
均
稳
匀 激发 定
变
磁
化
场
非均
变
匀变 激发 化
化的
磁
电场
场
不
再
激 发
均
稳
匀 激发 定
变
电
化
场
非均 匀变 化的 磁场
一.电磁场
4.电磁场 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,这个场叫电磁场。
二.电磁波
1.电磁波:麦克斯韦推断变化的 电场和变化的磁场交替产生,由 近及远地向周围传播形成电磁波。 2.电磁波的特点: ①电磁波传播不需要介质
典型例题
例7.如图所示是一水平放置的绝缘环形管,管内壁光滑, 内有一直径略小于管内径的带正电的小球,开始时小球 静止,有一变化的磁场竖直向下穿过管所包围的面积, 磁感应强度大小随时间成正比增大,设小球的带电荷量 不变,则( B ) A.顺着磁场方向看,小球受顺时针方向的力,沿顺时 针方向运动 B.顺着磁场方向看,小球受逆时针 方向的力,沿逆时针方向运动 C.顺着磁场方向看,小球受顺时针 方向的力,沿逆时针方向运动 D.小球不受洛伦兹力,不运动
电磁波谱(高中物理教学课件)
![电磁波谱(高中物理教学课件)](https://img.taocdn.com/s3/m/881f359788eb172ded630b1c59eef8c75fbf95d7.png)
三.太阳辐射
阳光从太阳辐射出来,其中含有可见光,还有无线电波、 红外线,也有紫外线、X射线、γ射线。太阳辐射的能量 集中在可见光、红外线和紫外线三个区域。从图中可以 看到,波长在5.5×10-7m的黄绿光附近,辐射的能量最 强。我们的眼睛正好对这个区域的电磁辐射最敏感。眼 睛把太阳在最强辐 射区的辐射作为自己 的接收对象,这样就 能看到最多的东西, 获得最丰富的信息。 读到这里,你是否又 一次感受到了自然万 物的绝妙与和谐?这是巧合呢,还是生物进化的结果
典型例题
例7.下列有关电磁波的说法中正确的是( B ) A.电磁波谱中最难发生衍射的是无线电波 B.电磁波谱中最难发生衍射的是γ射线 C.频率接近可见光的电磁波沿直线传播 D.以上说法都不正确 例8.(多选)下列说法中符合实际的是( BD ) A.在医院里常用X射线对病房和手术室消毒 B.医院里常用紫外线对病房和手术室消毒 C.在人造地球卫星上对地球进行拍摄是利用紫 外线有较好的分辨能力 D.在人造地球卫星上对地球进行拍摄是利用红 外线有较好的穿透云雾烟尘的能力
04.电磁波谱 图片区
电磁波包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、 X射线、γ射线等。太阳辐射中就包含了波长不同 的各种各样的电磁波。
一.电磁波谱 电磁波谱:按电磁波的波长大小或频率高低的顺 序把它们排列成的谱
波长变短,频率变大,波动性变弱,粒子性变强
一.电磁波谱 1.无线电波:把波长大于1mm(频率低于300GHz) 的电磁波称作无线电波
祝你学业有成
2024年4月28日星期日8时21分5秒
红外线测温
红外线感应门
一.电磁波谱
夜视仪
红外线照片
卫星遥感成像
遥感照片
一.电磁波谱
2.红外线: 应用:③红外线加热
电磁波谱课件
![电磁波谱课件](https://img.taocdn.com/s3/m/6f240b4f001ca300a6c30c22590102020740f26c.png)
1.如果有两个(或两个以上)发射与反射脉冲,便可确定一段时间
前后物体的两个位置或一段时间内的位移,从而测出物体的运动速
度。
2.如果从发射一列波到再接收到这列波的反射波所用的时间为
t,那么雷达与障碍物间的距离 x= ,而不是 x=ct。
2
案例探究
一个雷达向远处发射无线电波,每次发射的时
间为 1 μs,两次发射的时间间隔为 100 μs,在指示器
2s=ct,得
s=
2
=
3.0×108 ×50×10-6
2
答案:7.5×103 m
m=7.5×103 m。
思悟升华
雷达侦察问题的解决方法
1.电磁波在空中的传播速度可认为等于真空中的光速 c,根据雷
达荧光屏上发射波形和反射波形间的时间间隔,可求得侦察距离。
2.根据发射无线电波的方向和仰角,确定被侦察物体的位置。
答案:隐形飞机主要是降低雷达的可探测性。
根据雷达的工作原
理可知,只要照射到飞机上的电磁波不被反射回雷达,就不会被探测
到,所以飞机要实现对雷达隐身,主要措施有:(1)在机身上涂吸收雷
