课件35张PPT。第十四章 电磁波 第二节 电磁振荡复习电磁波的发现麦克斯韦的电磁场理论
电磁波LCωK电路图GCLKGLCωK电路图+ + + +
_ _ _ _GLCωK电路图+ + + +
_ _ _ _GLCωK电路图G+ + + +
_ _ _ _大小和方向都做周期性变化的电流叫振荡电流 产生振荡电流的电路叫振荡电路振荡电流:振荡电路: LC回路：由线圈L和电容C组成的最简单振荡电路。理想的LC振荡电路:只考虑电感、电容的作用，而忽略能量损耗LCLC振荡电路振荡原理分析LC_ _ _
+ + +ACBLLC_ _ _
+ + +CC
LD 放电充电放电充电_ _
+ ++ +
_ _LC}I
磁场能}q
电场能ωω 小 结BUE第二第一整体感知LC_ _
+ +LC_+电源 用电器用电器放电：电场能磁场能磁场能电场能充电：例:1此图正处充电过程还是放电过程？+ + + _ _ _ 此图正处充电过程还是放电过程？答:放电例2：此图是处充电过程，则电容器上极板带正电还是负电？答：正电电磁振荡种类itit（1）（2） B、阻尼振荡,任何振荡电路中,总存在能量损耗,使振荡电流 i 的振幅逐渐减小,这种振荡叫阻尼振荡.如图(2)A、振荡电路中，若没有能量损耗，则振荡电流的振幅将不变 ，这种振荡叫无阻尼振荡。如图：(1)
无阻尼振荡和阻尼振荡总结与拓展++_ _+ +— —势能动能势能动能电场能磁场能电场能磁场能+ +_ _势能0itTT3TT424电场能思考题1、如图所示为振荡电路在某一时刻的电容器情况和电感线圈中的磁感线方向情况，由图可知，以下说法正确得是 C
L+ + +
— — —(A C)A、电容器正在充电
B、电感线圈的电流正在增大
C、电感线圈中的磁场能正在转变为电容器的电场能
D、自感电动势正在阻碍电流增加1、如图所示为振荡电路在某一时刻的电容器情况和电感线圈中的磁感线方向情况，由图可知，以下说法正确得是 A、电容器正在充电
B、电感线圈的电流正在增大
C、电感线圈中的磁场能正在转变为电容器的电场能
D、自感电动势正在阻碍电流增加C
L- - -+ + +
2、如图所示，LC电路中电流随时间变化的曲线做出的判断正确的是
A、在t1时刻电容器两端电压最小
B、在t1时刻电容器带的电量为零
C、在t2时刻电路中只有电场能
D、在t2时刻电路中只有磁场能1i0tt1t2答：ABC3.已知LC振荡电路中电容器极板1上的电量随时间变化的曲线如图所示则（ ）
A.a、c两时刻电路中电流最大，方向相同
B.a、c两时刻电路中电流最大，方向相反
C.b、d两时刻电路中电流最大，方向相同
D.b、d两时刻电路中电流最大，方向相反4.当LC振荡电路中电流达到最大值时，下列叙述中正确的是（ ）。
A.磁感应强度和电场强度都达到最大值
B.磁感应强度和电场强度都为零
C.磁感应强度最大而电场强度为零
D.磁感应强度是零而电场强度最大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？本节我们将研究这个问题．一、电磁振荡的周期和频率 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．
LC回路的周期和频率由回路本身的特性决定．这种由振荡回路本身特性所决定的振荡周期（或频率）叫做振荡电路的固有周期（或固有频率），简称振荡电路的周期（或频率）． 2．在一个周期内，振荡电流的方向改变两次；电场能（或磁场能）完成两次周期性变化．大量实验表明：
（1）电容增大时，周期变长（频率变低）；
（2）电感增大时，周期变长（频率变低）；
（3）电压升高时，周期不变（频率不变）．
结果表明，LC回路的周期和频率只与电容C和自感L有关，跟电容器的带电多少和回路电流大小无关．定性解释：
电容越大，电容器容纳电荷就越多，充电和放电所需的时间就越长，因此周期越长，频率越低；自感越大，线圈阻碍电流变化的作用就越大，使电流的变化越缓慢，因此周期越长，频率越低． LC回路的周期和频率公式 （1）式中各物理量T、L、C、f的单位分别是s、H、F、Hz．
