4．电磁波的发现及应用
[学习目标] 1.理解麦克斯韦的电磁场理论。(重点)2.知道电磁波是如何形成的。(难点)3.知道赫兹在物理学发展史中的贡献。4.知道电磁波在真空中的传播速度及波长、频率和波速的关系。(重点)5.知道电磁波谱的组成及各波段的特点、应用(重点)
一、电磁场
1．变化的磁场产生电场。
2．变化的电场产生磁场。
3．变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一的电磁场。
二、电磁波
1．麦克斯韦的预言
(1)电磁波的预言：变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播形成电磁波。
(2)电磁波可以在真空中传播。
(3)光的电磁理论：光是以波动形式传播的一种电磁振动，电磁波的速度等于光速。
2．赫兹的贡献：赫兹证实了电磁波的存在，证实了麦克斯韦的电磁场理论。
三、电磁波谱
1．电磁波的波速c与波长λ、频率f的关系：c＝λf。
2．电磁波在真空中的速度：c＝3×108 m/s。
3．电磁波谱的概念：按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列起来，形成电磁波谱。
4．电磁波谱组成
5．各种电磁波的应用
(1)无线电波中的长波、中波、短波用于广播及其他信号的传播。
(2)微波用于卫星通信、电视等信号传输。
(3)红外线用来加热理疗。
(4)可见光让我们看见这个世界，也可用于通信。
(5)紫外线可以消毒。
(6)X射线用于诊断病情。
(7)γ射线可以摧毁病变的细胞。
四、电磁波的能量
1．电磁波具有能量，电磁波是物质存在的一种形式。
2．微波炉加热食物应用了一种电磁波——微波，食物中的水分子在微波的作用下热运动加剧，内能增加，温度升高。
3．光是一种电磁波——传播着的电磁场，光具有能量。
五、电磁波通信
1．电信网、广播电视网和互联网相互渗透、相互兼容，逐步整合成为统一的信息通信网络。
2．以互联网为基础的信息服务都是通过电磁波来传递的。
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)变化的电场可以产生磁场。(√)
(2)稳定的磁场产生稳定的电场。(×)
(3)电磁波的传播不需要介质。(√)
(4)赫兹用实验证实了电磁波的存在。(√)
(5)紫外线可以用来灭菌消毒。(√)
2．(多选)关于电磁场理论的叙述正确的是()
A．变化的磁场周围一定存在着电场，与是否有闭合电路无关
B．周期性变化的磁场产生同频率变化的电场
C．变化的电场和变化的磁场相互关联，形成一个统一的场，即电磁场
D．电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场
AB[变化的磁场周围产生电场，当电场中有闭合回路时，回路中有电流．若无闭合回路，电场仍然存在，A对；若形成电磁场必须有周期性变化的电场和磁场，B对，C、D错。]
3．电磁波在真空中传播的速度v是3.00×108 m/s，有一个广播电台的频率f＝90.0 MHz，这个台发射的电磁波的波长λ为()
A．2.70 m B．270 m
C．333 m D．3.33 m
D[根据λ＝c
f得，λ＝
3.00×108
90.0×106
m≈3.33 m。]
1
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。
【例1】下列有关电磁场理论的说法正确的是()
A．任何变化的磁场都要在空间产生变化的电场
B．任何电场都要在周围空间产生磁场
C．任何变化的电场都要在周围空间产生磁场
D．电场和磁场总是相互联系着，形成一个不可分离的统一体，即电磁场C[根据麦克斯韦理论，均匀变化的磁场在周围空间产生的电场是稳定的，故A错。同理，并不是任何电场都会在周围空间产生磁场，故B错。电场和磁场并不总是相互联系着的，例如，静止电荷周围只有静电场，静止磁体周围只有稳定的磁场。只有变化的电场和变化的磁场才能形成一个不可分离的统一体，即电磁场，故D错。]
1．某闭合电路的电流或电压随时间变化的规律如图所示，能发射电磁波的是()
A B C D
C[非均匀变化的电场产生变化的磁场，非均匀变化的磁场再产生变化的电场，从而形成电磁场，电磁场由近及远地传播，形成电磁波，故要求电流或电压是变化的，但不能是均匀变化的，C项正确。]
1
2．只有周期性变化的电场和磁场相互激发才能形成电磁波。
3．电磁波可以在真空中传播，因为电磁波本身就是一种物质——场物质，所以传播时不再需要其他介质。任何频率的电磁波在真空中的传播速度都等于光在真空中的速度，即c＝3.0×108m/s，电磁波传播虽然不需要介质，但在其他介质中的速度都比在真空中的小。
4．电磁波能产生反射、折射、干涉、衍射和偏振等现象。
(1)麦克斯韦不仅预言了电磁波的存在，而且揭示了电、磁、光现象在本质上的统一。
(2)赫兹用实验证明了电磁波的存在，并研究了电磁波的反射、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，测出了电磁波在真空中的传播速度与光速c相同。
【例2】关于电磁场和电磁波，下列说法不正确的是()
A．变化的电场周围产生变化的磁场，变化的磁场周围产生变化的电场，两者互相联系，统称为电磁场
B．电磁场从发生区域由近及远地传播形成电磁波
C．电磁波是一种物质，可在真空中传播。所以，平时说真空没有实物粒子，但不等于什么都没有，还有“场”这种特殊物质
D．电磁波可在真空中传播，也可在介质中传播
A[根据麦克斯韦电磁场理论，非均匀变化的电场周围产生变化的磁场，均匀变化的电场周围产生的是稳定的磁场，所以A项错误。]
2．(多选)下列关于电磁波的说法正确的是()
A．只要电场和磁场发生变化，就能产生电磁波
B．电磁波的传播需要介质
C．停止发射电磁波，发射出去的电磁波仍能独立存在
D．电磁波具有能量，电磁波的传播是伴随着能量向外传递的
CD[要想产生持续的电磁波，变化的电场(或磁场)产生的磁场(或电场)必须是非均匀变化的，所以A选项错误；电磁波是物质波，电磁波的传播可以不需要介质而在真空中传播，B选项错误；电磁波可以脱离“波源”而独立存在，C选项正确；电磁波可以使电荷移动，说明电磁波具有能量，电磁波传播的过程，也就是能量传播的过程，所以D选项正确。]
