人教版高中物理选修3-4第十四章 电磁波基础知识梳理

(2)使用周期公式时,一定要注意单位： T、L、C、f 的单位分别是秒(s)、亨利(H)、法拉(F)、赫兹(Hz)。
(3)电感 L 和电容 C 在 LC 振荡电路中既是能量的转换器,又决定着这种转换的快慢,L 或 C 越大,能量转换时间也越长,故周期也越长。
(4)电路中的电流、线圈中的磁感应强度 B、电容器极板间的电场强度 E 的变化周期
知识像烛光，能照亮一个人，也能照亮无数的人。--培根
第十四章 电磁波
一、电磁场和电磁波
14.1 电磁波的发现
1．麦克斯韦电磁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。 (2)变化的电场能够在周围空间产生磁场 注意：变化的磁场产生的电场,叫感应电场或涡流电场,它的电场线是闭合的;
静电荷周围产生的电场叫静电场,它的电场线由正电荷起到负电荷止,是不闭合的。 二、电磁波的产生机理
2.赫兹的其他成果 赫兹观察到了电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象，测量证明了电磁
波在真空中具有与光相同的速度 c,证实了麦克斯韦关于光的电理论。 3.赫兹实验的意义 (1)意义: ①证实了麦克斯韦关于光的电磁理论; ②人类历史上首次捕捉到了电磁波。 (2)赫兹的实验为无线电技术的发展开拓了道路,后人把频率的单位定为赫兹
LC 振荡电路充、放电过程的判断方法 (1)根据电流流向判断：当电流流向带正电的极板时，电容器的电荷量增加，磁 场能向电场能转化，处于充电过程；反之，当电流流出带正电的极板时，电荷量减 少，电场能向磁场能转化，处于放电过程。 (2)根据物理量的变化趋势判断：当电容器的带电量 q(电压 U、场强 E)增大或电 流 i (磁场 B) 减小时，处于充电过程；反之，处于放电过程。 (3)根据能量判断：电场能增加时充电，磁场能增加时放电。
振荡电路里发生无阻尼振荡时的周期和频率分别叫做固有周期、固有频率。 2．LC 的周期与频率
3.对“LC 电路”固有周期和固有频率的理解 (1)LC 电路的周期、频率都由电路本身的特性(L 和 C 的值)决定,与电容器极板上电
荷量的多少、极板间电压的高低、是否接入电路中等因素无关。 所以称为 LC 电路的 固有周期和固有频率.
3. 阻尼振荡和无阻尼振荡
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知识像烛光，能照亮一个人，也能照亮无数的人。--培根 (1)无阻尼振荡:没有能量损耗的振荡。无阻尼振荡必是等幅振荡. (2)阻尼振荡:有能量损耗的振荡,若能量得不到补充,振幅会逐渐减小。 二、电磁振荡的周期和频率
1．电磁振荡的周期与频率 (1)周期：电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间，用“T”表示。 (2)频率：1 s 内完成周期性变化的次数，用“f”表示。 (3)周期和频率关系：T＝ 。
1．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。
2．电磁波
(1)电磁波的产生：变化的电场和磁场交替产生而形成的电磁场是由近及远地传播
的，这种变化的电磁场在空间的传播称为电磁波。
(2)电磁波的特点：
①电磁波在空间传播不需要介质；在真空中，电磁波的传播速度与光速相同：
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即 v = c ＝ 3.0×10 m/s 光是一种电磁波
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知识像烛光，能照亮一个人，也能照亮无数的人。--培根 2、电场和磁场的变化关系 (1)变化的磁场产生电场 ①均匀变化的磁场产生恒定的电场． ②非均匀变化的磁场产生变化的电场． ③周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场． (2)变化的电场产生磁场 ①均匀变化的电场产生恒定的磁场． ②非均匀变化的电场产生变化的磁场． ③周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场． 五、电磁波和机械波的比较
四、正确理解麦克斯韦的电磁场理论 1.电磁场与静电场、静磁场的比较 三者可以在某空间混合存在,但由静电场和静磁场混合的空间不属于电磁场。电
磁场是电场、磁场相互激发形成的统一体。 注意：
(1)变化的磁场周围产生电场,是一种普遍存在的现象,跟闭合电路是否存在无关； (2)有单独存在的静电场,也有单独存在的静磁场,但没有静止的电磁场。
波传播一个波长的距离。
⑤电磁波的频率为电磁振荡的频率,由波源决定,与介质无关。
(3)电磁波的波速、波长与频率的关系: = ， = 。
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知识像烛光，能照亮一个人，也能照亮无数的人。--培根 注意：①同一种电磁波在不同介质中传播时,频率不变(频率由波源决定),波速、波 长发生改变,在介质中的速度为 = (n 为介质对电磁波的折射率),在介质中的速度 都比在真空中的速度小.②不同电磁波在同一种介质中传播时,传播速度不同,频率越 高波速越小,频率越低波速越大. 三、赫兹的电火花一发现了电磁波 1.赫兹实验 赫兹观察到:当感应圈的两个金属球间有火花跳过时,导线环两个小球间也跳过火 花。据此实验,赫兹在人类历史上首先捕捉到了电磁波。
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第十四章 电磁波
一、电场振荡的产生
14.2 电磁振荡
1．振荡电流和振荡电路
（1）振荡电流：大小和方向都做周期性变化的电流．
（2）振荡电路：能产生振荡电流的电路．
（3）LC 振荡电路：由线圈 L 和电容器 C 组成的电路是最简单的振荡电路，
称为 LC 振荡电路，如图。 (4）LC 振荡电路的两种起振方式：
①电容器充电起振
如图，乙开关 S 先闭合到 1 位置,电容器充电,然后闭合到 2 位置,电路开始进行
电磁振荡。电容器的电荷量 q 随 t 按余弦规律变化,电路中的电流 i 随 t 按正弦规律
变化,图像分别如图甲、乙所示。
2.电磁振荡过程分析 LC 回路中电磁振荡规律可用下图表示.(图中 表示增加, 表示减少)。
就是 LC 电路的振荡周期, =
,在一个周期内上述各量方向改变两次;电容器
极板上所带的电荷量,其变化周期也是振荡周期, =
,极板上电荷的电性在
一个周期内改变两次;电场能、磁场能也在做周期性变化,但是它们的变化周期是振荡
周期的一半,即 ' = =
。
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知识像烛光，能照亮一个人，也能照亮无数的人。--培根 三、LC 振荡电路各量变化的对应关系
真空
②电磁波是横波，在空间传播时任一位置上（或任一时刻）E、B、v 三矢量相互
垂直且 E 和 B 随时间做正弦规律变化。
③电磁波具有波的共性,能产生干涉、衍射等现象,电磁波与物质相互作用时,能发
生反射、吸收、折射等现象,电磁波也是传播能量的一种形式。
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④相邻两个波峰(或波谷)之间的距离等于电磁波的波长,一个周期的时间,电磁