（2）适当地选择电容器和线圈，可使振荡电路物周期和频率符合我们的需要． 例： 对振荡电路，下列说法正确的是（ ） 解析：所以，正确选项为C．D． 小结： LC振荡电路中电磁振荡的固有周期回路的周期 再见课件21张PPT。电磁波与信息化社会新课标高中物理选修3-41、广泛的影响2、广泛的应用在google中搜索“电磁波”在google中搜索“无线电波”在google中搜索“电波”56万条70万条1777万条(1)、电视—作为20世纪最有影响力的发明(1)、电视—作为20世纪最有影响力的发明(1)、电视—作为20世纪最有影响力的发明(1)、电视—作为20世纪最有影响力的发明电视阅读课文，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。电视广播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(2)、雷达—作为军事侦察最有力的手段(2)、雷达—作为军事侦察最有力的手段“ 铺路爪” 远程预警雷达(2)、雷达—作为军事侦察最有力的手段每套8亿美元的美售台预警雷达(2)、雷达—作为军事侦察最有力的手段移动式超视距雷达天线(2)、雷达—作为军事侦察最有力的手段(3)、外太空探测器—
人类最先进科技技术的代表移动电话移动通信设备极大的方便了我们的联系。因特网电磁波的危害是不是所有的手机在使用时会对附近的音箱产生明显干扰
什么样的手机在使用时会对附近的音箱产生明显干扰？
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分析什么样的手机是相对环保的手机，并根据你的分析，给你的家人作出使用建议。课后研究性学习课件24张PPT。 无线电波的发射和接收一. 无线电波:无线电技术中使用的电磁波叫做无线电波二.无线电波的发射1.有效发射无线电波的要求:(1)要有足够高的频率.
频率越高,发射电磁波的本领越大(2)电场和磁场必须分散到尽可能大的空间2.开放电路:3.调制:使各种电磁波随信号而改变的过程叫做调制.调制有两种方式
(1)调幅AM:使高频振荡的振幅随信号而改变
(2)调频FM:使高频振荡的频率随信号而改变二.无线电波的接收电谐振:当接收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,这种现象叫做电谐振
调谐:使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐
调谐电路:能够调谐的接收电路叫调谐电路三.电磁波的传播1.地波:2.天波:3.直线传播:电视移动电话雷达(radar)原是“无线电探测与定位”的英文缩写。雷达的基本任务是探测感兴趣的目标，测定有关目标的距离、方问、速度等状态参数。雷达主要由天线、发射机、接收机（包括信号处理机）和显示器等部分组成。
雷达发射机产生足够的电磁能量，经过收发转换开关传送给天线。天线将这些电磁能量辐射至大气中，集中在某一个很窄的方向上形成波束，向前传播。
电磁波遇到波束内的目标后，将沿着各个方向产生反射，其中的一部分电磁能量反射回雷达的方向，被雷达天线获取。天线获取的能量经过收发转换开关送到接收机，形成雷达的回波信号。 雷达 接收机放大微弱的回波信号，经过信号处理机处理，提取出包含在回波中的信息，送到显示器，显示出目标的距离、方向、速度等。
为了测定目标的距离，雷达准确测量从电磁波发射时刻到接收到回波时刻的延迟时间，这个延迟时间是电磁波从发射机到目标，再由目标返回雷达接收机的传播时间。根据电磁波的传播速度，可以确定目标的距离为：S=CT/2 其中S：目标距离,T：电磁波从雷达到目标的往返传播时间,C：光速
雷达测定目标的方向是利用天线的方向性来实现的。通过机械和电气上的组合作用，雷达把天线的小事指向雷达要探测的方向，一旦发现目标，雷达读出些时天线小事的指向角，就是目标的方向角。两坐标雷达只能测定目标的方位角，三坐标雷达可以测定方位角和俯仰角。测定目标的运动速度是雷达的一个重要功能，—雷达测速利用了物理学中的多普勒原理．当目标和雷达之间存在着相对位置运动时，目标回波的频率就会发生改变，频率的改变量称为多普勒频移，用于确定目标的相对径向速度，
根据波形来区分，雷达主要分为脉冲雷达和连续波雷达两大类。当前常用的雷达大多数是脉冲雷达。常规脉冲雷达周期性地发射高频脉冲。相关的参数为脉冲重复周期（脉冲重复频率）、脉冲宽度以及载波频率。载波频率是在一个脉冲内信号的高频振荡频率，也称为雷达的工作频率。