1
波长(λ)、频率(f)、波速(v)。
2．波长、频率与波速之间的关系
波速＝波长×频率，即v＝λf。
(1)频率由波源决定，与介质无关，波长、波速的大小与介质有关。所以同一电磁波在不同介质中传播时，频率不变，波速、波长发生改变，在介质中的速度都比在真空中速度小。
(2)不同频率的电磁波在同一介质中传播时，传播速度不同。
(3)在真空中传播时，不同频率的电磁波的速度都相同：v＝c。
【例3】波长为0.6 μm的红光，从10 m外的交通信号灯传到你的眼睛，大约需要多长时间？它的频率是多少？
思路点拨：波速公式c＝λf，c为光速，λ为光波的波长，f为光波的频率。
[解析]由速度公式v＝x
t可求得时间，可根据电磁波波长、频率和波速关系
式c＝λf可得频率，
其中t＝x
c＝
10
3×108
s≈3.33×10－8 s
由c＝λf得f＝c
λ＝
3×108
6×10－7
Hz＝5×1014 Hz。
[答案] 3.33×10－8 s5×1014 Hz
3．英国物理学家麦克斯韦认为：变化的磁场________(选填“能”或“不能”)产生电场；德国物理学家________用实验成功证实了电磁波的存在；已知电磁波在真空中的传播速度为3.0×108m/s，频率为1.0×108Hz的电磁波，在真空中的波长为________m。
[解析]根据麦克斯韦电磁场理论可知变化的磁场能产生电场；赫兹用实验
证实了电磁波的存在；由公式v＝λf，可得波长λ＝v
f＝
3.0×108
1.0×108
m＝3.0 m。
[答案]能赫兹 3.0
1
表。顺序为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。它们共同构成了范围广阔的电磁波谱。
2．电磁波谱中各种波段的特征用途比较如下表
相应的字母填写在运用这种现象的医疗器械后面的空格上。
(1)X光机，________。
(2)紫外线灯，________。
(3)理疗医用“神灯”照射伤口，可使伤口愈合得较好。这里的“神灯”是利用________。
A．光的全反射
B．紫外线具有很强的荧光作用
C．紫外线具有杀菌消毒作用
D．X射线的很强的穿透力
E．红外线具有显著的热作用
[解析](1)X光机是用来透视人的体内器官的，因此需要具有较强穿透力的电磁波，但又不能对人体造成太大的伤害，因此采用了穿透能力比较强又不会给人体造成太大的伤害的X射线，故选D。
(2)紫外线灯主要是用来杀菌的，因此它应用的是紫外线的杀菌作用而非荧光作用，故选C。
(3)“神灯”又称红外线灯，主要是用于促进局部血液循环，它利用的是红外线的热效应，使人体局部受热，血液循环加快，故选E。
[答案](1)D(2)C(3)E
4．红外线、紫外线、无线电波、可见光、γ射线、伦琴射线按波长由大到小的排列顺序是()
A．无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线
B．红外线、可见光、紫外线、无线电波、γ射线、伦琴射线
C．γ射线、伦琴射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波
D．紫外线、红外线、γ射线、伦琴射线、无线电波、可见光
A[在电磁波谱中以无线电波波长最大，γ射线波长最小，所以正确的顺序
为A。]
1．第一个用实验验证电磁波客观存在的科学家是()
A．法拉第B．奥斯特 C. 赫兹 D. 麦克斯韦
C[麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验验证了电磁波的存在，故C 正确。]
2．关于电磁场，下列说法不正确的是()
A．在一个磁铁旁放一带电体，则两者周围空间就形成了电磁场
B．电磁场既不同于静电场，也不同于静磁场
C．电磁场中的电场和磁场是不可分割的一个统一体
D．电磁场中的电场的变化频率和磁场的变化频率是相同的
A[电磁场是变化的电场和变化的磁场形成的不可分割的统一场，而不是静电场和静磁场简单的复合。所以选项A错。]
3．在下图所示的四种磁场情况中能产生恒定的感生电场的是()
A B C D
C[由电磁场理论，结合图像，则有：A中磁场不变，则不会产生电场，故A错误；B中磁场方向变化，而大小不变，则不会产生恒定的电场，故B错误；C中磁场随着时间均匀变化，则会产生恒定的电场，故C正确；D中磁场随着时间非均匀变化，则会产生非均匀变化的电场，故D错误。] 4．(多选)关于电磁波谱，下列说法正确的是()
A．电视遥控器利用的是红外线
B．医院里常用X射线对病房和手术室进行消毒
C．利用紫外线的荧光效应可设计防伪措施
D．γ射线波长比X射线波长短
ACD[由于红外线波长较长，容易发生衍射，所以电视遥控器利用了红外线，A正确；紫外线有显著的化学作用，可利用紫外线消毒，所以医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒，B错误；在紫外线的照射下，许多物质会发出荧光，根据这个特点可以设计防伪措施，C正确；γ射线波长比X射线波长短，D 正确。]
高中物理电磁波知识点总结 麦克斯韦电磁场理论知识点的核心思想是：变化的磁场可以激发涡旋电场,变化的电场可以激发涡旋磁场;电场和磁场不是彼此孤立的,它们相互联系、相互激发组成一个统一的电磁场.麦克斯韦进一 步将电场和磁场的所有规律综合起来,建立了完整的电磁场理论体系.这个电磁场理论体系的核心就是麦克斯韦方程组， 麦克斯韦方程组是由四个微分方程构成,： (1)描述了电场的性质.在一般情况下,电场可以是库仑电场也可以是变化磁场激发的感应电场,而感应电场是涡旋场,它的电位移线 是闭合的,对封闭曲面的通量无贡献， (2)描述了磁场的性质.磁场可以由传导电流激发,也可以由变化电场的位移电流所激发,它们的磁场都是涡旋场,磁感应线都是闭合线,对封闭曲面的通量无贡献. (3)描述了变化的磁场激发电场的规律。 (4)描述了变化的电场激发磁场的规律， 麦克斯韦方程都是用微积分表述的,具体推导的话要用到微积分,高中没学很难理解,我给你把涉及到的方程写出来,并做个解释,你要是还不明白的话也不用着急,等上了大学学了微积分就都能看懂了： 1、安培环路定理,就是磁场强度沿任意回路的环量等于环路所包围电流的代数和. 2、法拉第电磁感应定律,即电磁场互相转化,电场强度的弦度等于磁感应强度对时间的负偏导. 3、磁通连续性定理,即磁力线永远是闭合的,磁场没有标量的源,麦克斯韦表述是：对磁感应强度求散度为零. 4、高斯定理,穿过任意闭合面的电位移通量,等于该闭合面内部的总电荷量.麦克斯韦：电位移的散度等于电荷密度，
