电磁波电磁振荡优秀PPT.ppt
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1、电磁波电磁振荡电磁波电磁振荡现在学习的是第1页,共43页两个元件两个元件 电场能与磁场能电场能与磁场能电容器能储存电场能,储存电场能的多少与电压电容器能储存电场能,储存电场能的多少与电压有关,有关,电压电压越高,越高,电场能电场能越大。越大。电感线圈能储存磁场能,储存磁场能的多少与电流电感线圈能储存磁场能,储存磁场能的多少与电流有关,有关,电流电流越高,越高,磁场能磁场能越大。越大。现在学习的是第2页,共43页电磁振荡模拟图电磁振荡模拟图现在学习的是第3页,共43页1振振荡荡电电流流:像像这这种种由由电电路路产产生生大大小小和和方方向向都都做做周周期期性性变变化化的的电流,叫做振荡电流电流,叫
2、做振荡电流 振振荡荡电电流流跟跟正正弦弦交交变变电电流流一一样样,也也按按正正弦弦规规律律变变化化是是频频率率很很高高的交变电流的交变电流2振荡电路:能够产生振荡电流的电路,叫做振荡电路振荡电路:能够产生振荡电流的电路,叫做振荡电路 由由自自感感线线圈圈和和电电容容器器组组成成的的振振荡荡电电路路叫叫做做LC振振荡荡电电路路,它它是是一一种种最简单的振荡电路最简单的振荡电路3、在在LC振振荡荡电电路路中中,电电场场能能与与磁磁场场能能的的相相互互转转化化,电电容容器器极极板板上上的的电电量量q、电电路路中中的的电电流流i、电电容容中中的的电电场场强强度度E与与电电感感线线圈圈中中的的磁感应强度
3、磁感应强度B都在发生周期性的变化,这种现象就是都在发生周期性的变化,这种现象就是电磁振荡电磁振荡。现在学习的是第4页,共43页现在学习的是第5页,共43页充放电情况充放电情况现在学习的是第6页,共43页现在学习的是第7页,共43页从能量角度:从能量角度:放电过程,就是电场能转化为磁场能的过程,充电放电过程,就是电场能转化为磁场能的过程,充电过程,就是磁场能转化为电场能的过程过程,就是磁场能转化为电场能的过程 电压电压越高,表示电容器中的越高,表示电容器中的电场能电场能越大;越大;电流电流越越大,表示电感中的大,表示电感中的磁场能磁场能越大越大现在学习的是第8页,共43页阻尼振荡和无阻尼振荡阻尼
4、振荡和无阻尼振荡 1 1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,这种振荡叫做小,这种振荡叫做阻尼振荡阻尼振荡,或叫做减幅振荡,或叫做减幅振荡 (1)(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)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,还有一部以电磁波的形式向外辐射出去 (2)(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,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就可以保持等幅振荡2 2在电磁振荡中,如果没有能量损失,振
5、荡电流的振幅保持不变在电磁振荡中,如果没有能量损失,振荡电流的振幅保持不变,这种振荡叫这种振荡叫无阻尼振荡无阻尼振荡.(.(也叫做等幅振荡也叫做等幅振荡)现在学习的是第9页,共43页思思考考:如如图图所所示示的的振振荡荡电电路路中中,某某时时刻刻线线圈圈中中磁磁场方向向上,且电路的电流正在增强,则此时场方向向上,且电路的电流正在增强,则此时Aa点电势比点电势比b点低点低B电容器两极板间场强正在减小电容器两极板间场强正在减小C电路中电场能正在增大电路中电场能正在增大D线圈中感应电动势正在减小线圈中感应电动势正在减小 现在学习的是第10页,共43页电磁振荡的周期和频率电磁振荡的周期和频率 LCLC
6、回回路路的的周周期期和和频频率率由由回回路路本本身身的的特特性性决决定定这这种种由由振振荡荡回回路路本本身身特特性性所所决决定定的的振振荡荡周周期期(或或频频率率)叫叫做做振振荡荡电电路路的的固固有有周周期期(或或固固有有频频率率),简称振荡电路的周期(或频率)简称振荡电路的周期(或频率)现在学习的是第11页,共43页麦克斯韦电磁场理论麦克斯韦电磁场理论一、变化的磁场产生电场一、变化的磁场产生电场 线圈不存在时线圈不存在时,线圈所线圈所处的空间还有电场吗处的空间还有电场吗?二、变化的电场产生磁场二、变化的电场产生磁场 现在学习的是第12页,共43页麦克斯韦电磁场理论的另一种理解稳定稳定的电场不