雷达的用途广泛，种类繁多，分类的方法也非常复杂。通常可以按照雷达的用途分类，如预警雷达、搜索警戒雷达、无线电测高雷达、气象雷达、航管雷达、引导雷达、炮瞄雷达、雷达引信、战场监视雷达、机载截击雷达、导航雷达以及防撞和敌我识别雷达等。 毫米波雷达
工作在毫米波段的雷达称为毫米波雷达。它具有天线波束窄、分辩率高、频带宽、抗干扰能力强等特点，同时它工作在目前隐身技术所能对抗的波段之外，因此它能探测隐身目标。毫米波雷达还具有能力，特别适用于防空、地面作战和灵巧武器，已获得了各国的调试重视。例如，美国的“爱国者”防空导弹已安装了毫米波雷达导引头，目前正在研制更先进的毫米波导引头；俄罗斯已拥有连续波输出功率为10千瓦的毫米波雷达；英、法等国家的一些防空系统也都将采用毫米波雷达。激光雷达
工作在红外和可见光波段的雷达称为激光雷达。它由激光发射机、光学接收机、转台和信息处理系统等组成，激光器将电脉冲变成光脉冲发射出去，光接收机再把从目标反射回来的光脉冲还原成电脉冲，送到显示器。隐身兵器通常是针对微波雷达的，因此激光雷达很容易“看穿”隐身目标所玩的“把戏”；再加上激光雷达波束窄、定向性好、测量精度高、分辨率高，因而它能有效地探测隐身目标。激光雷达在军事上主要用于靶场测量、空间目标交会测量、目标精密跟踪和瞄准、目标成像识别、导航、精确制导、综合火控、直升机防撞、化学战剂监测、局部风场测量、水下目标探测等。美国国防部正在开发用于目标探测和识别的激光雷达技术，已进行了前视／下视激光雷达的试验，主要探测伪装树丛中的目标。法国和德国正在积极进行使用激光雷达探测和识别直升机的联合研究工作。 雷达基本组成及各个部分作用从外观组件[简述]上分：
四部件
三部件
二部件收发机显示器1、 组成框图 原理组成——七部分2、各部分作用1）触发电路（Trigger) (又称定时电路，或称定时器）
每隔一定时间（T）产生一触发脉冲（定时脉冲）
它是雷达整机的定时系统。
T--------脉冲重复周期
2）发射机（Transmitter)
在触发脉冲的作用下，产生一定宽度（τ）﹑一定幅度﹑足够
功率的发射脉冲（射频脉冲）。
3）天线部件(Scanner,Antena,Aerial)
收发信号
把天线角位置和船首信号送往显示器。
天线特点：1）收发共用；
2）高度定向性。
4）接收机(Receiver)
把微弱的信号进行变频，放大，检波成视频信号，送往显示器。
5）收发开关(T-R switch,T-R cell)
收发转换
6）显示器(Display,Indicator)
(1)把接收机送来的视频脉冲进行放大，处理，显示。
（2）产生扫描及各种标志信号，完成对目标的测量。
7）电源 (Power Supply)
把船电变换成一定频率及功率的要求，供各分机用电。 三、工作波形
工作波形
本章重点：
① 测距测向原理。
② 组成框图及各部分工作。
本章难点：测向原理
作业：P3：1，4
课件21张PPT。电磁波的发现 让知识成就未来麦克斯韦简介1/29/20191伟大的预言 1、麦克斯韦通过伟大的预言和系统知识的总结得到电和磁场的密切联系，电场和磁场相关的基本论点是： 1变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场。2、两个基本论点的基础上得到的预言是：变化的电场和磁场交替产生，由近及远传播就形成了电磁波。1/29/20191装置如图所示，当穿过螺线管的磁场随时间变化时，上面的线圈中产生感应电动势，引起感应电流使灯泡发光。
——法拉第发现的1、变化的磁场产生电场 问题（questions）1（1）线圈中产生感应电动势说明了什么？
麦克斯韦认为变化的磁场在线圈中产生电场，正是这种电场(涡旋电场)在线圈中驱使自由电子做定向的移动，引起了感应电流。
（2）如果用不导电的塑料线绕制线圈，线圈中还会有电流、电场吗？
有电场、无电流。
（3）想象线圈不存在时线圈所在处的空间还有电场吗？
有 ！总（summarize）结1总结：麦克斯韦认为线圈只不过用来显示电场的存在，线圈 不存在时，变化的磁场同样在周围空间产生电场，即这是一种普遍存在的现象，跟闭合电路是否存在无关。1.变化的磁场产生的电场叫感应电场（涡流电场），电场线是闭合的。
