电磁波的基础知识点

一、电磁波发现的背景一、电磁波发现的背景1 1、麦克斯韦少年时在数学上极有天赋。、麦克斯韦少年时在数学上极有天赋。2 2、麦克斯韦受到法拉第巨大的激励。、麦克斯韦受到法拉第巨大的激励。3 3、前人工作的成果是麦克斯韦取得、前人工作的成果是麦克斯韦取得 成功的基石。成功的基石。1 1、电磁波的发现、电磁波的发现二、伟大的预言二、伟大的预言1 1、两个基本观点：、两个基本观点：a.a.变化的磁场产生电场。变化的磁场产生电场。b.b.变化的电场产生磁场。变化的电场产生磁场。麦克斯韦电磁场理论的两大基本要点是：麦克斯韦电磁场理论的两大基本要点是：（1 1）、不仅电荷能够产生电场，变化的磁）、不仅电荷能够产生电场，变化的磁 场也能产生电场；场也能产生电场；（2 2）、不仅电流能够产生磁场，变化的电）、不仅电流能够产生磁场，变化的电 场也能产生磁场。场也能产生磁场。按照这个理论，变化的电场和磁场总是按照这个理论，变化的电场和磁场总是相互联系的，形成不可分割的统一体相互联系的，形成不可分割的统一体电电磁场磁场。电场和磁场是电磁场这个统一体的两种具体表现形式。电场和磁场是电磁场这个统一体的两种具体表现形式。非均匀变非均匀变化的磁场化的磁场变变化化电电场场若是均匀变化若是均匀变化稳定磁场稳定磁场不再激发不再激发若非均匀变化若非均匀变化变化磁场变化磁场若是均匀变化若是均匀变化稳定电场稳定电场若非均匀变化若非均匀变化2 2、电磁波形成示意图：、电磁波形成示意图：3 3、电磁波的特性：、电磁波的特性：a.a.不需要传播介质不需要传播介质,可以在真空中传播。可以在真空中传播。b.b.传播速度等于光速。传播速度等于光速。c.c.光是一种电磁波。光是一种电磁波。激激发发激激发发激激发发激激发发三、赫兹的电火花三、赫兹的电火花1 1、试验装置：、试验装置：a.a.连接感应圈的两个金属球。连接感应圈的两个金属球。b.b.导线环上的两个金属球。导线环上的两个金属球。2 2、试验现象：、试验现象：当感应圈两个金属球间有火花跳过时，导线环两个小球当感应圈两个金属球间有火花跳过时，导线环两个小球间也跳过了火花。间也跳过了火花。3 3、现象解释：、现象解释：当感应圈两个金属球间有火花跳过时，立刻产生了一个当感应圈两个金属球间有火花跳过时，立刻产生了一个交变电磁场，形成电磁波在空间传播，经过导线环时激发出交变电磁场，形成电磁波在空间传播，经过导线环时激发出感应电动势，使得导线环中也产生了火花。感应电动势，使得导线环中也产生了火花。问题与练习：1 1、下面说法中正确的是（、下面说法中正确的是（）A A、恒定电流能够在周围空间产生稳定的磁场、恒定电流能够在周围空间产生稳定的磁场B B、稳定电场能够在周围空间产生稳定的磁场、稳定电场能够在周围空间产生稳定的磁场C C、静止电荷能够在周围空间产生稳定的磁场、静止电荷能够在周围空间产生稳定的磁场D D、变化的电场和磁场互相激发，形成由近及远、变化的电场和磁场互相激发，形成由近及远 传播的电磁波。传播的电磁波。2 2、电磁波谱、电磁波谱一、波长、周期、频率和波速一、波长、周期、频率和波速1 1、波长（、波长（）：相邻两个波峰（波谷）的距离。）：相邻两个波峰（波谷）的距离。单位：米（单位：米（m m）2 2、周期（、周期（T T）：波峰（波谷）传播一个波长的距离）：波峰（波谷）传播一个波长的距离 所用的时间。所用的时间。单位是秒（单位是秒（s)s)3 3、频率（、频率（f f）：）：1s1s内波峰（波谷）通过的次数。单内波峰（波谷）通过的次数。单 位是赫兹位是赫兹(Hz)(Hz)4 4、波速（、波速（v v）：波传播的快慢。）：波传播的快慢。5 5、两个重要的关系式、两个重要的关系式:6 6、对于电磁波、对于电磁波:用用c c表示波速。表示波速。注意：电磁波的频率与波长呈反比。注意：电磁波的频率与波长呈反比。二、电磁波谱二、电磁波谱1 1、电磁波谱的概念：、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按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫电磁波谱。列成谱，叫电磁波谱。2 2、无线电波、无线电波特点：特点：大于大于1mm1mm（f f小于小于300000Mz300000Mz），），较长。较长。应用：应用：长、中短波用于发送广播信号。长、中短波用于发送广播信号。微波用于发送电视信号和微波炉。微波用于发送电视信号和微波炉。3 3、红外线、红外线特点：特点：*介于无线电波和可见光之间。介于无线电波和可见光之间。*所有物体都会发射红外线。所有物体都会发射红外线。*物体的红外辐射跟温度有关。物体的红外辐射跟温度有关。应用：应用：红外体温计、红外夜视议、红外摄影、红外体温计、红外夜视议、红外摄影、红外遥感技术等。红外遥感技术等。4 4、可见光、可见光波长在波长在700700400nm400nm之间，它是由各种色光组成。之间，它是由各种色光组成。彩虹是怎样形成的？彩虹是怎样形成的？5 5、紫外线、紫外线特点：特点：介于介于5 5400nm400nm之间，之间，较短；能量较高。较短；能量较高。应用：应用：灭菌杀毒，促进人体对钙的吸收灭菌杀毒，促进人体对钙的吸收，设计防伪措施。，设计防伪措施。6 6、x x射线和射线和射线射线特点：特点：波长很短，频率很高；穿透力强，能量高。波长很短，频率很高；穿透力强，能量高。应用：应用：x x射线用于人体检查如射线用于人体检查如CTCT扫描。扫描。x x射线用于金属缺陷探测、安全检查等。射线用于金属缺陷探测、安全检查等。射线可以治疗某些癌症，也可射线可以治疗某些癌症，也可用于金属缺陷探测。用于金属缺陷探测。三、电磁波的能量三、电磁波的能量1 1、电磁波是物质存在的一种特殊形式。、电磁波是物质存在的一种特殊形式。2 2、电磁波具有能量。、电磁波具有能量。3 3、电磁波具有的能量跟、电磁波具有的能量跟f f有关，有关，f f越高，能量越高。越高，能量越高。四、太阳辐射四、太阳辐射1 1、太阳辐射的主要成分：、太阳辐射的主要成分：主要含有可见光、红外线、紫外线。主要含有可见光、红外线、紫外线。2 2、太阳辐射能量分布特点：、太阳辐射能量分布特点：集中在可见光、红外线、紫外线三个区域，其中波长集中在可见光、红外线、紫外线三个区域，其中波长在黄绿光附近，辐射的能量最强。在黄绿光附近，辐射的能量最强。3 3、太阳辐射能量分布示意图：、太阳辐射能量分布示意图：两个概念两个概念一个关系一个关系六段波谱六段波谱波的能量波的能量太阳辐射太阳辐射波长和频率波长和频率六段波各自特点和应用六段波各自特点和应用电磁波具有能量及其影响因素电磁波具有能量及其影响因素太阳辐射的特点太阳辐射的特点