达波的涂层。(2)使机身呈多面体状,让雷达波反射到其他方向。(3)
经过特殊设计使雷达波能穿过机身而不被反射等。
二、电磁波谱
X 射线
电波
波动
引起 化学作用、 贯穿
特性
热效应
性强
视觉 荧光效应 本领强
检查探
无线电 加热、 照明、 感光技术、
应用
测、医用
技术 遥感 摄影 医用消毒
透视
γ 射线
贯穿本
领最强
工业探
伤、医用
治疗
2.产生机理
前后物体的两个位置或一段时间内的位移,从而测出物体的运动速
度。
2.如果从发射一列波到再接收到这列波的反射波所用的时间为
t,那么雷达与障碍物间的距离 x= ,而不是 x=ct。
2
案例探究
一个雷达向远处发射无线电波,每次发射的时
间为 1 μs,两次发射的时间间隔为 100 μs,在指示器
2s=ct,得
s=
2
=
3.0×108 ×50×10-6
2
答案:7.5×103 m
m=7.5×103 m。
思悟升华
雷达侦察问题的解决方法
1.电磁波在空中的传播速度可认为等于真空中的光速 c,根据雷
达荧光屏上发射波形和反射波形间的时间间隔,可求得侦察距离。
2.根据发射无线电波的方向和仰角,确定被侦察物体的位置。
答案:隐形飞机主要是降低雷达的可探测性。
根据雷达的工作原
理可知,只要照射到飞机上的电磁波不被反射回雷达,就不会被探测
到,所以飞机要实现对雷达隐身,主要措施有:(1)在机身上涂吸收雷
达波的涂层。(2)使机身呈多面体状,让雷达波反射到其他方向。(3)
经过特殊设计使雷达波能穿过机身而不被反射等。
二、电磁波谱
X 射线
电波
波动
引起 化学作用、 贯穿
特性
热效应
性强
视觉 荧光效应 本领强
检查探
无线电 加热、 照明、 感光技术、
应用
测、医用
技术 遥感 摄影 医用消毒
透视
γ 射线
贯穿本
领最强
工业探
伤、医用
治疗
2.产生机理
高中物理课件 电磁波及其应用
![高中物理课件 电磁波及其应用](https://img.taocdn.com/s3/m/cfa8ef6c326c1eb91a37f111f18583d048640f58.png)
判一判 (1)变化的电场一定产生变化的磁场。 (×) (2)恒定电流周围产生磁场,磁场又产生电场。 (×) (3)电磁波和光在真空中的传播速度都是3.0×108 m/s。 (√ ) (4)麦克斯韦预言并验证了电磁波的存在。 (×) (5)电磁波在任何介质中的传播速度均为3×108 m/s。 (×)
知识点二、电磁波谱的理解 角度1. 各种电磁波的共性和个性 1.共性: (1)在本质上都是电磁波,遵循相同的规律,各波段之间的区别并没有 绝对的意义。 (2)都遵循公式v=λf,在真空中的传播速度都是c=3×108 m/s。 (3)传播都不需要介质。 2.个性:不同的电磁波由于具有不同的波长(频率),故具有不同的特性。
第六章 电磁现象与电磁波 6.4 电磁波及其应用
知识梳理 一、电磁场与电磁波 1.电磁场:(1)麦克斯韦电磁场理论的两个基本假设: ①变化的磁场能够在周围空间产生_电__场__(如图甲所示)。 ②变化的电场能够在周围空间产生_磁__场__(如图乙所示)。
(2)电磁场:变化的_电__场__和变化的_磁__场__交替产生,形成不可分割 的统一体,称为_电__磁__场__。
强
荧光效应
最强
电磁波谱 用途
无线电波 红外线
可见光 紫外线
X射线
γ射线
通信、广 播、导航
加热遥测、 遥感、红外 摄像、红外 制导
日光灯、杀 照明、
菌消毒、治 照相等
疗皮肤病等
检测、探 探测、
测、透视、 治疗
治疗
提醒: (1)波长越长的电磁波频率越低,能量越低,衍射能力越强,穿透力越差。 (2)波长越短的电磁波频率越高,能量越高,衍射能力越弱,穿透力越强。
2.雷达: (1)雷达是利用_电__磁__波__进行测距、定位的仪器。 (2)组成:雷达主要由发射机、接收机和显示器等部分组成。 (3)雷达工作时使用的是_微__波__(选填“长波”“中波”或“微波”)。 3.移动电话: (1)_现__代__通__信__技__术__是电磁波最辉煌的应用成果之一。 (2)无线电话、无线对讲机、移动电话均是通过_电__磁__波__实现信号的发射 KH—12光学侦察卫星,采用先进的自适应光学 成像技术,地面分辨率最高可达0.1 m,是美国天基侦查的主力军。那么, 你知道它上面携带的相机在夜间进行红外摄像时工作在什么波段吗?该波 段有什么特点?