2.静止电荷周围产生的电场叫静电场，电场线由正电荷起到负电荷终止，不是闭合的。2、变化的电场产生磁场 既然变化的磁场能够在空间产生电场，同样，变化电场能够在空间产生磁场
1 麦克斯韦相信自然界规律的统一与和谐，相信电场与磁场具有对称之美。他大胆地提出的相似和联系。经过反复思考提出假设：变化的电场也相当于一种电流，也在空间产生磁场，即变化的电场在空间产生磁场。恒定的磁场不产生电场（E=NS△B/△t,静止的电荷不产生磁场)
均匀变化的磁场产生恒定的电场
周期性变化的磁场产生同频率的振荡电场
非均匀变化的磁场产生变化的电场
一、麦克斯韦的电磁场理论tt正弦曲线振荡磁场振荡电场E与B
频率相同电磁场
麦克斯韦根据自己的理论进一步预言，如果在空间某域中有周期性变化的电场，那么，这个变化的电场就在它周围空间产生周期性变化的磁场，这个变化的磁场又在它周围空间产生新的周期性变化的电场……。可见，变化的电场和变化的磁场是相互联系的，形成一个不可分离的统一体，这就是电磁场。
1/29/20191变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地传播。这种变化的电磁场在空间以一定的速度传播的过程叫做电磁波1电磁波的发现11、麦克斯韦英年早逝，没有见到科学实验对电磁场理论的证明。把天才的预言变成世人公认的真理，这是赫兹的功劳。
赫兹的实验1赫兹的实验1当电火花在感应圈两个金属球间跳动时，必定 建立了一个迅速变化的电磁场，按麦克斯韦的理论 ，这种变化的电磁场以电磁波的形式在空间传播。当电磁波经过导线环时，迅速变化的电磁场在导线环中激发出感应电动势，使得导线环的空隙间也产生了火花。这是一个令人振奋的现像！
电磁波的实验证明1、赫兹的电火花实验原理图2．实验原理：当开关K突然断开时，感应线圈两端产生高压，金属杆A、B两端的金属球间的空气被击穿而产生电火花，每跳出一次火花，就产生一次高频振荡电流，火花放电是间歇性的，因此发射电路就间歇性的发射出电磁波，接收金属线圈两端的金属球也跳出电火花，说明接收线圈接收到了电磁波。
3．实验结论：证明电磁波存在，为麦克斯韦的电磁场理论奠定了坚实的实验基础。 电磁波的特点1）电磁波是横波 E⊥B ⊥V ) 计算满足：v=λ/T=λf4 )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=3×10 8m/s6）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。7）电磁波有能量。5)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
电磁波与机械波比较：
1）传播条件：
2）传播规律：
3）传播本质：
4）产生本质不同：机械波传播需要介质，而电
磁波不需要介质也能传播。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。机械波传播的是机械能，
电磁波传播的是电磁能。机械波是机械振动产生，
电磁波是电磁振荡产生。1/29/20191小 结一、 麦克斯韦电磁场理论
1．变化的磁场产生电场
2．变化的电场产生磁场
3．电磁场→传播→电磁波
4、电磁波不需介质，以光速传播。
二、赫兹证实：
1、电磁场、电磁波的存在。
2、电磁波能反射、折射、干涉、衍射和偏振等现 象，证明了电磁波与光具有相同的性质。课堂练习1．建立完整的电磁场理论并首先预言电磁波存在的科学家是 （ ）
A．法拉第 B．奥斯特 C．赫兹 D．麦克斯韦
2．1888年，用实验证实电磁波的存在，使人们认识到物质存在的另一种形式，这位物理学家是（ ）
A．赫兹 B．奥斯特 C．麦克斯韦 D．法拉第
3．关于电磁场和电磁波的说法中正确的是 （ ）
A．电场和磁场总是相互联系的，它们被统称为电磁场
B．电磁场由发生的区域向远处的传播就是电磁波
C．电磁波的传播速度是3×108m/s
D．电磁波是一种物质，可以在真空中传播 4．某电场中电场强度随时间变化的图像如图4.1－3所示，能产生磁场的电场是（ ）
5.下列关于机械波与电磁波的说法正确的是（ ）
A．声波是机械波，耳朵能够听到声波，是因为耳朵和声源之间有空气.