1.振荡电流和振荡电路 大小和方向都做周期性变化的电流叫振荡电流，能产生振荡电流的电路叫振荡电路，LC电路是最简单的振荡电路。 2.电磁振荡及周期、频率 (1)电磁振荡的产生 (2)振荡原理：利用电容器的充放电和线圈的自感作用产生振荡 电流，形成电场能与磁场能的相互转化。 (3)振荡过程：电容器放电时，电容器所带电量和电场能均减少，直到零，电路中电流和磁场均增大，直到最大值。 给电容器反向充电时，情况相反，电容器正反方向充放电一次，便完成一次振荡的全过程。 (4)振荡周期和频率：电磁振荡完成一次周期性变化所用时间叫 电磁振荡的周期，一秒内完成电磁振荡的次数叫电磁振荡的频率。 对于LC振荡电路， (5)电磁场：变化的电场在周围空间产生磁场，变化磁场在周围 空间产生电场，变化的电场和磁场成为一个完整的整体，就是电磁场。 3.电磁波 (1)电磁波：电磁场由近及远的传播形成电磁波 (2)电磁波在空间传播不需要介质，电磁波是横波，电磁波传递 电磁场的能量。 (3)电磁波的波速、波长和频率的关系， 4.电磁波的发射，传播和接收 (1)发射
高中物理选修3-4电磁波知识点总结 第二章第一节机械波的形成和传播 1.机械波的形成和传播(以绳波为例) (1)绳上的各小段可以看做质点. (2)由于绳中各部分之间都有相互作用的弹力联系着，先运动的质点带动后一个质点的运动，依次传递，使振动状态在绳上传播. 2.介质能够传播振动的物质. 3.机械波 (1)定义：机械振动在介质中的传播. (2)产生的条件①要有引起初始振动的装置，即波源. ②要有传播振动的_介质_. (3)机械波的特点 ①前面质点带动后面质点的振动，后面质点重复前面质点的振动，并且离波源越远，质点的振动越_滞后_. ②各质点振动周期都与波源振动_相同_. ③介质中每个质点的起振方向都和波源的起振方向相同_. ④波传播的是振动这种形式，而介质的每个质点只在自己的平衡位置附近振动，并不随波迁移. ⑤波在传播“振动”这种运动形式的同时，也在传递能量，而且可以传递信息__. 1.波的分类 按介质中质点的振动方向和波的传播方向的关系不同，常将波分为横波和纵波 . 2.横波 (1)定义：介质中质点的振动方向和波的传播方向垂直的波. (2)标识性物理量 ①波峰：凸起来的最高处. (质点振动位移正向最大处) ②波谷：凹下去的最低处. (质点振动位移负向最大处) 3.纵波 (1)定义：介质中质点的振动方向和波的传播方向平行的波. (2)标识性物理量①密部：介质中质点分布密集的部分. ②疏部：介质中质点分布稀疏的部分. 4.简谐波如果传播的振动是简谐运动，这种波叫做简谐波. 波动过程中介质中各质点的运动规律 （1）质点的“守位性”：机械波向外传播的只是振动的形式和能量，质点只在各自的平衡位置附近震动，并不随波迁移。 （2）“相同性”：介质中各质点均做受迫振动，各质点振动的周期和频率与波源振动的周期和频率相同，而且各质点开始振动的方向也相同，即各质点的起振方向相同。 （3）“滞后性”：离波源近的质点带动离波源远的质点依次振动，即离波源近的质点振动开始越早，离波源越远的质点振动开始越晚。 波动过程中介质中各质点的振动周期都与波源的振动周期相同，其运动特点可用三句话来描述： (1)先振动的质点带动后振动的质点； (2)后振动的质点重复前面质点的振动； (3)后振动的质点的振动状态落后于先振动的质点. 概括起来就是“带动、重复、落后”. 已知波的传播方向，可以判断各质点的振动方向，反之亦然. 判断方法一：带动法
高中物理-电磁波单元测试题 一、选择题 1．下列关于电磁波的说法正确的是( ) A．空间站中的宇航员可以通过电磁波与地面控制中心联系 B．电磁波的频率越高在真空中传播的速度越大 C．电磁波可以有偏振现象 D．电磁波可以传播能量Array 2．图1所示的电路为理想LC振荡回路,此时刻电容器极板 间的场强方向和线圈中的磁场方向如图中所示,下列关于图示时 刻电路的情况判断正确的是( ) A．电流方向从a到b B．电路中的电场能在增加 C．电路中的磁场能在增加 D．振荡电路的周期在增加 3．某电路中磁场随时间变化的函数如下列选项所示,能发射电磁波的磁场是( ) A．B=B0B．B=B0+kt C．B=B0-kt D．B=B0sinωt 4．电子石英钟是人类计时史上一个飞跃,它是利用LC振荡电路来工作计时的,现发现电子钟每天要慢8.6s,造成这一现象的原因可能是( ) A．振荡电路中线圈的电感没变,电容器的电容变大了, B．振荡电路中电容器的电容没变,线圈的电感变小了 C．振荡电路中的电流变小了 D．振荡电路中的电压变小了 5．关于电磁波谱,下列说法中正确的是( ) A．红外线比红光直线传播的特性更好 B．紫外线比紫光更容易发生衍射现象
C ．在电磁波谱中,最容易发生衍射现象的是无线电波 D ．在电磁波谱中,γ射线贯穿物体的本领最弱 6．下列现象利用到电磁波的是( ) A ．响尾蛇利用红外线判断猎物的位置 B ．蝙蝠利用超声波绕过障碍物 C ．大象通过次声波与同伴交流信息 D ．鸽子利用地磁场来导航 7．假设一列100m 长的火车以接近光速的速度穿过一根100m 长的隧道,它们的长度都是在静止状态下测量的,下列关于看到的现象判断正确的是( ) A ．相对隧道静止的观察者会看到,火车变短,在某些位置上,隧道能完全遮住它 B ．相对隧道静止的观察者会看到,隧道变短,在某些位置上,火车从隧道的两端伸出来 C ．相对火车静止的观察者会看到,火车变短,在某些位置上,隧道能完全遮住它 D ．相对火车静止的观察者会看到,隧道变短,在某些位置上,火车从隧道的两端伸出来 8．惯性系S 中有一宽为L 、长为1.25L 的长方形,从相对S 系沿x 方向匀速飞行的飞行器上测得图形是边长为L 的正方形,如图2所示,则飞船相对S 系的速度是 ( ) A ．c 54 B ．c 4 5 C ．c 53 D ． c 3 5 二、填空题 9．图3中电容器的电容是C =4×10-6F,电感是L =9×10-4H,图中电键K 先闭合,稳定后再断开,开始电磁振荡时计时,当t =3.14×10-4s 时刻,L 中的电流方向向____(左还是右),磁场能正在_____（增大还是减小）,C 中左极板带_____（正电还是负电） 图2
