《电磁波的发现电磁振荡》人教版高中物理选修3-4课件

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电磁波的发现电磁振荡人教版高中物理选修3-4课件,电磁波的发现电磁振荡人教版高中物理选修3-4课件,课堂导入,麦克斯韦是继法拉第之后，集电磁学大成的伟大科学家。他依据库仑、高斯、欧姆、安培、毕奥、萨伐尔、法拉第等前人的一系列发现和实验成果，建立了第一个完整的电磁理论体系，不仅科学地预言了电磁波的存在，而且揭示了光、电、磁现象的本质的统一性，完成了物理学的又一次大综合。这一理论自然科学的成果，奠定了现代的电力工业、电子工业和无线电工业的基础。,韦伯穿过一个又一个欧姆。把回音带给我“我是你忠实而又真诚的法拉，充电到一个伏特，表示对你的爱。,麦克斯韦,麦克斯韦,（,J.C.Maxwell,18311879),英国物理学家。,课堂导入麦克斯韦是继法拉第之后，集电磁学大成的伟大科学家。他,课堂导入,课堂导入,【,分析,】,：麦克斯韦认为变化的磁场在线圈中产生电场，正是这种电场,(,涡旋电场,),在线圈中驱使自由电子做定向的移动，引起了感应电流。,变化的磁场产生电场,【分析】：麦克斯韦认为变化的磁场在线圈中产生电场，正是这种电,【,现象,】,：变化的电场周围小磁针发生摆动,变化的磁场产生电场,【现象】：变化的电场周围小磁针发生摆动变化的磁场产生电场,【,分析,】,：电荷运动时，周围的小磁针摆动，说明小磁针所在处产生了另一个磁场，使小磁针发生摆动，这个磁场是由电荷运动在周围空间产生的变化电场引起的。,变化的电场产生磁场,【分析】：电荷运动时，周围的小磁针摆动，说明小磁针所在处产生,根据这两个基本论点，麦克斯韦推断：如果在空间某域中有周期性变化的电场，那么，它就在空间产生周期性变化的磁场；这个变化的磁场又引起新的周期性变化的电场,。于是，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。,B,B,E,E,E,E,变化的电场产生磁场,根据这两个基本论点，麦克斯韦推断：如果在空间某域中,电磁场由产生区域向外传播就形成了电磁波,电磁波传播的速度等于光速。光是一种电磁波。,电磁波在空间传播时，在任一位置上（或任一时刻）,E,、,B,、,v,三矢量相互垂直。电磁波是横波。,电磁波,电磁场由产生区域向外传播就形成了电磁波 电磁波,【,现象,】,：当感应圈两个金属球间有火花跳过时，导线环两个小球间也跳过了火花。,赫兹的电火花,【现象】：当感应圈两个金属球间有火花跳过时，导线环两个小球间,现象解释：,当感应圈两个金属球间有火花跳过时，立刻产生一个交变电磁场，形成电磁波在空间传播，经过导线环时激发出感应电动势，使得导线环中也产生了火花。,赫兹的电火花,现象解释：当感应圈两个金属球间有火花跳过时，立刻产生,捕捉电磁波,做一做,捕捉电磁波做一做,观察演示实验,用电源给电容,C,充电，若将开关,S,拨到,a,端,将会发生什么现象？它说明了什么？,电磁振荡的产生,观察演示实验用电源给电容C充电，若将开关S拨到a端电磁振,1,、振荡电流：,大小和方向都做周期性变化的电流叫做振荡电流,能够产生振荡电流的电路叫做振荡电路,2,、振荡电路：,电磁振荡的产生,1、振荡电流：大小和方向都做周期性变化的电流叫做振荡,由自感线圈和电容器组成的振荡电路叫做,LC,振荡电路它是一种简单的振荡电路,实际应用的,LC,振荡电路中振荡电流的频率很高,（,1,）振荡电流是频率很高的交变电流,（,2,）振荡电流跟正弦交变电流一样，按正弦规律变化,LC,振荡电路,由自感线圈和电容器组成的振荡电路叫做LC振荡电路它是一种简单,1,、电磁振荡的产生过程,LC,振荡电路,C,+,R,i,1、电磁振荡的产生过程LC振荡电路C+,电容器,具有充、,放电作用,线圈,具有自,感作用,L,+,C,LC,振荡电路,电容器线圈L +CLC振荡电,一,个,周,期,性,变,化,放电,充电,充电,放电,q,i,q,i,q,i,q,i,+,-,+,-,q=Qm i=0,q=Qm i=0,q=0 i=Im,q=0 i=Im,动画观看,LC,振荡电路,一个周期性变化放电充电充电放电qiqiqiqi+-,2.,在,LC,回路中,流过线圈的,i,、线圈中的,B,、电容器极板上的,q,、极板间的,E,都呈正弦或余弦规律变化,LC,振荡电路,2.