电磁波家族-PPT课件
![电磁波家族-PPT课件](https://img.taocdn.com/s3/m/d01abb57591b6bd97f192279168884868662b81e.png)
17
【审题指导】 解此题应把握两点: (1)电谐振的原理. (2)电磁波的接收过程.
18
【精讲精析】 当处于电谐振时,所有的电 磁波仍能在接收电路中产生感应电流,只不 过频率跟谐振电路固有频率相等的电磁波, 在接收电路中激发的感应电流最强.由调谐 电路接收的感应电流,要再经过检波(也就 是调制的逆过程)、放大,通过耳机才可以 听到声音,故正确答案为A、D.
33
热点示例创新拓展
电磁波的综合应用 [经典案例] (10分)某雷达工作时发射电磁波的 波长λ=20 cm,每秒发射的脉冲数n=5000,每个 脉冲持续的时间为t=2×10-8 s,问电磁波的振 荡频率为多少?最大侦察距离是多少? 【审题指导】 解此题注意两点: (1)电磁波的波长、波速、频率的关系. (2)对侦察距离的理解.
23
1.电磁波谱:按电磁波的波长或频率大小的 顺序把它们排列包括无线电波、红外线、可 见光、紫外线、X射线、γ射线. 3.电磁波的特性及应用
24
25
26
例2 下面列出一些医疗器械的名称和这些 器械运用的物理现象.请将相应的字母填写在 运用这种现象的医疗器械后面的空格上. (1)X光机,________. (2)紫外线灯,________. (3)理疗医用“神灯”照射伤口,可使伤口愈合得 较好,这里的“神灯”是利用________.
12
要点探究讲练互动
要点一 对调幅、调频、调谐、解 调的理解
学案导引
1.无线电波的发射原理是什么?经过哪几个 过程? 2.怎样才能顺利接收无线电波信号?
13
1.无线电波的发射和接收过程
2.“调幅”和“调频”都是调制过程 (1)高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变的 调制方式叫调幅,一般电台的中波、中短波、 短波广播以及电视中的图像信号采用调幅波. (2)高频电磁波的频率随信号的强弱而改变的 调制方式叫调频,电台的立体声广播和电视 中的伴音信号,采用调频波.
【审题指导】 解此题应把握两点: (1)电谐振的原理. (2)电磁波的接收过程.
18
【精讲精析】 当处于电谐振时,所有的电 磁波仍能在接收电路中产生感应电流,只不 过频率跟谐振电路固有频率相等的电磁波, 在接收电路中激发的感应电流最强.由调谐 电路接收的感应电流,要再经过检波(也就 是调制的逆过程)、放大,通过耳机才可以 听到声音,故正确答案为A、D.
33
热点示例创新拓展
电磁波的综合应用 [经典案例] (10分)某雷达工作时发射电磁波的 波长λ=20 cm,每秒发射的脉冲数n=5000,每个 脉冲持续的时间为t=2×10-8 s,问电磁波的振 荡频率为多少?最大侦察距离是多少? 【审题指导】 解此题注意两点: (1)电磁波的波长、波速、频率的关系. (2)对侦察距离的理解.
23
1.电磁波谱:按电磁波的波长或频率大小的 顺序把它们排列包括无线电波、红外线、可 见光、紫外线、X射线、γ射线. 3.电磁波的特性及应用
24
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26
例2 下面列出一些医疗器械的名称和这些 器械运用的物理现象.请将相应的字母填写在 运用这种现象的医疗器械后面的空格上. (1)X光机,________. (2)紫外线灯,________. (3)理疗医用“神灯”照射伤口,可使伤口愈合得 较好,这里的“神灯”是利用________.
