(共11张PPT)
一、电磁振荡
二、电磁振荡
机械波是由机械振动产生的，即波的形成必须要有振源，那么形成电磁波的振源是怎样的呢？我们将讨论一种常用的电磁振荡电路，以此来了解形成电磁波的振源的特性．
一、电磁振荡的产生
点击下图观看实验讲解
1．振荡电流：像这种由电路产生大小和方向都做周期性变化的电流，叫做振荡电流．
2．振荡电路：能够产生振荡电流的电路，叫做振荡电路．由自感线圈和电容器组成的振荡电路叫做LC振荡电路，它是一种简单的振荡电路．
实际应用的LC振荡电路中振荡电流的频率很高．
（1）振荡电流是频率很高的交变电流．
（2）振荡电流跟正弦交变电流一样，也按正弦规律变化．
LC
回路
振荡
过程．
（1）电磁振荡：在振荡电路里产生振荡电流的过程中，电容器极板上的电荷，通过线圈的电流，以及跟电流和电荷相联系的磁场和电场都发生周期性变化的现象，叫做电磁振荡．
（2）机械振动和电磁振荡有本质的不同，但它们具有共同的变化规律．
机械振动
位移x（或加速度a）
速度v
势能
动能
电磁振荡
带电量q（或U、E）
电流i（或B）
电场能
磁场能
二、阻尼振荡和无阻尼振荡
1．无阻尼振荡：在电磁振荡中，如果没有能量损失，振荡电流的振幅保持不变，这种振荡叫做无阻尼振荡，也叫做等幅振荡．
2．阻尼振荡：任何电磁振荡电路中，总存在能量损耗，使振荡电流的振幅逐渐减小，这种振荡叫做阻尼振荡，或叫做减幅振荡．
（1）振荡电路中的能量损耗有一部分转化为内能（产生焦耳热），还有一部以电磁波的形式向外辐射出去．
（2）如果用振荡器不断地将电源的能量补充到振荡电路中去，就可以保持等幅振荡．
例：如图所示的振荡电路中，某时刻线圈中磁场方向向上，且电路的电流正在增强则此时
A．a点电势比b点低
B．电容器两极板间场强正在减小
C．电路中电场能正在增大
D．线圈中感应电动势正在减小
解析：
因为电路中电流正在增强，所以电容器处于放电过程，极板上的电荷不断减少，两板间的场强正不断减小，电场能也不断减小，由安培定则可判断断得此时电容器放电的电流方向由b经线圈到a，电容器的下板带正电、上极带负电，所以b点电势高于a点电势，电流增大时，电流的变化率（磁通量的变化率）减小，所以线圈中的自感电动势在减小．
正确选项为A、B、D．
小结：
LC振荡电路中的振荡电流按正弦规律变化，电路的状态与相应的物理量对应.
电磁振荡分阻尼振荡和无阻尼振荡．(共31张PPT)
第五节电磁波谱
第十四章 电磁波
一、麦克斯韦简介
三、电磁波谱
红外线
紫外线
伦琴射线
二、各种电磁波
光的干涉现象
光的衍射现象
光是一种波
19世纪中叶，光的波动说已经得到了公认，但是光波的本质到底是什么，是像水波？还是像声波呢？
19世纪60年代，麦克斯韦预言了电磁波的存在，并从理论上得出电磁波在真空中的传播速度应为：
光是一种电磁波
≈光速
1、麦克斯韦根据电磁理论，发现电磁波的波速与光速相同，提出了光是一种电磁波的假说．
赫兹通过实验证实了光的电磁本质.