第二章第一节机械波的形成和传播 1.机械波的形成和传播(以绳波为例)(1)绳上的各小段可以看做质点. (2)由于绳中各部分之间都有相互作用的弹力联系着，先运动的质点带动后一个质点 的运动，依次传递，使振动状态在绳上传播. 2.介质能够传播振动的物质. 3.机械波 (1)定义：机械振动在介质中的传播.(2)产生的条件①要有引起初始振动的装置，即波 源.②要有传播振动的_介质_.(3)机械波的特点 ①前面质点带动后面质点的振动，后面质点重复前面质点的振动，并且离波源越远， 质点的振动越_滞后_.②各质点振动周期都与波源振动_相同_. ③介质中每个质点的起振方向都和波源的起振方向相同_. ④波传播的是振动这种形式，而介质的每个质点只在自己的平衡位置附近振动，并 不随波迁移. ⑤波在传播“振动”这种运动形式的同时，也在传递能量，而且可以传递信息__. 1.波的分类 【 按介质中质点的振动方向和波的传播方向的关系不同，常将波分为横波和纵波. 2.横波 (1)定义：介质中质点的振动方向和波的传播方向垂直的波. (2)标识性物理量 ①波峰：凸起来的最高处.(质点振动位移正向最大处) ②波谷：凹下去的最低处.(质点振动位移负向最大处) 3.纵波 (1)定义：介质中质点的振动方向和波的传播方向平行的波. (2)标识性物理量①密部：介质中质点分布密集的部分. ②疏部：介质中质点分布稀疏的部分. ' 4.简谐波如果传播的振动是简谐运动，这种波叫做简谐波. 波动过程中介质中各质点的运动规律 （1）质点的“守位性”：机械波向外传播的只是振动的形式和能量，质点只在各自 的平衡位置附近震动，并不随波迁移。 （2）“相同性”：介质中各质点均做受迫振动，各质点振动的周期和频率与波源振动的周期和频率相同，而且各质点开始振动的方向也相同，即各质点的起振方向相同。（3）“滞后性”：离波源近的质点带动离波源远的质点依次振动，即离波源近的质点振动开始越早，离波源越远的质点振动开始越晚。 波动过程中介质中各质点的振动周期都与波源的振动周期相同，其运动特点可用三句话来描述：(1)先振动的质点带动后振动的质点；(2)后振动的质点重复前面质点的 振动； (3)后振动的质点的振动状态落后于先振动的质点. 概括起来就是“带动、重复、落后”.
高二物理电磁波知识点归纳 导读：我根据大家的需要整理了一份关于《高二物理电磁波知识点归纳》的内容，具体内容：在高中物理电磁波的教学中,关于电磁波的发送、接 收以及电磁波的波动性质等内容比较抽象,学生难以理解。下面是我给大 家带来的，希望对你有帮助。高二物理电磁波的发现知识点1、电... 在高中物理电磁波的教学中,关于电磁波的发送、接收以及电磁波的波 动性质等内容比较抽象,学生难以理解。下面是我给大家带来的，希望对 你有帮助。 高二物理电磁波的发现知识点 1、电磁场理论的核心之一：变化的磁场产生电场 在变化的磁场中所产生的电场的电场线是闭合的(涡旋电场)◎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 麦克斯韦假设:变化的电场就像导线中的电流一样,会在空间产生磁场, 即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 (2) 非均匀变化的电场产生变化磁场 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： (1) 电磁波是横波,电场强度E 和磁感应强度 B按正弦规律变化,二者相互垂直,均与波的传播方向垂直 (2)电磁波可以在真空中传播,速度和光速相同. v=f (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。 高二物理电磁波谱知识点 1.光的电磁说 (1)麦克斯韦计算出电磁波传播速度与光速相同，说明光具有电磁本质 (2)电磁波谱 电磁波谱无线电波红外线可见光紫外线 X射线射线
§14.1 电磁波的发现 【教学目标】 1、知识与技能：知道麦克斯韦电磁理论的主要内容 知道电磁波的形成和特点 知道赫兹的贡献 2、过程与方法：了解联想、推理、类比、对称等物理学的思想 了解用实验来验证理论的方法 3、情感态度与价值观：体会电磁场理论建立的过程 体会自然界对称、和谐之美 【重点难点】 1、重点：麦克斯韦电磁理论、电磁波的形成和电磁波的特点 2、难点：麦克斯韦电磁理论的理解 【授课内容】 一、伟大的发现 1、电磁场理论的核心之一：变化的磁场产生电场 ◎实验为证 如右图,交流电产生了周期变化的磁场,上面的线圈中产生电流使灯泡发光 ◎讨论: ① 如果用不导电的塑料线绕制线圈,线圈中还有电流和电场吗? ② 线圈不存在时,线圈所处的空间还有电场吗? ③ 若改成恒定的直流电,还有电场吗? 麦克斯韦认为在变化的磁场周围产生电场,是一种普遍存在的现象,跟闭合电路是否存在无关,导体环只是用来显示电流的存在 ◎说明:在变化的磁场中所产生的电场的电场线是闭合的 (旋电场) ◎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 麦克斯韦假设:变化的电场就像导线中的电流一样,的电场产生磁场 根据麦克斯韦理论,在给电容器充电的时候,不仅导体中的电流要产生磁场,而且在电容器两极板间变化着的电场周围也要产生磁场 ◎理解: (1) 均匀变化的电场产生稳定磁场 (2) 非均匀变化的电场产生变化磁场 〖规律总结〗 1、麦克斯韦电磁场理论的理解:
