高二物理选修3-4-14-1-电磁波的发现
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1）电磁波是横波: E⊥B ⊥V
波速:v=λ/T=λf
2）电磁波可以在真空中传播
速度等于光速 c=3×10 8m/s
3)电磁波的频率由振源决定,同一电磁波在不同介
质中传播,v和λ变化，v介<C
4)不同电磁波在同一介质中传播,速度不同, f越高，v越小;f越低，v越大
5）电磁波具有波的共性,能发生反射、折射、干涉、衍 射、多普勒效应和偏振现象。
一、麦克斯韦的电磁场理论
1、变化的磁场产生电场
① 恒定的磁场不产生电场
② 均匀变化的磁场产生恒定的电场
③ 周期性变化的磁场产生同频率的振荡电场
④ 非均匀变化的磁场产生变化的电场
B
B 振荡磁场
E 振荡电场
O
tO
E
t
正弦曲线
O
O
t
E与B 频率相同
一、麦克斯韦的电磁场理论
2、变化的电场产生磁场
① 恒定的电场不产生磁场 ② 均匀变化的电场产生恒定的磁场 ③ 周期性变化的电场产生同频率的振荡磁场 ④ 非均匀变化的电场产生变化的磁场
第十四章 电磁波
14.2 电磁振荡
wenku.baidu.com
+
−
+
−
+
−
一、电磁振荡的产生
1. 振荡电流: 这种电路产生 的大小和方向做周期性变
G
L
C
化的电流, 叫振荡电流.
S
2. 能够产生振荡电流的电路叫振荡电路. 如图
示是一种简单的振荡电路, 称LC振荡电路.
3. LC回路产生的振荡电流按正弦规律变化.
说明: 由LC回路产生的振荡电流也是一
15岁那年他的一篇关于卵形曲线画法的论文发 表在《爱丁堡皇家学会会刊》上,比笛卡尔的 方法还简便。 16岁进入爱丁堡大学听课,专攻数学，很重视 实验。 问19题岁:闭考合入线剑圈桥放大在学磁，场23中岁如以何优产异生的电成流绩?毕业， 并留穿校过工闭作合。回路的磁通量发生变化 环驱流211889中 使 方77岁产电向91起年 年生 子 相任因起感定同伦癌负应向。敦症责电移皇逝筹流动家世划的 而学，卡实 产院终文质 生物年迪了:环理4许电内8学实流岁产和验,。生电天室了场文。电的学场方教向,电授与场。电
4,10
赵妍，梁雨曦，贺梦薇，高琪，杨迪 ，杨丹，周晶，彭小红，雒聪，王招
2021/2/11
3
学案反馈————可圈可点
优秀小组
完成 情况 1班 优秀个人
2,5,3,4，7
景萃，王林庆，马敏，鬲芒，王欣， 丁莎，刘任盼，姚家明，王引，刘雨 柔，龚晓宁，黄洁，李娇，席墅
2021/2/11
4
一、麦克斯韦的电磁场理论 将金属环拿走,当 1英 18、国3变1物年化理6学的月家1磁3经日场典出产电生生磁于电理爱场论丁的堡奠。磁场基场仍人变然。化存时在的电
三、阻尼振荡和无阻尼振荡
1. 无阻尼振荡（理想）
2. 阻尼振荡（实际）
3. 等幅振荡（实际应用）
i
i
o
to
t
四、电磁振荡的周期和频率
电磁振荡与简谐运动有很多相似之处, 它们的运动都有周期性,我们知道自由振动 的周期只与振动系统本身的特性有关，那 么电磁振荡的周期或频率是由什么因素决 定的呢?
1．周期和频率:电磁振荡完成一次周期性变化所需的 时间叫做周期,一秒钟内完成周期变化的次数叫做频 率．
2、 实现了从经典物理学向现代物 理学的重大转折
电磁波形成示意图:
激
非均匀变 发 变
化的磁场
化 电
场
激
发
若是均匀变化
稳定磁场
若非均匀变化
变化磁场
激 发
不再激发 稳定电场
若是均匀变化
激 发
若非均匀变化
电磁波的特性: a.不需要传播介质,可以在真空中传播。 b.传播速度等于光速。 c.光是一种电磁波。
二、电磁场: 变化的电场和变化的磁场是相互联系的,
形成不可分割的统一体,这就是电磁场。
说明:①电磁场是特殊的物质形态,具 有能量,能相互叠加
②是空间立体的
三、电磁波 （麦克斯韦预言电磁波的存在）
1、定义:变化的电场和变化的磁场交替产生, 由发生区域向四周由近及远地传播,形成电 磁波。
2、 电磁波的特点
6）电磁波有能量。
3、赫兹用实验证实电磁波的存在:
1）观察到了电磁波的反射,折射,干涉,偏振和衍 射等现象.
2）还测量出光的λ和f,算出电磁波和光有相同的 速度.
