一、电磁波的发现 1、电磁场理论的核心之一: 变化的磁场产生电场 ● 理解: (1) 均匀变化的磁场产生稳定电场 (2) 非均匀变化的磁场产生变化电场 2、电磁场理论的核心之二: 变化的电场产生磁场 ● 理解: (1)均匀变化的电场产生稳定磁场 3、麦克斯韦电磁场理论的理解: 恒定的电场不产生磁场 恒定的磁场不产生电场 均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场 均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场 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 4、电磁场: 如果在空间某区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,变化的电场和变化的磁场是相互联系着的,形成不可分割的统一体,这就是电磁场 5、电磁波: 电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波 6、电磁波的特点: (2)电磁波可以在真空中传播,速度和光速相同. v=λf (3) 电磁波具有波的特性 7、赫兹的电火花: 赫兹观察到了电磁波的反射,折射,干涉,偏振和衍射等现象.他还测量出电磁波和光有相同的速度.这样赫兹证实了麦克斯韦关于光的电磁理论,赫兹在人类历史上首先捕捉到了电磁波。 二、电磁振荡 1、LC回路振荡电流的产生: 先给电容器充电,把能以电场能的形式储存在电容器中。 (1)闭合电路,电容器C通过电感线圈L开始放电。由于线圈中产生的自感电动势的阻碍作用。放电开始瞬时电路中电流为零,磁场能为零,极板上电荷量最大。随后,电路中电流加大,磁场能加大,电场能减少,直到电容器C两端电压为零。放电结束,电流达到最大、磁场能最多。 (2)由于电感线圈L中自感电动势的阻碍作用电流不会立即消失,保持原来电流方向,对电容器反方向充电,磁场能减少,电场能增多。充电流由大到小,充电结束时,电流为零。接着电容器又开始放电,重复(1)、(2)过程,但电流方向与(1)时的电流方向相反。 2、有效的向外发射电磁波的条件: (1)要有足够高的振荡频率,因为频率越高,发射电磁波的本领越大。 (2)振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间,才有可能有效的将电磁场的能量传播出去。 3、采用什么手段可以有效的向外界发射电磁波? 三、电磁波的发射和接受 1、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。 2、调谐: 使接收电路产生电谐振的过程。通过改变电容器电容来改变调谐电路的频率。 3、检波: 从接收到的高频振荡中“检”出所携带的信号 四、电磁波与信息化社会 1、电视 2、雷达工作原理 3、手机 五、电磁波谱 1、光的电磁说 (2)电磁波谱 ● 波长从大到小排列顺序为:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。各种电磁波中,除可见光以外,相邻两个波段间都有重叠。 ● 各种电磁波的产生机理分别是:无线电波是振荡电路中自由电子的周期性运动产生的;红外线、可见光、紫外线是原子的外层电子受到激发后产生的;伦琴射线是原子的内层电子受到激发后产生的;γ射线是原子核受到激发后产生的。 (3)光谱 ①观察光谱的仪器,分光镜 ②光谱的分类,产生和特征 2、发射光谱 连续光谱 产生 特征 (2)明线光谱 由稀薄气体发光产生的 由不连续的一些亮线组成 (3)吸收光谱 高温物体发出的白光,通过物质后某些波长的光被吸收而产生的 在连续光谱的背景上,由一些不连续的暗线组成的光谱 3、光谱分析: 4、电磁波与机械波的比较: (2)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. 5、不同电磁波产生的机理 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. 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. |
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