高中物理麥克斯韋電磁場理論知識點
在高中物理電磁波的課程中,關(guān)于電磁波的發(fā)送、接收以及電磁波的波動性質(zhì)等內(nèi)容比較抽象,學生難以理解。為了讓學生更容易掌握相關(guān)知識點,下面是小編給大家?guī)淼母咧形锢黼姶挪ㄖR點總結(jié),希望對你有幫助。
高中物理麥克斯韋電磁場理論知識點
麥克斯韋電磁場理論知識點的核心思想是:變化的磁場可以激發(fā)渦旋電場,變化的電場可以激發(fā)渦旋磁場;電場和磁場不是彼此孤立的,它們相互聯(lián)系、相互激發(fā)組成一個統(tǒng)一的電磁場.麥克斯韋進一步將電場和磁場的所有規(guī)律綜合起來,建立了完整的電磁場理論體系.這個電磁場理論體系的核心就是麥克斯韋方程組,
麥克斯韋方程組是由四個微分方程構(gòu)成,:
(1)描述了電場的性質(zhì).在一般情況下,電場可以是庫侖電場也可以是變化磁場激發(fā)的感應電場,而感應電場是渦旋場,它的電位移線是閉合的,對封閉曲面的通量無貢獻,
(2)描述了磁場的性質(zhì).磁場可以由傳導電流激發(fā),也可以由變化電場的位移電流所激發(fā),它們的磁場都是渦旋場,磁感應線都是閉合線,對封閉曲面的通量無貢獻.
(3)描述了變化的磁場激發(fā)電場的規(guī)律。
(4)描述了變化的電場激發(fā)磁場的規(guī)律,
麥克斯韋方程都是用微積分表述的,具體推導的話要用到微積分,高中沒學很難理解,我給你把涉及到的方程寫出來,并做個解釋,你要是還不明白的話也不用著急,等上了大學學了微積分就都能看懂了:
1、安培環(huán)路定理,就是磁場強度沿任意回路的環(huán)量等于環(huán)路所包圍電流的代數(shù)和.
2、法拉第電磁感應定律,即電磁場互相轉(zhuǎn)化,電場強度的弦度等于磁感應強度對時間的負偏導.
3、磁通連續(xù)性定理,即磁力線永遠是閉合的,磁場沒有標量的源,麥克斯韋表述是:對磁感應強度求散度為零.
4、高斯定理,穿過任意閉合面的電位移通量,等于該閉合面內(nèi)部的總電荷量.麥克斯韋:電位移的散度等于電荷密度,
高中物理電磁波知識點
1. 振蕩電流和振蕩電路
大小和方向都做周期性變化的電流叫振蕩電流,能產(chǎn)生振蕩電流的電路叫振蕩電路,LC電路是最簡單的振蕩電路。
2. 電磁振蕩及周期、頻率
(1)電磁振蕩的產(chǎn)生
(2)振蕩原理:利用電容器的充放電和線圈的自感作用產(chǎn)生振蕩電流,形成電場能與磁場能的相互轉(zhuǎn)化。
(3)振蕩過程:電容器放電時,電容器所帶電量和電場能均減少,直到零,電路中電流和磁場均增大,直到最大值。
給電容器反向充電時,情況相反,電容器正反方向充放電一次,便完成一次振蕩的全過程。
(4)振蕩周期和頻率:電磁振蕩完成一次周期性變化所用時間叫電磁振蕩的周期,一秒內(nèi)完成電磁振蕩的次數(shù)叫電磁振蕩的頻率。對于LC振蕩電路,
(5)電磁場:變化的電場在周圍空間產(chǎn)生磁場,變化磁場在周圍空間產(chǎn)生電場,變化的電場和磁場成為一個完整的整體,就是電磁場。
3. 電磁波
(1)電磁波:電磁場由近及遠的傳播形成電磁波
(2)電磁波在空間傳播不需要介質(zhì),電磁波是橫波,電磁波傳遞電磁場的能量。
(3)電磁波的波速、波長和頻率的關(guān)系,
4. 電磁波的發(fā)射,傳播和接收
(1)發(fā)射
將電磁波發(fā)射出去,首先要有開放電路,其次,發(fā)射出去的電磁波要攜帶有信號,因而必須把要傳遞的電信號“加”別高頻等幅振蕩電流上去。
我們把將電信號加到高頻等幅振蕩電流上去的過程叫調(diào)制。
(2)傳播
電磁波傳播方式一般有三種:地波、天波、直線傳播
地波:沿地球表面空間向外傳播,適于長波、中波和中短波,傳播距離為幾百公里。
天波:依靠電離層的反射來傳播,適于傳播短波,傳播距離為幾千公里。 直線傳播:在短距離內(nèi)(幾十公里)依靠波的直進,直接在空間傳播多用于傳播微波,需有中繼站“接力”才能傳遠。
(3)接收
① 電諧振、調(diào)諧
② 檢波
四. 規(guī)律技巧
電磁波的波速問題
1.、同一種電磁波在不同介質(zhì)中傳播時,頻率不變(頻率電波源決定)、波速、波長發(fā)生改變,在介質(zhì)中的速度都比在真空中速度小。
2.、不同電磁波在同一介質(zhì)中傳播時,傳播速度不同,頻率越高,波速越小,頻率越低波速越大。
3.、在真空中傳播時,不同頻率的電磁波的速度相同。
4.、電磁波和聲波的特點不同,聲波在介質(zhì)中傳播的速度與介質(zhì)有關(guān),電磁波在介質(zhì)中傳播的速度與介質(zhì)和頻率均有關(guān)。
高中物理電磁振蕩知識點
1、大小和方向都做周期性迅速變化的電流叫做振蕩電流,產(chǎn)生振蕩電流的電路叫做振蕩電路。最簡單的振蕩電路是由電感線圈和電容器組成的,簡稱LC回路。LC回路中產(chǎn)生振蕩電流是由于電容器不斷充電和放電,該振蕩電流是按正弦規(guī)律變化的。
2、LC電路中電磁振蕩的產(chǎn)生過程
①放電過程:在放電過程中,q↓、u↓、E電場能↓→i↑、B↑、E磁場能↑,電容器的電場能逐漸轉(zhuǎn)變成線圈的磁場能。由于線圈的自感作用,電流i是按正弦規(guī)律逐漸增大的,電流不會立刻達到最大值。放電結(jié)束時,q=0,E電場能=0,i最大,E磁場能最大,電場能完全轉(zhuǎn)化成磁場能。
②充電過程:放電結(jié)束時,由于L的自感作用,電路中移動的電荷不會立即停止運動,仍保持原方向流動。在充電過程中,q↑、u↑、E電場能↑→I↓、B↓、E磁場能↓,線圈的磁場能向電容器的電場能轉(zhuǎn)化。充電結(jié)束時,q、E電場能增為最大,i、E磁場能均減小到零,磁場能向電場能轉(zhuǎn)化結(jié)束。
③反向放電過程:q↓、u↓、E電場能↓→i↑、B↑、E磁場能↑,電容器的電場能轉(zhuǎn)化為線圈的磁場能。放電結(jié)束時,q=0,E電場能=0,i最大,E磁場能最大,電場能向磁場能轉(zhuǎn)化結(jié)束。
④反向充電過程:q↑、u↑、E電場能↑→i↓、B↓、E磁場能↓,線圈的磁場能向電容器的電場能轉(zhuǎn)化。充電結(jié)束時,q、E電場能增為最大,i、E磁場能均減小到零,磁場能向電場能轉(zhuǎn)化結(jié)束。
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