光的电磁说把光学和电学统一起来了．
关于光的电磁说的几点强调
2、光的颜色是由电磁波的频率决定的．
不同频率的色光在真空中波速相同，在介质中波速不同．
同一色光在不同介质中，频率（颜色）不变，波长和波速都要改变．
在同一介质中，频率越高，波速越小．
关于光的电磁说的几点强调
3、电磁波与机械波的比较:
共同点：
都能产生干涉和衍射现象；
它们波动的频率都取决于波源的频率；
在不同介质中传播，频率都不变．
关于光的电磁说的几点强调
3、电磁波与机械波的比较:
不同点：
机械波的传播一定需要介质，其波速与介质的性质有关，与波的频率无关．
而电磁波本身就是一种物质，它可以在真空中传播，也可以在介质中传播．
电磁波在真空中传播的速度均为3.0×108m／s，在介质中传播时，波速和波长不仅与介质性质有关，还与频率有关．
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关于光的电磁说的几点强调
（1831－1879），英国 物理学家,经典电磁理论的奠基人 1831年6月13日出生于爱丁堡．1847年入爱丁堡大学听课，专攻数学．他很重视实验，涉猎电化学、光学、分子物理学以及机械工程等等．他说：“把数学分析和实验研究联合使用得到的物理科学知识，比之一个单纯的实验人员或单纯的数学家所具有的知识更加坚实、有益而牢固．”
麦克斯韦
1850年考入剑桥大学，1854年以优 异成绩毕业并获得了学位，留校工 作．1856年起任苏格兰阿伯丁的马 里沙耳学院的自然哲学讲座教授，直到1874年．经法拉第举荐，自1860年起任伦敦皇家学院的物理学和天文学教授．1871年起负责筹划卡文迪什实验室，随后被任命在剑桥大学创办卡文迪什实验室并担任第一任负责人．1879年11月5日麦克斯韦因患癌症在剑桥逝世，终年仅48岁．
麦克斯韦一生从事过多方面的物理学研究工作，最杰出的贡献是在经典电磁理论方面．在剑桥读书期间，麦克斯韦在读法拉第的《电学实验研究》时，被书中的新颖见解所吸引，他敏锐地领会到了法拉第的“力线”和“场”的概念的重要性．他注意到全书竟然无一数学公式，说明法拉第的学说还缺乏严密的理论形式．在老师威廉·汤姆孙的启发和帮助下，决心用自己的数学才能来弥补法拉第工作的这一缺陷．
麦克斯韦
1855～1856
《论法拉第力线》
这是麦克斯韦用数学工具表达法拉第学说的开端
1861～1862
《论物理力线》
在这一文中的思想已经超过法拉第，不仅对各种电磁现象的联系，提供了统一的解释，而且挖掘出更深入的内在本质，这是麦克斯韦为电磁场理论建立迈出的关键性一步。
1865
《电磁场的动力学理论》
在实验事实及动力学的基础上构筑了一座全新的电磁学理论大厦。
1865～1873
《电磁理论》
被认为可以和牛顿的《自然哲学的数学原理》交相辉映．麦克斯韦的电磁理论成为经典物理学的重要支柱之一．
（1831－1879）
麦克斯韦的电磁场理论从超距作用过渡到以场为基本变量，是科学认识的一个革命性变革，根据研究，麦克斯韦大胆断言：光本身就是电磁波．
1886～1888年间赫兹做了一系列实验证实了电磁波的存在，并且测出了实验中的电磁波频率和波长，从而计算出电磁波的传播速度，发现电磁波的速度确实与光速相同，证明了光的电磁说的正确性．这样麦克斯韦的电磁场理论就把电、磁、光学规律统一起来，完成了人类认识史上的一次“大综合”．
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红外线
在电磁波中，能够作用于人的眼睛并引起视觉的，只是一个很窄的波段，通常叫做可见光。 其中波长最短的是紫光，波长约为400nm波长最长的是红光，波长约为770nm.
波长更长的光不能引起视觉，叫做红外线，红外线的波长范围很宽. 约为 770nm～106 nm．
红外线
一切物体,都在辐射红外线.
物体温度越高,辐射的红外线越强.
物体温度越高,辐射的红外线波长越短.
