11-10电磁波的产生和传播.ppt

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1、一、从电磁振荡(electromagneticoscillation)到电磁波§11-10电磁波的产生和传播变化的电场和变化的磁场互相依存、又互相激发,并以有限的速度在空间传播,就是电磁波。LC振荡电路原则上可作发射电磁波的波源。电荷和电流随时间作周期性变化的现象,称为电磁振荡。固有振荡频率为EEEEHHHHLC1发射电磁波须具备两个条件:一是振荡频率要高,二是电路要开放。根据要求对电路进行改造使整个LC振荡电路演变为一根直导线,电流往返振荡,两端出现正负交替变化的等量异号电荷,此电路就称为振荡偶极子,或偶极振子(dipoleoscillator)。以偶极振子为

2、天线可有效地在空间激发电磁波。提高频率,须减小线圈自感L和电容C;开放电路,不让场和能集中在电容器和线圈之中,而要分散到空间去。2二、偶极振子发射的电磁波磁感应线以偶极振子为轴、疏密相间的同心圆,并与电场线互相套连。离振子的距离r远大于电磁波波长的波场区,波面趋于球面,电磁场分布比较简单。距振子中心小于波长的近心区电磁场分布复杂,可从一条电场线由出现到形成闭合圈并向外扩展的过程中看出。3偶极振子电磁波的波强度(平均能流密度)规律:(1)正比于频率四次方,频率越高能量辐射越多;(2)反比于离开振子中心的距离的平方;(3)正比于sin2,具有强烈的方向性,在垂直

3、于轴线的方向上辐射最强,而沿轴线方向的辐射为零。以振子中心为球心、轴线为极轴作球面,作为电磁波的波面。面上任一点A处,场强矢量E处于过点A子午面内,磁场强度矢量H处于过点A并平行于赤道平面的平面内,两者互相垂直,并且都垂直于点A的位置矢量r,即垂直于波的传播方向。4*三、赫兹实验(Hertzianexperiment)赫兹利用电容器充电后通过火花隙放电会产生振荡的原理,做成振荡器。赫兹实验在人类历史上首次发射和接收了电磁波,且通过多次实验证明了电磁波与光波一样能够发生反射、折射、干涉、衍射和偏振,验证了麦克斯韦预言,揭示了光的电磁本质,从而将光学与电磁学统一起来

4、。TDCP:KQ510810610410210-010-210-410-610-810-1010-1210-1410-16波长---m10010210410610810101012101410161018102010221024频率---Hz长无线电波短无线电波调幅、频波、电视波可见光红外、紫外线γ射线X射线四、电磁波的波谱(spectrumofelectromagneticwave)真空中电磁波具有相同的传播速度。将各种电磁波按照频率或波长的大小顺序排列起来形成波谱。6(1)无线电波:波长于3km1mm,3km50m中波波段,50m10m短波波段,10m

5、1mm微波波段。常用于广播、电视、通讯和雷达。(2)红外线:波长处于十分之几毫米至760nm之间。红外线具有显著的热效应,也称为热线。(3)可见光:波长760nm400nm;(4)紫外线:波长400nm5nm;(5)X射线:波长10nm10-2nm,有较强的穿透力;(6)射线:波长从10-2nm至无限短,有极强穿透力。整个电磁波波谱上大致可以划分成如下区域:7例1:太阳射到地球表面的电磁波可看成平面电磁波,其电场强度最大值为:E0=800V/m。求电磁波中磁感应强度的最大值B0,并把它与地球磁场作比较。解:根据已知地磁场的磁感应强度为10-4T,所以太

6、阳射到地球表面电磁波的最大磁感应强度约为地球磁场的1/100。得到:8点击深色键返回原处→9

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