12
要点探究讲练互动
要点一 对调幅、调频、调谐、解 调的理解
学案导引
1.无线电波的发射原理是什么?经过哪几个 过程? 2.怎样才能顺利接收无线电波信号?
13
1.无线电波的发射和接收过程
2.“调幅”和“调频”都是调制过程 (1)高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变的 调制方式叫调幅,一般电台的中波、中短波、 短波广播以及电视中的图像信号采用调幅波. (2)高频电磁波的频率随信号的强弱而改变的 调制方式叫调频,电台的立体声广播和电视 中的伴音信号,采用调频波.
电磁波课件
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由于透射现象的存在,电磁波在 传输过程中也会存在一定的能量
损失,一般用单位dB表示。
04 电磁波的应用
无线通信
无线电广播
利用电磁波将音频信号传输到收音机或扬声器。
移动通信
通过手机、基站和网络设备之间的无线电波传输 实现通信。
卫星通信
利用卫星反射或转发无线电波,实现远距离通信 。
雷达技术
天气雷达
高速、高带宽
随着通信技术的发展,电磁波的传输速度和带宽需求也在 不断增加。未来,电磁波将更加适应高速度、高带宽的应 用需求。
安全性提高
随着电磁波在各个领域的广泛应用,其安全性问题也日益 受到关注。未来,电磁波的安全性将得到进一步增强,以 保障用户的信息安全和隐私权益。
物联网应用
随着物联网技术的发展,电磁波将在物联网中发挥重要作 用。未来,电磁波将更加适应物联网应用的需求,为各种 智能设备的通信和数据传输提供支持。
在介质中传播速度会降低 。
折射率
不同介质对电磁波的折射 率不同,导致在穿过介质 时速度发生变化。
传播介质
01
02
03
04
真空
电磁波在真空中可以传播。
空气
空气中传播的电磁波会受到大 气颗粒物等的影响。
玻璃
玻璃等透明材料可以透过电磁 波。
导电材料
导电材料可以引导电磁波的传 播。
03 电磁波的反射与折射
未来展望
5G及6G通信
随着5G和6G通信技术的不断发展,电磁波将在未来的通信中发挥更加重要的作用。未来 ,电磁波将更加适应5G和6G通信的需求,为高速、高带宽、低延迟的通信提供支持。
量子通信
量子通信是一种新型的通信方式,具有高度安全性和不可破解性。未来,电磁波将在量子 通信中发挥重要作用,为高度安全的通信提供支持。
损失,一般用单位dB表示。
04 电磁波的应用
无线通信
无线电广播
利用电磁波将音频信号传输到收音机或扬声器。
移动通信
通过手机、基站和网络设备之间的无线电波传输 实现通信。
卫星通信
利用卫星反射或转发无线电波,实现远距离通信 。
雷达技术
天气雷达
高速、高带宽
随着通信技术的发展,电磁波的传输速度和带宽需求也在 不断增加。未来,电磁波将更加适应高速度、高带宽的应 用需求。
安全性提高
随着电磁波在各个领域的广泛应用,其安全性问题也日益 受到关注。未来,电磁波的安全性将得到进一步增强,以 保障用户的信息安全和隐私权益。
物联网应用
随着物联网技术的发展,电磁波将在物联网中发挥重要作 用。未来,电磁波将更加适应物联网应用的需求,为各种 智能设备的通信和数据传输提供支持。
在介质中传播速度会降低 。
折射率
不同介质对电磁波的折射 率不同,导致在穿过介质 时速度发生变化。
传播介质
01
02
03
04
真空
电磁波在真空中可以传播。
空气
空气中传播的电磁波会受到大 气颗粒物等的影响。
玻璃
玻璃等透明材料可以透过电磁 波。
导电材料