① 恒定的电场不产生磁场 ② 恒定的磁场不产生电场 ③ 均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场 ④ 均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场 ⑤ 振荡电场产生同频率的振荡磁场 ⑥ 振荡磁场产生同频率的振荡电场 2、电场和磁场的变化关系 〖知识迁移〗 电磁感应现象其实是麦克斯韦电磁理论的冰山一角。麦克斯韦电磁理论广泛运用于现代生活的各个领域，如通信，遥感等。 〖方法指导〗 变化的磁场产生电场，电动势的大小等于磁通量的变化率。在S 一定的前提下，电动势的大小正比于B 的变化率。因此在图像中可以通过观察斜率来判断被激发场的规律。 二、电磁波 1、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 这个过程可以用下图表达。 非均匀 变化磁 场 激发 变化电场 均匀变化 激发 稳 定磁场 不再激发 若非均匀变化 激发 变化磁场 均匀变化 激发 稳定电场 非均匀变化
2013高中物理必备知识点：电磁波谱总结 光、紫外線、紅外線、X射線、γ射線要怎麼區別？ 基本上，光是電磁波的一種。 一般我們稱的可見光，是指380nm到780nm的電磁波。太陽光幾乎包含了所有波長的電磁波，但是由於大氣層將其中大部分反射回去，所以達到地面的電磁波以可見光佔大部分。 下圖是電磁波的圖譜。 312nm-1050nm 是人眼可见范围！ 可见光是电磁波谱中人眼可以感知的部分，可见光谱没有精确的范围；一般人的眼睛可以感知的电磁波的波长在400到700纳米之间，但还有一些人能够感知到波长大约在380到780纳米之间的电磁波。正常视力的人眼对波长约为555纳米的电磁波最为敏感，这种电磁波处于光学频谱的绿光区域。人眼可以看见的光的范围受大气层影响。大气层对于大部分的电磁波辐射来讲都是不透明的，只有可见光波段和其他少数如无线电通讯波段等例外。不少其他生物能看见的光波范围跟人类不一样，例如包括蜜蜂在内的一些昆虫能看见紫外线波段，对于寻找花蜜有很大帮助。 红外线是太阳光线中众多不可见光线中的一种，由德国科学家霍胥尔于1800年发现，又称为红外热辐射,他将太阳光用三棱镜分解开，在各种不同颜色的色带位置上放置了温度计，试图测量各种颜色的光的加热效应。结果发现，位于红光外侧的那支温度计升温最快。因此得到结论：太阳光谱中，红光的外侧必定存在看不见的光线，这就是红外线。也可以当作传输之媒界。太阳光谱上红外线的波长大于可见光线，波长为0.75～1000μm。红外线可分为三部分，即近红外线，波长为0.75～1.50μm之间；中红外线，波长为1.50～6.0μm之间；远红外线，波长为6.0～l000μm 之间。 真正的红外线夜视仪是光电倍增管成像，与望远镜原理完全不同，白天不能使用，价格昂贵且需电源才能工作。
163 第3章 电磁波 一．基本要求 1．了解电磁波的波动微分方程，掌握自由空间电磁波的基本特征； 2．了解电磁波的能量、能流和动量，电磁场的物质性； 3．掌握LC 振荡电路频率振荡ω=，了解振荡电偶极子远场辐射的特征； 4．掌握电磁波的反射定律、折射定律、半波损失、布儒斯特定律； 5．掌握电磁波的相干条件和干涉加强、干涉减弱的条件； 6．了解电磁波的衍射； 7．了解振动方向相同、频率相近的简谐波的合成，了解相速度和群速度的概念； 8．了解电磁波谱及其相应的辐射源。 二．内容提要和学习指导 （一）电磁波的波动方程：若空间各处0e σ=，0ρ?=，则 2220E E t με??-=? ，2220B B t με??-=? ； 由波动微分方程可以解得 1． 电磁波速c u n = = = ；其中c 是真空中光速，n 是介质折射率； 2．电磁波是横波： E u ⊥ ，H u ⊥ ，E H ⊥ 且//()u E H ? ； 3．E 和H 同频率、同相位地变化着； 4．E 和H 、B =，E B u =? ； 5．电磁波的偏振状态通常用波场中各点电矢量空间取向随时间变化方式定义。可以有三种类型的偏振波：线偏振波；圆偏振波；椭圆偏振波。 （二）电磁波的能量、能流、质量和动量 1．能量密度：2211 22e m w E H w εμ= ==，2e m w w w E ε=+=； 2．能流密度矢量：S E H =? ，2S E u ε= ； 3．质量密度：22/E c ρε=； 4．动量流密度：22(/)g u E c u ρε== ； （三）振荡电偶极子的辐射 1．LC 振荡电路：1/ω=0cos q q t ω=→振荡电偶极子0cos p p t ω= 2．远场辐射场量：202 sin cos[()]4p r E t e u r u θωθωπε=?- ，20sin cos[()]4p r H t e u r u ?ωθωπ=?- ；
高中物理-电磁场和电磁波教案 教学目标 1．知道麦克斯韦电磁场理论的主要内容。 2．知道电磁波的特点。 3．通过对电磁波发现过程的了解,认识规律的普遍性与特殊性,培养学生的逻辑推理和类比推理能力。 重点难点 重点： 1．麦克斯韦电磁场理论的主要内容 2．电磁波的形成及基本特点 难点：“变化的磁场产生电场”,根据电磁感应知识,学生是能够理解的；而对第二个要点“变化的电场产生磁场”在没有实验基础的情况下,只有让学生接收并记住结论,不宜补充课本之外的有关内容。 设计思想 本节课讲述了麦克斯韦发现电磁波的背景和过程,这是一次生动的科学思维和科学方法的教育.麦克斯韦凭借自己的数学天赋,从研究法拉第的电磁感应定律到预言“电磁波的存在”,最终建立了完整的电磁学理论.无处不体现着科学探索的精神和方法,更在无形中渗透着创新思维在科学发展中的推动作用。 对学生来说本节内容是比较抽象的,陌生的,甚至是无法感知的.对电磁波的产生机制及存在充满好奇又觉得非常神秘不易理解.所以我们必须去引导学生了解人们对电磁波认知的发展历程,从麦克斯韦预言“电磁波的存在”到赫兹用“电火花实验”证实预言的成立.在学生整体感知的过程中引导学生体会这些科学巨人们的思路、方法及他们一丝不苟的科学精神,并激发他们热爱科学、探索真理的求知热情。 教学资源演示实验相关器材,课件 教学设计 【课堂引入】 问题：大家看到的图片是“神舟九号”发射场面。“神舟九号”上天后,人们是怎样知道它到达预定的地点呢？ 通过无线电波。 无线电广播、电视、人造卫星、导弹、宇宙飞船等,传递信息和跟地面的联系都要利用电磁波。现代社会的各个部门,几乎都离不开“电磁波”,可以说“电”作为现代文明的标志,“电磁波”就是现代文明的神经中枢,或者叫现代化的代名词。 那么,电磁波是什么？它是怎样产生的？它有什么性质？这一节就要讨论这些问题。 【课堂学习】 学习活动一：麦克斯韦电磁理论的两个基本假设 ●变化的磁场产生电场 问题1：如图,AB中电流的方向是A→B,问为什么会有A到B的电流？