热辐射----即红外线辐射,热传递方式之一
利用灵敏的红外线探测器接收物体发出的红外线，用电子仪器对收到的信号进行处理，就可以知道被测物体的信息
红外线主要作用是热作用，可以利用红外线来加热物体和进行红外线遥感
红外线技术的应用
注意: 烤箱中的红光,不是红外线,红外线是看不见的.
红外线感应防盗报警器
它是将红外线遥感探测技术和无线数码遥控技术结合的高科技新型产品，利用人体所产生的微弱红外线而触发。当有人试图进入它的探测范围时，它就会发出警报声，直到人离开才停止。
红外线反射型检测传感器
它是一种一体化的红外线发射、接收器件，内部包含红外线发射、接收及信号放大与处理电路，能够以非接触的形式检测出前方一定范围内的人体或物体。工作稳定可靠，性能优良，可广泛应用于各种自动检测、报警和控制等装置中。如：光电计数器，接近式照明开关，自动干手器，自控水龙头，
感应门铃，倒车告警电路
红外线水分计
利用红外线照射加温功能,使被测试样本内的水分蒸发散失,自动换算其含水率,适用于各形式的产品水分测定, 依其功能特性可分为上皿天平式、电子天平式、陶瓷热管式及最新研发产品----微量水分计
红外温度变送器
它是一个非接触测量系统，根据红外辐射的测量原理，由一个滤镜和红外探测器(热电偶堆)组成。使用时对准目标物体，能测量物体的温度
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紫外线
紫外线也是不可见光，他的波长比紫光还短，大约为5nm～40nm．紫外线有荧光作用，有些物质受到紫外线照射时可以发出可见光．
紫外线可以促使人体合成维生素D，有助于人体对钙的吸收，所以儿童经常晒太阳能够预防缺钙引起的佝偻病，但是过多的紫外线会使皮肤粗糙，甚至诱发皮肤癌．
紫外线能够杀灭多种细菌，可以用紫外线进行消毒．
注意：红外线与紫外线人眼都是看不到的
画面上可以清晰的看到钱币上的防伪标记
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紫外线
注意:
消毒灯、验钞机灯看起来是淡蓝色的。这不是紫外线。
紫外线看不见。
消毒灯、验钞机灯除发出紫外线外，还发出少量紫光和蓝光
伦琴射线
波长比紫外线更短的光叫做伦琴射线，也叫X射线.是德国物理学家伦琴在1895年发现的．他的穿透能力很强，能使包在黑纸里的照像底片感光，下图是产生X射线的装置，叫做X射线管：
1、K是阴极
2、A是阳极
（也叫对阴极）
?此外还有比伦琴射线波长更短的电磁波，那就是γ射线，我们将在以后学习．
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点击画面观看动画
电磁波谱
波长短
波长长
频率高
频率低
按频率由小到大（波长由大到小）排列形成的电磁波谱是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线．
这些频率不同的电磁波本质是相同的．它们的行为服从共同的规律，
但是他们产生的机理不同，因而具有不同的特性．在观察方法和应用上也有所不同．
关于电磁波谱的几点强调
1．不同电磁波产生的机理
无线电波是振荡电路中自由电子作周期性的运动产生的．
红外线、可见光、紫外线是原子外层电子受激发产生的．
伦琴射线是原子内层电子受激发产生的．
γ射线是原子核受激发产生的．
关于电磁波谱的几点强调
2、频率(波长)不同的电磁波表现出作用不同．
红外线主要作用是热作用，可以利用红外线来加热物体和进行红外线遥感；
紫外线主要作用是化学作用，可用来杀菌和消毒；
伦琴射线有较强的穿透本领，利用其穿透本领与物质的密度有关，进行对人体的透视和检查部件的缺陷；
γ射线的穿透本领更大，在工业和医学等领域有广泛的应用，如探伤，测厚或用γ刀进行手术．
关于电磁波谱的几点强调