3）奠定了无线电技术基础
赫兹在人类历史上首先 捕捉到了电磁波
令人振奋的电火花
4.电磁波与机械波比较: 1）传播条件: 机械波传播需要介质,而电
LC回路工作过程具有对称性和周期性,可归结为: (1)、两个物理过程: 放电过程;电场能转化为磁场能,q↓→ i↑ 充电过程:磁场能转化为电场能,q↑ → i↓ (2)、两个特殊状态: 充电完毕状态:磁场能向电场能转化完毕,电场能最 大,磁场能最小。 放电完毕状态:电场能向磁场能转化完毕,磁场能最 大,电场能最小。
磁波不需要介质也能传播。
2）传播规律：都遵循“V=λf=λ/T”这个关 系式;且电磁波也能发生反射、 折射、衍射、干涉等现象。
3）传播本质：机械波传播的是机械能, 电磁波传播的是电磁能。
4）产生本质不同：机械波是机械振动产生, 电磁波是电磁振荡产生。
四、麦克斯韦的电磁场理论的意义
1、 实现了电磁光的统一,被认为是 19世纪科学史上最伟大的统一
种交变电流, 只是它的频率比照明用交变电流
的频率高得多. 2021/2/11
16
二、过程分析
线圈
具有自 感作用
L
UL
εL
电容器
具有充、 放电作用
++++
UC
C
－－－－
UC＝UL＝εL
电磁振荡中电流i、极板间的电压u、极板上 的电量q、电场能和磁场能之间的对应关系
2021/2/11
18
1、电磁振荡的特点:
2、电磁振荡的变化规律:
放电
电场能
磁场能
同
充电
同
步 电容器电压ｕ（E） 磁感应强度
变 化 电容器带电量ｑ
B 电路中电流ｉ
步 变 化
步调相反
3、变化规律的图象描述:
q （E U）
o
t
i （B ）
o
t
电场能
磁场能
o
t
t
注意:
（1）图像应用时充分利用“同步、异步”
（2）EL（UL）的变化规律
4、电磁振荡的物理实质: （1）q、i、E(U)、B都在发生周期性 的变化; （2）电场能磁场能发生周期性的转化。
第十四章 电磁波
学习目标:
1. 描述电磁振荡产生的过程,解释麦克斯韦电 磁场理论的基本思想 2. 说出电磁波的形成及电磁波的基本特点,写 出LC电路的振荡周期和频率与电感电容的关系。 3. 感受科学家认识事物的科学精神和科学研 究方法。
2021/2/11
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学案反馈————可圈可点
优秀小组
完成 情况 4班 优秀个人
波速:v=λ/T=λf
2）电磁波可以在真空中传播
速度等于光速 c=3×10 8m/s
3)电磁波的频率由振源决定,同一电磁波在不同介
质中传播,v和λ变化，v介<C
4)不同电磁波在同一介质中传播,速度不同, f越高，v越小;f越低，v越大
5）电磁波具有波的共性,能发生反射、折射、干涉、衍 射、多普勒效应和偏振现象。
一、麦克斯韦的电磁场理论
1、变化的磁场产生电场
① 恒定的磁场不产生电场
② 均匀变化的磁场产生恒定的电场
③ 周期性变化的磁场产生同频率的振荡电场
④ 非均匀变化的磁场产生变化的电场
B
B 振荡磁场
E 振荡电场
O
tO
E
t
正弦曲线
O
O
t
E与B 频率相同
一、麦克斯韦的电磁场理论
2、变化的电场产生磁场
① 恒定的电场不产生磁场 ② 均匀变化的电场产生恒定的磁场 ③ 周期性变化的电场产生同频率的振荡磁场 ④ 非均匀变化的电场产生变化的磁场
第十四章 电磁波
14.2 电磁振荡
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一、电磁振荡的产生
1. 振荡电流: 这种电路产生 的大小和方向做周期性变
G
L
C
化的电流, 叫振荡电流.
S
2. 能够产生振荡电流的电路叫振荡电路. 如图
示是一种简单的振荡电路, 称LC振荡电路.