高中物理-电磁场和电磁波知识点精讲 考纲要求 1、电磁场,电磁波,电磁波的周期、频率、波长和波速Ⅰ 2、无线电波的发射和接收Ⅰ 3、电视、雷达Ⅰ 知识网络： 单元切块： 按照考纲的要求,本章内容均为Ⅰ级要求,在复习过程中,不再细分为几个单元。本章重点是了解交变电场和交变磁场的相互联系,定性理解麦克斯韦的电磁场理论。 教学目标： 1．了解交变电场和交变磁场的相互联系,定性理解麦克斯韦的电磁场理论． 2．了解电磁场和电磁波概念,记住真空中电磁波的传播速度． 3．了解我国广播电视事业的发展． 教学重点：了解交变电场和交变磁场的相互联系,定性理解麦克斯韦的电磁场理论
教学难点：定性理解麦克斯韦的电磁场理论 教学方法：讲练结合,计算机辅助教学 教学过程： 一、电磁振荡 1．振荡电路：大小和方向都随时间做周期性变儿的电流叫做振荡电流,能够产生振荡电流的电路叫振荡电路,LC 回路是一种简单的振荡电路。 2．LC 回路的电磁振荡过程：可以用图象来形象分析电容器充、放电过程中各物理量的变化规律,如图所示 3．LC 回路的振荡周期和频率 LC T π2= LC f π21 = 注意：（1）LC 回路的T 、f 只与电路本身性质L 、C 有关 （2）电磁振荡的周期很小,频率很高,这是振荡电流与普通交变电流的区别。 分析电磁振荡要掌握以下三个要点（突出能量守恒的观点）： ⑴理想的LC 回路中电场能E 电和磁场能E 磁在转化过程中的总 和不变。 ⑵回路中电流越大时,L 中的磁场能越大（磁通量越大）。 ⑶极板上电荷量越大时,C 中电场能越大（板间场强越大、两板 间电压越高、磁通量变化率越大）。 LC 回路中的电流图象和电荷图象总是互为余函数（见右图）。 【例1】 某时刻LC 回路中电容器中的电场方向和线圈中的磁 场方向如右图所示。则这时电容器正在_____（充电还是放电）,电 C L i q t t o o 放电 充电 放电 充
大学物理-电磁波习题思考题及答案
习题 17-1. 已知电磁波在空气中的波速为m/s 100.38?，试计算下列各种频率的电磁波在空气中的波长：（1）上海人民广播电台使用的一种频率kHz 990=ν； （2）我国第一颗人造地球卫星播放东方红乐曲使用的无线电波的频率MHz 009.20=ν；（3）上海电视台八频道使用的图像载波频率184.25MHz ν=. 解：ν c λ= （1）m λ30310 99010338 =??= （2）86 31014.9920.00910m λ?==? （3）m λ63.11025.1841036 8 =??= 17-2. 一电台辐射电磁波，若电磁波的能流均匀分布在以电台为球心的球面上，功率为W 105。求离电台km 10处电磁波的坡因廷矢量和电场分量的幅值。 解：55222107.96104410000P S J m s r ππ-= ==??? 2S E εμ= H μE ε00= 22012 E E = 所以 10220 (2) 2.4510m E S V m με-==? 17-3. 真空中沿x 正方向传播的平面余弦波， 其磁场分量的波长为λ，幅值为0H .在0=t 时刻 的波形如图所示.（1）写出磁场分量的波动表达 式；（2）写出电场分量的波动表达式，并在图中画出0=t 时刻的电场分量波形；（3）计算0=t 时，0=x 处的坡因廷矢量. 解：（1）设 )2cos(0φx λ πt ωH H +-=
0=t 、0=x 时 20H H - = 21cos -=φ 3 2πφ±= 根据波形曲线可以判断出 32πφ= 002222cos()cos ()33z H H t x H ct x ππππωλλ??=-+=-+???? （2）??????+-===32)(2cos 00000πx ct λ πcH μcH μH εμE （3） 0=t 、0=x 时 20H H = 200cH μE = 4 200cH μEH S == 方向沿x 轴正向 17-4. 氦氖激光器发出的圆柱形激光束，功率为10mW ，光束截面直径为2mm.求该激光的最大电场强度和磁感应强度. 解：332261010 3.18103.1410 P S W m r π--?===?? 132(2) 1.52910m E S V m ==? m m E μεH 0 0= 60 4.3010m m m B H T μ-==? 思考题 17-1. 试述电磁波的性质. （1）电磁波是横波 , ; （2）E 和H 同相位 ; （3）E 和 H 数值成比例H μE ε=； （4）电磁波传播速度εμu 1 = , 真空中波速001 μεu =等于光速 。
最新高中物理电磁波知识点 高中物理电磁波知识点一：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 在变化的磁场中所产生的电场的电场线是闭合的(涡旋电场)◎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 麦克斯韦假设:变化的电场就像导线中的电流一样,会在空间产生磁场,即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 (2) 非均匀变化的电场产生变化磁场 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： (1) 电磁波是横波,电场强度E 和磁感应强度B按正弦规律变化,
二者相互垂直,均与波的传播方向垂直 (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。 高中物理电磁波知识点二：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。