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利用红外线检测人体的健康状态，本图片是人体的背部热图，透过图片可以根据不同颜色判断病变区域．
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红外线检视器是利用红外线能穿透颜料的特性，揭示顏料层下隐藏的资料．利用红外线发射器、接收器及屏幕显示器，油画上炭笔初稿稿及已往曾经进行过的修复工作都能一一呈现于眼前．
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红外线卫星云图显示一九九九年九月十六日台风约克于清晨靠近香港时,中心的风眼清晰可见 ．
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行星状星云NGC 7027的红外线照片
返回(共12张PPT)
电磁波的发现
（1）变化的磁场产生电场；
1、麦克斯韦电磁场理论：
1、麦克斯韦电磁场理论：
（2）变化的电场产生磁场。
推广：
（1）均匀变化的磁场（或电场），会产生恒定的电场（或磁场）。
（2）非均匀变化的磁场（或电场），会产生变化的电场（或磁场）。
[思考与讨论]：如果一个变化的电场会产生一个变化的磁场，那么下面还要发生什么现象呢？
2、电磁场：变化的电场和变化的磁场总是相互联系的，它们形成一个不可分离的统一场，这就是电磁场。
说明：静电场和静磁场是电磁场中两种特殊性的情况。
3、电磁波的产生：
（1）理论分析：
空间某处产生一个随时间变化的电场，这个电场就会产生磁场。如果这个磁场也是随时间变化的，那么这个磁场就会新的电场。……这样下去，电磁场就会在空间区域不断向外传播形成了电磁波。
4、电磁波的特点：
（1）电磁波中的电场和磁场互相垂直，电磁波在与二者均垂直的方向传播，所以电磁波是横波。
（2）电磁波在真空中的传播速度等于光在真
空中的传播速度，C=3×108m/s。
5.电磁波与机械波比较：
[传播条件]机械波传播需要介质，而电磁波不需要介质也能传播。
[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。
[传播本质]机械波传播的是机械能，电磁波传播的是电磁能。
6.赫兹的电火花
tx_41_002
微弱的电火花闪烁着麦克斯韦理论的光辉，赫兹向全世界宣告：电磁波发现了
tx_41_002
例:根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是（ ）
A、在电场周围一定产生磁场，在磁场周围一定产生电场
B、在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化的电场
C、均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场
D、振荡的电场周围一定产生同频率变化的磁场(共42张PPT)
第四节电磁波与信息化社会
第十四章 电磁波
电磁波与我们的生活
电视台通过电磁波，将精彩的电视节目展现给我们。
电磁波与我们的生活
移动通信设备极大的方便了我们的联系。
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。
汽车的防盗器
通信卫星
通信卫星已经渗入到生活的各个部分。
电磁波的发射与接收
电磁波的产生：
i
t
缺点：信号的频率太低，不适于电磁波的发射。
电磁波的发射与接收
利用振荡电路形成高频的振荡电流，这种振荡电流形成的电磁波能够有效地发射。
i
t
电磁波的发射与接收
调制
方法一：调幅 AM
调制
方法二：调频 FM
电磁波的发射与接收
调幅调制过程演示
电磁波的发射与接收
我想要接收最上面那个
101.1MHZ的
？
电磁波的发射与接收
其固有频率为
101.1MHz