3. LC回路产生的振荡电流按正弦规律变化.
说明: 由LC回路产生的振荡电流也是一
15岁那年他的一篇关于卵形曲线画法的论文发 表在《爱丁堡皇家学会会刊》上,比笛卡尔的 方法还简便。 16岁进入爱丁堡大学听课,专攻数学，很重视 实验。 问19题岁:闭考合入线剑圈桥放大在学磁，场23中岁如以何优产异生的电成流绩?毕业， 并留穿校过工闭作合。回路的磁通量发生变化 环驱流211889中 使 方77岁产电向91起年 年生 子 相任因起感定同伦癌负应向。敦症责电移皇逝筹流动家世划的 而学，卡实 产院终文质 生物年迪了:环理4许电内8学实流岁产和验,。生电天室了场文。电的学场方教向,电授与场。电
4,10
赵妍，梁雨曦，贺梦薇，高琪，杨迪 ，杨丹，周晶，彭小红，雒聪，王招
2021/2/11
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学案反馈————可圈可点
优秀小组
完成 情况 1班 优秀个人
2,5,3,4，7
景萃，王林庆，马敏，鬲芒，王欣， 丁莎，刘任盼，姚家明，王引，刘雨 柔，龚晓宁，黄洁，李娇，席墅
2021/2/11
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一、麦克斯韦的电磁场理论 将金属环拿走,当 1英 18、国3变1物年化理6学的月家1磁3经日场典出产电生生磁于电理爱场论丁的堡奠。磁场基场仍人变然。化存时在的电
三、阻尼振荡和无阻尼振荡
1. 无阻尼振荡（理想）
2. 阻尼振荡（实际）
3. 等幅振荡（实际应用）
i
i
o
to
t
四、电磁振荡的周期和频率
电磁振荡与简谐运动有很多相似之处, 它们的运动都有周期性,我们知道自由振动 的周期只与振动系统本身的特性有关，那 么电磁振荡的周期或频率是由什么因素决 定的呢?
1．周期和频率:电磁振荡完成一次周期性变化所需的 时间叫做周期,一秒钟内完成周期变化的次数叫做频 率．
2、 实现了从经典物理学向现代物 理学的重大转折
电磁波形成示意图:
激
非均匀变 发 变
化的磁场
化 电
场
激
发
若是均匀变化
稳定磁场
若非均匀变化
变化磁场
激 发
不再激发 稳定电场
若是均匀变化
激 发
若非均匀变化
电磁波的特性: a.不需要传播介质,可以在真空中传播。 b.传播速度等于光速。 c.光是一种电磁波。
二、电磁场: 变化的电场和变化的磁场是相互联系的,
形成不可分割的统一体,这就是电磁场。
说明:①电磁场是特殊的物质形态,具 有能量,能相互叠加
②是空间立体的
三、电磁波 （麦克斯韦预言电磁波的存在）
1、定义:变化的电场和变化的磁场交替产生, 由发生区域向四周由近及远地传播,形成电 磁波。
2、 电磁波的特点
6）电磁波有能量。
3、赫兹用实验证实电磁波的存在:
1）观察到了电磁波的反射,折射,干涉,偏振和衍 射等现象.
2）还测量出光的λ和f,算出电磁波和光有相同的 速度.
3）奠定了无线电技术基础
赫兹在人类历史上首先 捕捉到了电磁波
令人振奋的电火花
4.电磁波与机械波比较: 1）传播条件: 机械波传播需要介质,而电
LC回路工作过程具有对称性和周期性,可归结为: (1)、两个物理过程: 放电过程;电场能转化为磁场能,q↓→ i↑ 充电过程:磁场能转化为电场能,q↑ → i↓ (2)、两个特殊状态: 充电完毕状态:磁场能向电场能转化完毕,电场能最 大,磁场能最小。 放电完毕状态:电场能向磁场能转化完毕,磁场能最 大,电场能最小。
磁波不需要介质也能传播。
2）传播规律：都遵循“V=λf=λ/T”这个关 系式;且电磁波也能发生反射、 折射、衍射、干涉等现象。
3）传播本质：机械波传播的是机械能, 电磁波传播的是电磁能。
4）产生本质不同：机械波是机械振动产生, 电磁波是电磁振荡产生。
四、麦克斯韦的电磁场理论的意义
1、 实现了电磁光的统一,被认为是 19世纪科学史上最伟大的统一
种交变电流, 只是它的频率比照明用交变电流
的频率高得多. 2021/2/11
16
二、过程分析
线圈
具有自 感作用
L
UL
εL
电容器
具有充、 放电作用
++++
UC
C
－－－－
UC＝UL＝εL
电磁振荡中电流i、极板间的电压u、极板上 的电量q、电场能和磁场能之间的对应关系
2021/2/11
18
1、电磁振荡的特点:
2、电磁振荡的变化规律:
放电
电场能
磁场能
同
充电
同
步 电容器电压ｕ（E） 磁感应强度
变 化 电容器带电量ｑ
B 电路中电流ｉ
步 变 化
步调相反
3、变化规律的图象描述:
q （E U）
o
t
i （B ）
o
t
电场能
磁场能
o
t
t
注意:
（1）图像应用时充分利用“同步、异步”
（2）EL（UL）的变化规律
4、电磁振荡的物理实质: （1）q、i、E(U)、B都在发生周期性 的变化; （2）电场能磁场能发生周期性的转化。
第十四章 电磁波
学习目标:
1. 描述电磁振荡产生的过程,解释麦克斯韦电 磁场理论的基本思想 2. 说出电磁波的形成及电磁波的基本特点,写 出LC电路的振荡周期和频率与电感电容的关系。 3. 感受科学家认识事物的科学精神和科学研 究方法。
2021/2/11
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优秀小组
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