B．水波的传播需要水，没有水就没有水波.
C．电磁波传播需要空气，没有空气，即使产生了电磁波也传不出来.
D．电磁波的传播速度等于光速，不受其它因素影响课件28张PPT。电磁波谱 江苏宿迁市宿豫中学 方波
电话：１３８５２８０９８７２
Ｅｍａｉｌ：ｆａｎｇｂｏ１９７６＠１２６.ＣＯＭ一、波长、频率、波速波长:频率:在1s内有多少次波峰(或波谷)通过波长、频率、波速的关系: 波速=波长×频率邻近的两个波峰(或波谷)的距离
?思考与讨论 1.家用微波炉使用的微波频率为2000MHZ ,它的波长是多少?
2.某广播电台发射的电磁波的波长是500m,它的频率是多少?二、电磁波谱电磁波谱：按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱由无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线合起来构成范围非常广阔的电磁波谱无线电波红外线可见光紫外线γ射线二、无线电波波长大于1mm传播过程中波动性明显无线电技术三、红外线750nm～１×106nm由英国人赫歇尔于1800年首先发现 一切物体都在不停地辐射红外线， 物体温度 越高,辐射的红外线越强.
热辐射----即红外线辐射,热传递方式之一红外摄影、红外遥感技术等热效应非接触红外测温仪 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． 返回 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，油画上炭笔初稿及已往曾经进行过的修复工作都能一一呈现于眼前． 返回红外线遥感四、可见光400nm～700nm能作用于眼睛并引起视觉照明、摄影等1.天空为什么是蓝色的？2.早上的太阳为什么看起来是红色的？五、紫外线5nm～370nm由德国物理学家里特于1801年首先发现的荧光效应
化学作用
杀菌消毒感光技术、医用消毒等 画面上可以清晰的看到钱币上的防伪标记 返回紫外线注意:
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防紫外线雨伞X射线由德国物理学家W.K.伦琴于1895年发现 六、X射线和γ射线X射线：10－8m~10－12m
γ射线：小于10－10m X射线和γ射线的应用 穿透力很强电磁波具有能量，电磁波是一种物质七、电磁波的能量微波炉能量的相对大小波长λ/nm400800120016002000紫外线可见光红外线黄绿光八、太阳辐射0阳光含有：无线电波、红外线、可见光、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、紫外线三个区域
阳光中波长在5.5x10-7m的黄绿光附近，辐射的能量最强，这区域恰好是人眼最敏感练习下列各组电磁波，按波长由长到短排列正确的是（ ）
A.紫外线、可见光、红外线、 γ射线
B.可见光、红外线、紫外线、 γ射线
C. γ射线、红外线、紫外线、可见光
D.红外线、可见光、紫外线、 γ射线被誉为“神刀”的γ 刀在治疗脑肿瘤的时候不需要对患者实施麻醉，手术时间短。用γ 刀治疗脑肿瘤主要是利用了（ ）
A. γ射线具有很强的穿透能力
B. γ射线很强的电离能力
C. γ射线具有很高的能量
D. γ射线很容易绕过障碍物继续向前传播作业1.阅读课本2. 完成课本第102页“问题与练习”。