导电材料可以引导电磁波的传 播。
03 电磁波的反射与折射
未来展望
5G及6G通信
随着5G和6G通信技术的不断发展,电磁波将在未来的通信中发挥更加重要的作用。未来 ,电磁波将更加适应5G和6G通信的需求,为高速、高带宽、低延迟的通信提供支持。
量子通信
量子通信是一种新型的通信方式,具有高度安全性和不可破解性。未来,电磁波将在量子 通信中发挥重要作用,为高度安全的通信提供支持。
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拉曼散射
拉曼散射是研究分子结构的重要手段,也是光谱学中 重要的分析方法之一。通过对拉曼散射光谱的分析, 可以获得分子振动和转动能级的信息,进而推断分子 的结构和化学键等信息。
当光子与分子或原子相互作用时,光子将能量传递给 分子或原子,引起分子或原子的振动或转动能级跃迁 ,同时释放出一个或多个低频光子的现象。
阐述引力波与电磁波相互作用的研究对于理解宇宙演化和物理学发展的
重要性。
超光速传
超光速传输的原理
介绍超光速传输的基本原理,包括相对论和量子力学方面的解释 。
实验进展与挑战
分析近年来在超光速传输方面的实验进展和挑战,包括技术难点、 理论争议等。
超光速传输的应用前景
探讨超光速传输在未来通信、宇宙探索等领域的应用前景。
量子通信的应用前景
介绍量子通信在军事、商业、民用等领域的应用前景。
引力波与电磁波的相互作用
01
引力波与电磁波的相互耦合
介绍引力波和电磁波的相互耦合机制,以及由此产生的物理效应。
02
引力波与电磁波的观测
介绍如何利用观测设备观测引力波与电磁波的相互作用,以及相关的实
验设计。
03
引力波与电磁波相互作用的研究价值
无线电通信
无线电广播
利用长波、中波、短波等 无线电波传送声音、文字 、图片等信息。
无线电导航
利用无线电波测定船只、 飞机等的位置和航向。
卫星通信
借助卫星转发无线电波实 现全球通信。
雷达测距
雷达测距原理
利用电磁波的反射特性,测量发 射电磁波与接收反射波的时间差 ,从而计算目标距离。
雷达应用
交通管制、气象观测、军事侦察 等。
人教版必修第三册课件电磁波的发现及应用(共31张PPT)
![人教版必修第三册课件电磁波的发现及应用(共31张PPT)](https://img.taocdn.com/s3/m/9df0badfd05abe23482fb4daa58da0116c171f26.png)
桐山万里丹山路,雄风清摄是利用红外线有较好 雄鹰必须比鸟飞得高,因为它的猎物就是鸟。
人生各有志。
古之立大事者,不惟有超世之材,亦必有坚忍不拨之志。
海纳百川有容乃大壁立千仞无欲则刚
的穿透云雾烟尘的能力 谁不向前看,谁就会面临许多困难。
雄心志四海,万里望风尘。 立志难也,不在胜人,在自胜。
13.4 电磁波的发现及应用
讲课提纲·必记清单
一、电磁场 1.麦克斯韦创立的电磁场理论: (1)变化的磁场产生电场; (2)变化的电场产生磁场. 2.电磁场:变化的电场和磁场总是相互联系的,形成一个 不可分割的统一的电磁场.
二、电磁波 1.麦克斯韦的预言了电磁波,赫兹证实了电磁波的存在. 2.电磁波的形成:变化的电场和变化的磁场交替产生,由 近及远地向周围传播形成. 3.电磁波的速度:真空的速度为光速 c=3×108 m/s,可以 在真空中传播不需要介质. 4.电磁波的波速 c 与波长 λ、频率 f 的关系:c=λf. 5.电磁波具有能量,携带信息无线传播. 6.电磁波谱(波长由长到短):无线电波、红外线、可见光、 紫外线、X 射线、γ射线六个波段.