高中物理必修第3册第十三章 电磁感应与电磁波测试卷（提升篇）（Word 版 含解析） 一、第十三章 电磁感应与电磁波初步选择题易错题培优（难） 1．如图甲，一电流强度为I 的通电直导线在其中垂线上A 点处的磁感应强度B ∝，式中r 是A 点到直导线的距离．在图乙中是一电流强度为I 的通电圆环，O 是圆环的圆心，圆环的半径为R ，B 是圆环轴线上的一点，OB 间的距离是r 0，请你猜测B 点处的磁感应强度是( ) A ．220 R I B r ∝ B ． () 32 220 I B R r ∝ + C ． () 232 220 R I B R r ∝ + D ． () 2032 220 r I B R r ∝ + 【答案】C 【解析】 因一电流强度为I 的通电直导线在其中垂线上A 点处的磁感应强度B ∝ I r ，设比例系数为 k ，得：B=K I r ，其中 I r 的单位A/m ；220R I r 的单位为A ，当r 0为零时，O 点的磁场强度变 为无穷大了，不符合实际，选项A 错误． () 3 2 220 I R r + 的单位为A/m 3，单位不相符，选项 B 错误， () 232 220 R I R r +的单位为A/m ，单位相符；当r 0为零时，也符合实际，选项C 正 确． () 2032 220 r I R r + 的单位为A/m ，单位相符；但当r 0为零时，O 点的磁场强度变为零了， 不符合实际，选项D 错误；故选C ． 点睛：本题关键是结合量纲和特殊值进行判断，是解决物理问题的常见方法，同时要注意
排除法的应用，有时能事半功倍． 2．如图所示，匀强磁场中有一圆形闭合线圈，线圈平面与磁感线平行，能使线圈中产生感应电流的应是下述运动中的哪一种（ ） A ．线圈平面沿着与磁感线垂直的方向运动 B ．线圈平面沿着与磁感线平行的方向运动 C ．线圈绕着与磁场平行的直径ab 旋转 D ．线圈绕着与磁场垂直的直径cd 旋转 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 A ．线圈平面沿着与磁感线垂直的方向运动时，磁通量始终为零，保持不变，线圈中没有感应电流产生；故A 错误． B ．线圈平面沿着与磁感线平行的方向运动时，磁通量始终为零，保持不变，线圈中没有感应电流产生；故B 错误． C ．线圈绕着与磁场平行的直径ab 旋转时，磁通量始终为零，保持不变，线圈中没有感应电流产生；故C 错误． D ．线圈绕着与磁场垂直的直径cd 旋转时，磁通量从无到有发生变化，线圈中有感应电流产生；故D 正确． 故选D ． 【点睛】 感应电流产生的条件有两个：一是线圈要闭合；二是磁通量发生变化. 3．已知无限长通电直导线周围某一点的磁感应强度B 的表达式：00 2I B r μπ= ，其中r 0是该点到通电直导线的距离，I 为电流强度，μ0为比例系数（单位为N/A 2）．试推断，一个半径为R 的圆环，当通过的电流为I 时，其轴线上距圆心O 点为r 0处的磁感应强度应为（ ）
高中物理-电磁波练习 1． 下列关于无线电波的发射和接收的说法正确的是 A ． 无线电波的传播方式只有天波和地波两种 B ． 音频信号只能以调频波的形式发射，而且频率越高，向外辐射能量的本领越大 C ． 接收无线电波的天线处于变化的电磁场中，并在天线中感应出同频率的振荡电 流 D ． 天线电波经天线接收后，必须经过调制后才能重现 【解析】无线电波的传播方式有天波、地波和直线传播三种方式，故A 错. 音频信号应经调制以后发射，而调制有调频和调幅两种，故B 也错. 接收无线电波的天线处于变化的电磁场中，由电磁感应定律可知，在天线中能感应出同频率的振荡电流，空间有多少频率的电磁波，就能感应出多少同频率的振荡电流，故C 正确. 天线电波经天线接收后，经解调(检波)后才能重现音频信号，故D 错. 【答案】C 2． 下列关于电磁场和电磁波的认识，正确的是 A ． 均匀变化的电场在它周围空间产生均匀变化的磁场 B ． 电磁波和机械波一样依赖于介质传播 C ． 只要空间某个区域有变化的电场或磁场，就能产生电磁波 D ． 电磁波中每处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直，且与电磁波的传播方向垂直 【解析】均匀变化的电场在它周围空间产生稳定的磁场，故A 错. 机械波依赖于介质传播，而电磁波在有无介质两种情形下都能传播，故B 也错. 只有非均匀变化(振荡)的电场或磁场，才能 产生不均匀变化(振荡)的磁场或电场，形成电磁 波，故C 也错. 电场强度的方向、磁感应强度的方向和电磁 波的传播方向如图13—3—6可知，它们互相垂 直，故D 正确. 【答案】D 3． 自感系数为L 的线圈和可变电容C 构成 收音机的调谐电路，为使收音机接收到f 1=550kHz 至f 2=1650kHz 范围内的所有电台的播音，则可变电容与f 1对应的电容C 1和与f 2对应的电容C 2之比为 A ．1∶3 B ．3∶1 C ．1∶9 D ．9∶1 【解析】收音机的天线能感应同频率的一切信号电流，只有与接收电路中的LC 电路振荡电流发生电谐振的电流信号才能耦合到下一级进行放大，故收音机中的LC 电路的频率变化范围应在f 1和f 2之间.由振荡电流的频率计算公式LC f π21 =可得：L f C 2241π=，所以C 1∶C 2=9∶1 【答案】D 4． 一个LC 振荡电路的振荡周期为T 1，若使电容器的两极板相互移近一些，该电路与某一外来的周期为T 2的电磁波发生电谐振，则 A ．T 1＞T 2 B ．T 1＜T 2 C ．T 1=T 2 D ．T 1与T 2不能比较 【解析】振荡电路中振荡电流的周期公式为LC T π2=，而电容量kd S C πε4=，当d 减不时，C 增大，振荡电流的周期T 也增大；发生电谐振时，表明LC 电路中固有周期等于外来的周期为T 2，故T 1＜T 2. 【答案】B 5． 在LC 电路产生电磁振荡过程中，电容器极板上的电荷量Q 随时间t 的变化图象如图13—3—7所示，由图象可知 A ． t 1和t 2两个时刻电路中电流最大，且方向相同