在LC回路中,流过线圈的i、线圈中的B、电容器极板上的q,时 间,t,t,=0,t,=,T,/4,t,=,T,/2,t,=3,T,/4,t,=,T,电容器带电量,最大(,A,、,B,),零,最大(A、,B,),零,最大(,A,、,B,),电路中电 流,零,最大(,a,b),零,最大(,b,a,),零,电场能（,E,）,最大,零,最大,零,最大,磁场能（,B,）,零,最大,零,最大,零,LC,振荡电路,时 间 tt=0t=T/4t=T/2t=3T/4t=T电容器,电场能与磁场能交替转化,分析给出：理想的,LC,振荡电路：总能量守恒电场能磁场能恒量,LC,振荡电路,电场能与磁场能交替转化LC振荡电路,(1),、两个物理过程：,放电过程,:,电场能转化为磁场能，,q i,充电过程,:,磁场能转化为电场能，,q i,充电完毕状态,:,磁场能向电场能转化完毕,电场能最大,磁场能最小,.,放电完毕状态,:,电场能向磁场能转化完毕,磁场能最大,电场能最小,.,LC,回路工作过程具有对称性和周期性,可归结为,(2),、两个特殊状态：,3,、电磁振荡的特点：,LC,振荡电路,(1)、两个物理过程：放电过程:电场能转化为磁场能，q,4,、电磁振荡的定义：,在振荡电路产生振荡电流的过程中，电容器极板上的电荷、通过线圈的电流，以及跟电荷和电流相联系的电场和磁场都发生周期性的变化，这种现象叫电磁振荡。,机械振动和电磁振荡有本质的不同，但它们具有共同的变化规律,LC,振荡电路,4、电磁振荡的定义：在振荡电路产生振荡电流的,电磁振荡,简谐运动,过程特点,充电：加在电容器两端的电压产生充电电流；线圈的电感阻碍充电电流的突变。放电：线圈的电感维持放电电流不变；电容器两端电压阻碍放电电流。,加速：回复力使单摆运动状态变化，惯性维持单摆运动状态不变。减速：惯性维持单摆运动状态不变，回复力使单摆运动状态改变。,对应的物理量,电容,C,电感,L,（相当于惯性）电荷,q,电流,i,电场能,E,电场能 磁场能,E,磁场能,单摆摆长,L,小球质量,m,（惯性）位移,x,速度,v,重力势能,E,p,动能,E,k,规律,两极间电势差随时间作正弦规律变化,摆球的位移随时间作正弦规律变化,能量转化,电场能与磁场能相互转化，总能量守恒,动能与势能相互转化，总能量守恒,本质区别,振荡电路中自由电子的电磁运动,振子的机械运动,LC,振荡电路,电磁振荡简谐运动过程特点充电：加在电容器两端的电压产生充电,(2),实际的,LC,振荡电路,:,能量在电路上有损耗；另外以电磁波的形式辐射出去,.,(1)LC,回路：由线圈,L,和电容,C,组成的最简单振荡电路。,(3),等幅振荡：由电源通过晶体管等电子器件周期性的对,LC,振荡电路补充能量,.,LC,振荡电路,(2)实际的LC振荡电路:能量在电路上有损耗；另外以电磁,【,例题,1】,：如图所示，,LC,振荡电路中，已知某时刻电流,i,的方向指向,A,板，且正在增大，则（）,A.A,板带正电,B.AB,两板间的电压在增大,C.,电容器,C,正在充电,D.,电场能正在转化为磁场能,D,LC,振荡电路,【例题1】：如图所示，LC振荡电路中，已知某时刻电流i的方向,+,+,C,L,S,E,LC,电路的周期（频率）与哪些因素有关？,电容较大时，电容器充电、放电的时间长些还是短些？线圈的自感系数较大时，电容器充电、放电时间长些还是短些？,根据上面的讨论结果，定性地讲，,LC,电路的周期（频率）与电容,C,、电感,L,的大小有什么关系？,思考与讨论,LC,回路的固有周期和固有频率,+,1,周期和频率：电磁振荡完成一次周期性变化所需的时间叫做周期，一秒钟内完成周期变化的次数叫做频率,LC,回路的周期和频率：,由回路本身的特性决定这种由振荡回路本身特性所决定的振荡周期（或频率）叫做振荡电路的固有周期（或固有频率），简称振荡电路的周期（或频率）,2,在一个周期内，振荡电流的方向改变两次；电场能（或磁场能）完成两次周期性变化,LC,回路的固有周期和固有频率,1周期和频率：电磁振荡完成一次周期性变化所需的时间叫做周期,3,、,LC,回路的周期和频率公式,（,1,）式中各物理量,T,、,L,、,C,、,f,的单位分别是,s,、,H,、,F,、,Hz,（,2,）适当地选择电容器和线圈，可使振荡电路物周期和频率符合我们的需要,LC,回路的固有周期和固有频率,3、LC回路的周期和频率公式（1）式中各物理量T、L、C,做一做,做一做,讲解人：时间：,.5.25,MENTAL HEALTH COUNSELING PPT,感谢各位的聆听,第,14,章 电磁波,人教版高中物理选修,3-4,讲解人：时间：.5.25MENTAL HEALT,感谢聆听,感谢聆听,