男儿不展同云志,空负天生八尺躯。
人惟患无志,有志无有不成者。
雄鹰必须比鸟飞得高,因为它的猎物就是鸟。
C.在人造地球卫星上对地球进行拍摄是利用紫外线有较好 儿童有无抱负,这无关紧要,可成年人则不可胸无大志。
强行者有志。
丈夫清万里,谁能扫一室。
心志要坚,意趣要乐。
的分辨能力 母鸡的理想不过是一把糠。
立志是事业的大门,工作是登门入室的旅程。
(多选)根据麦克斯韦电磁场理论,下列说法正确的是 ()
A.在电场的周围空间,一定存在着和它联系着的磁场 B.在变化的电场周围空间,一定存在着和它联系着的磁场 C.恒定电流在其周围不存在磁场 D.恒定电流周围存在着稳定的磁场
电磁场与电磁波课件
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电磁波的散射与衍射
散射
当电磁波遇到尺寸远小于其波长 的障碍物时,会产生散射现象, 散射波向各个方向传播。
衍射
当电磁波遇到尺寸接近或大于其 波长的障碍物时,会产生衍射现 象,衍射波在障碍物后形成复杂 的干涉图样。
03
电磁波的辐射与接收
天线的基本概念与分类
天线的基本概念
天线是用于发射和接收电磁波的设备,在通信、雷达、无线电等系统中广泛应 用。
再经过信号处理得到目标的图像。
02
系统组成
红外成像系统主要由光学系统、红外探测器和信号处理系统组成。
03
电磁场与电磁波在红外成像中的应用
电磁场与电磁波在红外成像中用于接收目标的辐射信息,经过处理得到
目标的图像。
05
电磁场与电磁波实验
电容与电感测量实验
总结词
掌握电容和电感的基本测量方法
详细描述
通过实验学习如何使用电桥、交流电桥等基本测量工具,了解不同类型电容和电感的工作原理和测量方法,掌握 电容和电感的基本特性。
折射率与波长有关
不同媒质对不同波长的电磁波有不 同的折射率。
电磁波的反射与折射
反射定律
当电磁波遇到不同媒质的分界面时, 一部分能量返回原媒质,一部分能量 进入新媒质。反射波和入射波的振幅 和相位关系遵守反射定律。
折射定律
当电磁波从一种媒质进入另一种媒质 时,其传播方向发生改变,这种现象 称为折射。折射定律描述了折射角与 入射角、折射率之间的关系。
电磁场与电磁波课件
目录
• 电磁场的基本概念 • 电磁波的传播特性 • 电磁波的辐射与接收 • 电磁场与电磁波的应用 • 电磁场与电磁波实验 • 总结与展望
01
电磁场的基本概念
《电磁波谱》PPT课件
![《电磁波谱》PPT课件](https://img.taocdn.com/s3/m/fde7903530126edb6f1aff00bed5b9f3f90f72a6.png)
• 黑体是一个理想的热辐射体,在自然界并不 • 存在,但是在实验室可以近似地制作它,在 • 自然界的某些物体(如太阳)可以看作黑体。
• 2.灰体 • 如果物体的吸收率与波长无关,且为小于l • 的常数,这种物体称灰体。
3.选择性辐射体
如果物体的吸收率(或发射率)随波长 而变,则这物体称做选择性辐射体。
6、若干概念
• (1)辐射能
• 电磁波携带的能量或物体发射的全部能量
• 用来量度辐射做物理功的本领
• (2)辐射通量 单位时间内发射、接收或传播的辐射,与面 积大小有关。
• (3)辐射通量密度
• 通过单位面积的辐射通量 d F
d
dS
w / m2
• (4)出射度 • 辐射体表面射出的辐射通量密度
紫外光谱与可见光谱的能量
• 从上表看出,对于红外光的光量子能量往 • 往不能进行光化学反应,这种光量子被生 • 物组织吸收后,转换为热能,所以以红外 • 光的生物学效应主要是热效应。从可见光 • 开始可以进行光生物学化学反应,波长越 • 短,其热效应越小。
(4)吸收带和大气窗
• 通过大气的太阳辐射或地球大气系统辐射 • 将被大气中某些气体所吸收,这些吸收随 • 波长的变化很大,在某些波段的吸收很 • 强,而在另一些波段的吸收则很弱,在这 • 些吸收最弱的波段,太阳辐射和地球大气 • 辐射可以象光通过窗户那样透过大气,这 • 些波段称做大气窗。
• 2.参数间的关系、使用单位和量子特性 • (1)电磁波各参数的关系 • 电磁波谱通常以波长和频率来表示,真空 • 中存在关系:
• λ是波长,f是频率,c是光速。在真空中 • c=2.997925±0.000003×108m.s-1。 • 每秒约30万公里
(完整版)《电磁波》ppt课件精讲
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食物中水分子比其他分子更容易吸收微波的能量,所 以含水量高的食物在微波中温度上升很快。微波炉中不能 用金属容器,因为微波能在金属中产生很强大的电流,会 损坏微波炉。
微波同其他频率的电磁波一样,过量的照射对人体有 伤害。微波炉的外壳是金属壳,炉门的玻璃上有金属网, 这样就能保证电磁波的泄露不允许超过允许值。
波长
波长
二、电磁波是怎样传播的?