调谐——挑选特定的电磁波
电磁波的发射与接收
其固有频率为
101.1MHz
调谐——挑选特定的电磁波
电磁波的发射与接收
解调——分离两种频率的波
检波
电磁波的发射与接收
全过程示意图
低频电信号
高频载波信号
调制
发射
接收_调谐
解调
检波
还原
电磁波特点分析
电磁波具有波动所特有的性质——干涉、衍射。
衍射——遇到障碍物时，波动能够偏离直线绕过障碍物，继续传播。
相同的障碍物情况下，波长越长，越容易发生衍射现象。
频率越高，波长越短，越能够更好的沿直线传播。
电磁波的传播方式
地波传播：因为波长很长，能够很好的绕过障碍物，所以可以贴地面传播。——长波、中波、中短波。
电磁波的传播方式
天波传播：波长比较短，不容易衍射，容易被吸收，靠距地表50-几百km的电离层反射传播电磁波。——短波
电磁波的传播方式
直线传播：波长非常短，
能够穿透电离层，沿直线
传播。——微波
电 视
阅读课文，试着理解电视机的成像原理
简单地说：电视信号是电视
台先把影像信号转变为可以
发射的—— ，发射出去后被
接收的电信号通过——被还
原为光的图象重现荧光屏。
摄像管
让我们走进
摄像管吧！
电子束把一幅图象按照各点的明暗情况，
逐点变为强弱不同的信号电流，通过
天线把带有图象信号的电磁波发射出去。
电视机的接收端
Hi!又是我！
再带你见识一下
显像管为何能显示与摄像屏一样的像
显像管的电子束也在屏幕上扫描，扫描的方式与步调与摄像管的扫描同步，同时，显像管电子枪发射的电子束的强弱受图象信号的控制。
雷达
雷达在军事、飞机导航、气象预
测方面有巨大作用。
雷达
雷达装置主要有什么用？
了解雷达用的是什么电磁波
为什么可以根据雷达显示屏看出离障碍物有多远？
雷达工作原理
测距：
发射
接收
利用发射与接收之间的时间差，
计算出物体的距离。
雷达所用电磁波特点
微波（超短波）——频率高，波长极短，沿直线传播，能够穿过电离层，受大气影响小，收到的信号强且稳定。
电磁波的危害
电磁波的危害
手机的危害原因
在待机状态下，手机不断的发射电磁波，与周围环境交换信息。
手机在建立连接的过程中发射的电磁波特别强。
电磁波的危害
电磁波可能造成的伤害
手机释放的电磁辐射对脑细胞的影响
电磁辐射的遗害会不断累积﹐在十至十五年后﹐很可能出现更多因手机普及而导致的癌症病例
电磁辐射对胎儿的发育起到极大的影响。容易导致胎儿畸形和发育不良。
手机危害的预防
移动电话接通瞬间释放的电磁波容易产生不好的影响，所以移动电话响时，一秒后再听手机。
如果身边有其他电话可用，就不要使用手机。在使用手机时，可以采用手机专用耳机，实现远距离使用是比较有效的办法。
休息时不要将手机置于枕头边。
注意手机的摆放位置。医学专家建议我们，手机不用时最好放在包里，但不要放在胸前的口袋中，也不要直接挂在胸前。
手机危害的预防
多吃绿茶可以防范辐射。
使用绿色手机。 GSM标准的手机的辐射标准为0.6～2瓦，而采用CDMA技术的手机其辐射标准要小得多，所以CDMA手机被称作绿色手机。
电磁污染
电磁污染 基本上是两大类：一是自然界所固有的；再就是人在利用电磁能时形成的．
目前在人类的生存环境中，自然界固有的电磁辐射的影响已相对较小，人为的电磁辐射的影响却在迅速增大．在我国近十几年来电磁辐射的影响更是爆炸性的增强，“电气烟雾”弥漫在我们周围．
作为人造电磁辐射源，它还涉及很多方面，例如，广播电台、电视台、雷达、导航、通信、射电天文、气象预测、医疗设备中的电针炙、核磁共振等，宇航方面的各种飞行器等电子设备都会辐射电磁波，家庭中使用的微波炉、红外烤箱等家用电器，也都会产生电磁辐射．
生活环境中充满了电磁波，只要是使用电的电器用品，都会放出电磁波。墙壁中看不见的电线，也会使电磁波检测笔哔哔叫。所以睡觉时不要太靠近装有电线的墙壁，以免因电磁波影响而无法好好睡一觉。 而现代人人手一手机，它的电磁波其实是很强的。在电脑前拨通手机，大家往往会发现电脑萤幕闪铄不已。又在打开的收音机前拨通手机，收音机也受到很大的干扰。