一、电磁振荡练习题 一、选择题 1.在LC回路产生电磁振荡的过程中，下列说法正确的是 [ ] A.电容器放电完毕时刻，回路中磁场能最小。 B.回路中电流值最大时刻，回路中磁场能最大 C.电容器极板上电荷最多时，电场能最大 D.回路中电流值最小时刻，电场能最小 2.在LC回路中的电容器刚好放电完毕时，下列说法正确的是 [ ] A.电场能正向磁场能转化 B.磁场能正向电场能转化 C.电路里电场最强 D.电路里磁场最强 3.在LC回路产生振荡电流的过程中 [ ] A.振荡电流与电场能同时出现最大值 B.振荡电流与磁场能同时出现最大值 C.电流减弱时，电容器充电 D.电流增强时，电容器充电 4.LC振荡电路中电容器两板间电压最大时，有 [ ] A.电感L中的电流最大 B.电感L中的电流为零 C.电容C两板上所带电量最大 D.电容C上所带电量为零 5.LC回路振荡电流为零时，有关能量E及电容器电量Q变化，不正确的说法是[ ]
A.电容C放电完毕，Q为零，E磁最大 B.电容C开始充电，Q将增多，E电最大 C.电容 C开始放电，Q将减少，E磁最大 D.电容C充电完毕，Q将减少，E磁最大 6.LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图1所示，则 [ ] A.若磁场正在减弱，则电容器正在充电，电流由b向α B.若磁场正在减弱，则电场能正在增大，电容器上板带负电 C.若磁场正在增强，则电场能正在减少，电容器上板带正电 D.若磁场正在增强，则电容器正在充电，电流方向由α向b 7.如图2甲中通过P点电流的（向右为正）变化规律如图2所示，则 [ ] A.在t从0.5s～1s，电容器C正在充电 B.0.5s～1s间，电容器C上板带正电 C.1s～1.5s内，电势Q点比P点高 D.1s～1.5s磁场能转化为电场能 8.要使LC振荡电路的周期增大一倍，可采用的办法是 [ ]
磁、电磁感应、电磁波 稳恒电流： =???s S d δ 磁感应强度： m P M B max =， n S I P m ???=0 磁通量： ???=S m S d B Φ 高斯定理： 0=???S S d B 环流定理： ∑? =?I l d B 0μ 磁场无源有旋 磁感应强度的计算： 304r r l Id B d ??=πμ, ???=L r r l Id B 304 πμ 3 04r r v q dN B d B nSdl dN q ??=???→?==πμ ()120sin sin 4ββπμ-=a I B () 2 3222 03 2022R x IR r IR B +==μμ
() 120cos cos 2 ββμ-= nI B r I B I r B πμμπ2, 200= =? nI I L N B NI L B 000,μμμ===? 2 ,200i B iL L B μμ= =? 安培力： ??=?=L B l Id f B l Id f d , 磁力矩： B P M m ?= 洛仑兹力： B v q f ?= 磁力的功： ??Φ ==Id dA A ， A=I （Ф末-Ф初） 电磁感应定律： dt d i Φ- =ε 动生电动势： ???=a b ab l d B v )(ε 感生电动势、涡旋电场：
普物复习 S d t B l d E L k ???-=??? ? 自感电动势：I N L Φ=， dt dI L L -=ε 互感电动势： dt dI M 21212-=ε， dt dI M 1 21 21-=ε 2 12 112I N M Φ= ， 121221I N M Φ=， 2112M M = 线圈储存的磁能： 2 2 1LI W m = 磁场能量： μω2212 B BH m = =， ?=V m m dV W ω 麦克斯韦方程组的积分形式： i S q S d D ∑=??? 0=???S S d B ??????+=?S L S d t D l d H )(δ
《电磁波》知识梳理 【电磁波的发现】 电磁场理论：变化的磁场产生电场；变化的电场产生磁场。 均匀变化的磁场产生稳定电场；非均匀变化的磁场产生变化电场 均匀变化的电场产生稳定磁场；非均匀变化的电场产生变化磁场 麦克斯韦电磁场理论的理解: 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,这就是电磁场电磁波：电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波. 电磁波的特点：电磁波是横波,电场强度E 和磁感应强度 B按正弦规律变化,二者相互垂直,均与波的传播方向垂直；电磁波可以在真空中传播,速度和光速相同；电磁波具有波的特性 【电磁振荡】 LC回路振荡电流的产生： 电容器C通过电感线圈L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。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，重复充电放电过程。 发射电磁波的条件： 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。 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。 【电磁波的发射和接收】 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。通过改变电容器电容来改变调谐电路的频率。 检波：从接收到的高频振荡中“检”出所携带的信号 【电磁波与信息化社会】 【电磁波谱】 光的电磁说：麦克斯韦计算出电磁波传播速度与光速相同，说明光具有电磁本质 电磁波谱：无线电波红外线可见光紫外线 X射线射线 光谱及光谱的分类 【光谱分析】 一种元素，在高温下发出一些特点波长的光，在低温下，也吸收这些波长的光，所以把明线光波中的亮线和吸收光谱中的暗线都称为该种元素的特征谱线，用来进行光谱分析。 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。 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． 1