真空中电磁波的波速C,它等于波长和频率的 乘积:波速=波长×频率.
c =λ × f 电磁波的频率f单位是:赫兹Hz,同时还有千 赫kHz和兆赫MHz 电磁波可在真空或其它一些介质中传播。
光就是一种电磁波 !
电磁波的传播
[例题]:某调频立体声广播的频率是 97.4MHz,求它的波长是多少?
电磁波与我们的生活 收音机
电磁波与我们的生活 • 无线上网设备
电磁波与我们的生活
• 雷达设备在军事、气象等方面有广泛的应用。 • 隐形飞机是一种先进的军用飞机,可以防止被雷达发现,
隐形飞机用的主要是吸波材料,它能减少飞机对电磁波 反射,使雷达很难发现它。
隐形飞机的外形类似蝙蝠形,它通过将其雷 达“显示特征”降低到如同大鸟一样,从而 逃避常规雷达的跟踪。
解:∵ C=λ•f
∴ λ=C/f=(3.0*108 m/s)/
(97.4=3*1.0086mHz) 答:该电磁波的波长是3.08m。
四、无线电波的划分及应用
波 段波 长
频率
主要用途
长 波 3×104~3×103m 10~102kHz
超远程通信
中 波 3×103~2×102m 中短波 2×102~50m 短 波 50~10m 微 波 10~10-3m
102~1.5×103kHz
微波同其他频率的电磁波一样,过量的照射对人体有 伤害。微波炉的外壳是金属壳,炉门的玻璃上有金属网, 这样就能保证电磁波的泄露不允许超过允许值。
波长
波长
二、电磁波是怎样传播的?
真空中电磁波的波速C,它等于波长和频率的 乘积:波速=波长×频率.
c =λ × f 电磁波的频率f单位是:赫兹Hz,同时还有千 赫kHz和兆赫MHz 电磁波可在真空或其它一些介质中传播。
光就是一种电磁波 !
电磁波的传播
[例题]:某调频立体声广播的频率是 97.4MHz,求它的波长是多少?
电磁波与我们的生活 收音机
电磁波与我们的生活 • 无线上网设备
电磁波与我们的生活
• 雷达设备在军事、气象等方面有广泛的应用。 • 隐形飞机是一种先进的军用飞机,可以防止被雷达发现,
隐形飞机用的主要是吸波材料,它能减少飞机对电磁波 反射,使雷达很难发现它。
隐形飞机的外形类似蝙蝠形,它通过将其雷 达“显示特征”降低到如同大鸟一样,从而 逃避常规雷达的跟踪。
解:∵ C=λ•f
∴ λ=C/f=(3.0*108 m/s)/
(97.4=3*1.0086mHz) 答:该电磁波的波长是3.08m。
四、无线电波的划分及应用
波 段波 长
频率
主要用途
长 波 3×104~3×103m 10~102kHz
超远程通信
中 波 3×103~2×102m 中短波 2×102~50m 短 波 50~10m 微 波 10~10-3m
102~1.5×103kHz
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jd
D t
0
E t
0
l
U t
0U0 cost
l
或者 jd Id R2
(3)因为电容器内I=0,且磁场分布应具有轴对称性, 由全电流定律得
电磁波
三、 麦克斯韦方程组 麦克斯韦 提出了涡旋电场和位移电流假说: 这两个假说的核心思想是:
变化的磁场可以激发涡旋电场; 变化的电场可以激发涡旋磁场。
从而在人类科学史上第一次揭示了电场和磁场 的内在联系,建立了完整的电磁场理论体系,而这 个理论体系的核心就是麦克斯韦方程组。
I s j0 • dS
dQd D D•dS dt dt St
(
s
j0
D t
)
•
dS
0
电磁波
I
D
(
s
j0
t
) • dS 0
Q
D
Q
+++++++++
S1 S S2
即
(
S1
j0
D ) • t
dS
D S2 ( j0 t ) • dS
可 jd见 DD tt与 j0 位的 移地 电流位 密度相 矢当 量
第12章 电磁场和电磁波
麦克斯韦是19世纪英国伟大的 物理学家、数学家。
电磁波
12.1 位移电流 麦克斯韦方程组 一、位移电流
1、 恒定电、磁场的性质归纳为四个基本方程。
静电场的 性质:
D
•dS
q0
E • dl 0
——静电场是有源场 ——静电场是保守力场
恒定磁场的性质:
B • dS 0 H • dl
S t D •
dS
L
S t
即变化的电场可以激发变化的磁场
变化的磁场又可以激发变化的电场
这样电场和磁场可以相互激发并以波的形式由近及远,
以有限的速度在空间传播,就形成了电磁波。
电磁波
电路中的全电流总是连续的。
在非稳恒的电路中,安培环路定律仍然成立.
