3.2 电磁波的发现
1.知道赫兹实验以及它的重大意义. 2.知道什么是振荡电路和振荡电流以及LC回路中振荡电流的产生过程.(重点、难点) 3.知道产生电磁振荡过程中,LC振荡电路中的能量转换情况.(重点) 4.知道什么样的电磁振荡和电路有利于向外发射电磁波.
一、电磁波预言的实现--赫兹实验
赫兹首先在实验中发现了电磁波,用事实证明了麦克斯韦电磁场理论的正确性.
二、电磁振荡
1.电磁振荡的产生
(1)振荡电流和振荡电路
①振荡电流:大小和方向都做周期性迅速变化的电流.
②振荡电路:产生振荡电流的电路.
③LC振荡电路:由线圈L和电容器C组成,是最简单的振荡电路.
(2)电磁振荡的产生
①如图所示,电容器充电完毕后,将开关S掷向b,这一瞬间,电容器开始放电,电路中没有电流,此时电容器里电场最强,电路里的能量全部以电场能的形式储存在电容器的电场中.
②电容器开始放电后,由于线圈的自感作用,放电电流由零逐渐增大,此过程中,电容器极板上的电荷逐渐减小,电容器里的电场逐渐减弱,线圈的磁场逐渐增强,电场能逐渐转化为磁场能,振荡电流逐渐增大,直到放电完毕,电流达到最大.
③电容器放电完毕时,由于线圈的自感作用,电流保持原来的方向逐渐减小,电容器将进行反向充电,此过程中,线圈的磁场逐渐减弱,电容器里的电场逐渐增强,磁场能逐渐转化为电场能,振荡电流逐渐减小,直到充电完毕,电流减小为零.
2.电磁振荡的周期和频率
(1)周期:电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间.
(2)频率:1 s内完成的周期性变化的次数.
(3)说明:如果没有能量损失,也不受其他外界影响,这时的周期和频率叫振荡电路的固有周期和固有频率,简称振荡电路的周期和频率.
3.LC电路的周期(频率)
理论分析表明,LC电路的周期T与自感系数L、电容C的关系式是T=2π,所以其振荡的频率f= .