7、产生磁场的电场不产生磁场均匀变化均匀变化的电场在周围空间的电场在周围空间产生恒定产生恒定的磁场的磁场均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场非均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场非均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场非均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场非均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场振荡电场产生同频率的振荡磁场振荡电场产生同频率的振荡磁场振荡磁场产生同频率的振荡电场振荡磁场产生同频率的振荡电场预言电磁场的存在预言电磁场的存在-1864年,麦年,麦氏发表了电磁场理论,成为人类历史上氏发表了电磁场理论,成为人类历史上预言电磁波存在的第一人。预言电
8、磁波存在的第一人。并揭示了电、磁、光在本质上的统一并揭示了电、磁、光在本质上的统一性。性。现在学习的是第13页,共43页 电磁波传播的速度是光速。光是电电磁波传播的速度是光速。光是电磁波的一种。磁波的一种。电磁波在空间传播时,在任一位置电磁波在空间传播时,在任一位置上(或任一时刻)上(或任一时刻)E E、B B、v v三矢量相互垂三矢量相互垂直。直。电磁波是横波电磁波是横波。E E达到最大时,达到最大时,B B也达到最大。也达到最大。电磁波图景的分析:电磁波图景的分析:PLAY 现在学习的是第14页,共43页1886年赫兹的电火花年赫兹的电火花人类历史上最早捕捉到的电人类历史上最早捕捉到的电磁
9、波磁波 赫兹还观察到了电磁波的反射赫兹还观察到了电磁波的反射,折射折射,干涉干涉,偏振和衍射偏振和衍射等现象,他还测量出电磁波和光有相同的速度等现象,他还测量出电磁波和光有相同的速度.这样赫兹这样赫兹验证了麦克斯韦关于光的电磁理论验证了麦克斯韦关于光的电磁理论.现在学习的是第15页,共43页例:例:电流随时间变化的规律如下列图所示,能发射电磁波的是(电流随时间变化的规律如下列图所示,能发射电磁波的是()现在学习的是第16页,共43页无线电技术中使用的电磁波叫无线电技术中使用的电磁波叫无线电波。无线电波。波段波长频率传播方式主要用途长波30000m3000m10kHz100kHz地波超远程无线电
10、通信和导航中波3000m200m100kHz1500kHz地波和天波调幅(AM)无线电广播、电报、通信中短波200m50m1500kHz6000kHz短波50m10m6MHz30MHz天波微波米波(VHF)10m1m30MHz300MHz近似直线传播调频(FM)无线电广播、电视、导航分米波(UHF)1m0.1m300MHz3000MHz直线传播电视、雷达、导航厘米波10cm1cm3000MHz30000MHz毫米波10mm1mm30000MHz300000MHz现在学习的是第17页,共43页(一)有效的向外界发射电磁波的条件(一)有效的向外界发射电磁波的条件1、要有、要有足够高的振荡频率足够高
11、的振荡频率,因为频率越高,发射电磁波的本领,因为频率越高,发射电磁波的本领越大。越大。一、无线电波发射 振荡电流的频率越高,向外辐射电磁波能量的本领也越强振荡电流的频率越高,向外辐射电磁波能量的本领也越强单位时间内辐射出去的能量,与电磁波频率的四次方成正比单位时间内辐射出去的能量,与电磁波频率的四次方成正比2、振荡电路为开放电路,电场和磁场必须分散到尽可能大的、振荡电路为开放电路,电场和磁场必须分散到尽可能大的空间,才可能有效的将电磁场的能量传播出去。空间,才可能有效的将电磁场的能量传播出去。现在学习的是第18页,共43页发射无线电波的装置:发射无线电波的装置:现在学习的是第19页,共43页电
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