l H
• dl
I
Id
s j • dS
S
D t
• dS
电磁波
l H
• dl
I
Id
s j
• dS
S
D t
•
dS
在真空中安培环路定理:
D
l H • dl S t • dS
D t
位移电流假说的核心:
变化的电场可以激发磁场。
P
O
O
R
l
电磁波
解 (1)由于l<<R,故平板 间可作匀强电场处理,
EU l
根据位移电流的定义
P
O
O
R
l
Id
d
dE R2
dt
0R2
l
U0
cos
t
另解
dQ dCU dU
Id dt
dt
C dt
电磁波
平性板电容器的电容 C 0R2
代入上式,可得同样结果.
l
(2)由位移电流密度的定义
式中 I0是穿过以L回路为边界的任意曲面S
的传导L 电流。 问题
在电流非稳恒状态下(非恒定场的情形时), 安培环路定理是否正确 ?
电磁波
电流的连续性问题:
包含电阻、电感线圈的电 路,电流是连续的.
I
R
L
I
? 包含有电容的电流
是否连续?
I
+++++
I
电磁波
对L所围成的S1面
LH • dl S1 j • dS I
变化的电场和它激发的磁场在方向
上的右手螺旋关系。
H
电磁波
麦克斯韦的涡旋电场假说和位移电流假说
为建立统一的电磁场理论奠定了理论基础。
位移电流与传导电流的比较:
传导电流
位移电流
自由电荷的定向移动 通过导体产生焦耳热
电场的变化 真空中无热效应
只能存在于导体中
可以存在于真空、导体、 电介质中
传导电流和位移电流仅在激发磁场这一点上等效
I0
——恒定磁场是无源场 ——恒定磁场是非保守力场
电磁波
2、变化的电磁场
对于变化的磁场,麦克斯韦提出了“涡旋电场”假
说:
L E涡
• dl
S
B t
• dS
理论和实验都表明电场的高斯定理和磁场的 高斯定理在变化的电、磁场中依然成立。
电磁波
恒定磁场中,安培环路定理可以写成:
LH • dl I0 L
S1 L
++ +
++
+
对L所围成的S2面
矛盾
I
S2
I
LH • dl S2 j • dS 0
显然,H 的环流不再是唯一确定的了。 这说明安培环路定律在非恒定场中须加以修正。
电磁波
Q
D
Q
I
S1
+++++++++
S
S2
I
由高斯定理: Q S D • dS D
由电荷守恒定律: I dq dQ dt dt
电磁波
在任意变化Id 的 电dd场tD中,S通D过t •某d一S 曲 面S Sjd的• 位dS移电流:
把 D0EP 代入,得
IdS0 E t•dSS P t•dS
E变化引起 极化电流
麦克斯韦假设 : 变化的电场能产生磁场, 因而可以等效为一种电流.
电磁波
二、全电流定律
全电流:通过某一截面的传导电流、运流电流 和位移电流的代数和.
电磁波
D • dS dV
S
V
E • dl
B
•
dS
L
S t
SB
LH
• •
dS 0
dl S
j
D t
•
dS
各向同性介质,有 D 0 r E
电磁波
B 0rH
12.2 电磁波
根据麦克斯E 韦• d理l 论 , 在自B由• 空dS间内的电场和磁场满足
L
H • dl
电磁波
B
l Ei • dl S t • dS
B t
D
L H d • dl
• dS S t
(Hd为Id产生的涡旋磁场)
D
t
Ei 左旋
右旋 H d
对称美
电磁波
例:半径为R,相距l(l<<R)的圆形空气平板电容器,两 端加上交变电压 U=U0sint, 求电容器极板间的:
(1)位移电流; (2)位移电流密度 jd 的大小; (3)位移电流激发的磁场分布B(r), r为到圆板中 心轴线的距离.