微波炉的微波也是很强的电磁波，有人曾经做过实验，发现微波抑制了植物的生长！这个实验是将4盆绿豆苗分别放入微波炉中照射微波5秒、10秒、15秒、20秒後，移出置於空旷处。另外一盆完全不照射微波做为实验控制组。 观察这5盆绿豆芽每天的生长进度，发现不受微波照射的实验控制组，绿豆苗生长正常。经微波照射过後的植物，只有照射5秒的一盆尚有存活力，其他一概陆续枯萎，可见微波对生物的杀伤力。虽然如此，微波过的食物仍可食入，绝不会吃进微波的！
另外也有人做微波使鱼眼变白的实验，将鱼眼睛放入微波炉中，照射微波九秒後观察鱼眼睛的变化。发现微波使鱼眼睛煮熟了。 而当人的眼晴暴露在微波中，人眼晴中的水晶体也会和鱼眼睛一样变白，於是再也看不见东西了，这就是所谓的白内障。 因此当妈妈使用微波炉煮点心时，小朋友千万不要在微波炉的玻璃门外看着，以免视力会越来越差。
电磁波这麽可怕，我们该怎麽预防呢？ （一）拔掉插头可防止电磁波： 电器用品不使用时，最好将插头拔掉，避免室内环境受到电磁波的侵害。 （二）保持距离可减少电磁波： 没错，距离越远，电磁波强度越弱。所以在使用电器用品像电脑、电视、电风扇、吹风机、微波炉、电磁炉时，都要远离这些电器用品，以策安全。
电磁泄密
磁泄露造成泄密 电磁辐射除了造成无法清理的磁污染外，低强度的电磁泄露会带来意想不到的麻烦．
法国某公司机要室附近停了一辆机动车，车内配备有电磁传感器、高灵敏度接受机和简易信息处理系统．车内电子探测系统与机要室的电脑信息网络之间无任何信息传输通道．奇妙的是，车内的显示荧屏上展示的图文信息，居然与机要室微机荧屏上显示的信息完全一样．
这就是因为网络上的荧屏、机壳接缝、键盘、电缆接头等处产笺电磁泄露，辐射到处间，它们可以被某些哪怕是简易的探测系统窃收和破译．目前，世界上不少国家都把美国作为电脑间谍活动及信息破坏的对象．为此，五角大楼坚持每年拨款数十亿美元，用来保障所有相关指挥系统的信息安全．(共13张PPT)
电磁波的发射和接收
一、无线电波
1、无线电技术中使用的电磁波叫无线电波。
2、无线电波的波长从几毫米到几十千米不等。
根据波长（或频率）又可以把无线电波分成长波、中波、中短波、短波和微波等几个波段。
无线电波的波段分布（根据：波长/频率）
二、无线电波的发射
1.要有效发射电磁波，振荡电路须具有如下特点：
⑴要有足够高的振荡频率。
⑵振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，这样才能有效地把能量辐射出去。
二、无线电波的发射
2、发射无线电波的目的：
传递信息（信号）．
3、调制
使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制。
进行调制的装置叫做调制器．
耍传递的电信号叫做调制信号．
调制分调幅和调频两种方式.
A、调幅：
使高频振荡电磁波的振幅随调制信号而改变叫做调幅.
调幅广播(AM)一般使用中波和短波波段。
B、调频：
使高频振荡电流的频率随调制信号而改变叫做调频。
调频广播(FM)和电视广播都采用调频的方法来调制，通常使用微波中的甚高频(VHF)和超高频(UHF)波段。
三、无线电波的传播方式：
长波
短波
微波
微波
四、无线电波的接收
1、电谐振：当接电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强 ，这种现象叫电谐振.
2、调谐
接收电路产生电谐振的过程叫做调谐，能够调谐的接收电路叫做调谐电路。
3、检波（解调）
从接收到的高频振荡电流中“检”出所携带的调制信号过程，叫做检波。
检波是调制的逆过程，因此也叫解调。
信号
调制
振荡电流
发射
调谐电路
解调
输出
无线电波发射和接受流程图
无线电波的发射
无线电波的接收
