19世紀(jì)60年代，英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋提出了新的電磁理論，內(nèi)容為：1，變化的電場(chǎng)能產(chǎn)生磁場(chǎng)，若電場(chǎng)是均勻變化的，產(chǎn)生的磁場(chǎng)是穩(wěn)定的，若電場(chǎng)不是均勻變化的，則產(chǎn)生的磁場(chǎng)也是不均勻變化的。2，變化的磁場(chǎng)能產(chǎn)生電場(chǎng)。若磁場(chǎng)是均勻變化的，產(chǎn)生的電場(chǎng)是穩(wěn)定的；若磁場(chǎng)不是均勻變化的，則產(chǎn)生的電場(chǎng)也是不均勻變化的。
據(jù)此電磁理論知，麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在。
19世紀(jì)電磁理論包括愛(ài)因斯坦的相對(duì)論、麥克斯韋的電磁場(chǎng)方程、法拉第的電磁感應(yīng)定律和克萊斯勒的電磁動(dòng)力學(xué)理論。
一、麥克斯韋電磁場(chǎng)理論
1、電磁場(chǎng)理論的核心之一：變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)
在變化的磁場(chǎng)中所產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)線是閉合的? (渦旋電場(chǎng))
◎理解: (1) 均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定電場(chǎng)????(2) 非均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生變化電場(chǎng)
2、電磁場(chǎng)理論的核心之二：變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)
麥克斯韋假設(shè):變化的電場(chǎng)就像導(dǎo)線中的電流一樣,會(huì)在空間產(chǎn)生磁場(chǎng),即變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)
◎理解: (1) 均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定磁場(chǎng)????(2) 非均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化磁場(chǎng)
〖規(guī)律總結(jié)〗
1、麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的理解:
恒定的電場(chǎng)不產(chǎn)生磁場(chǎng)
恒定的磁場(chǎng)不產(chǎn)生電場(chǎng)
均勻變化的電場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)
均勻變化的磁場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)
振蕩電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場(chǎng)
振蕩磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩電場(chǎng)
2、電場(chǎng)和磁場(chǎng)的變化關(guān)系
二、電磁波
1、電磁場(chǎng)：如果在空間某區(qū)域中有周期性變化的電場(chǎng),那么這個(gè)變化的電場(chǎng)就在它周圍空間產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng);這個(gè)變化的磁場(chǎng)又在它周圍空間產(chǎn)生新的周期性變化的電場(chǎng),變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)是相互聯(lián)系著的,形成不可分割的統(tǒng)一體,這就是電磁場(chǎng)
這個(gè)過(guò)程可以用下圖表達(dá)。
2、電磁波：
電磁場(chǎng)由發(fā)生區(qū)域向遠(yuǎn)處的傳播就是電磁波.
3、電磁波的特點(diǎn)：
(1) 電磁波是橫波,電場(chǎng)強(qiáng)度E 和磁感應(yīng)強(qiáng)度 B按正弦規(guī)律變化,二者相互垂直,均與波的傳播方向垂直
(2)電磁波可以在真空中傳播,速度和光速相同.?? v=λf
(3) 電磁波具有波的特性
三、赫茲的電火花
赫茲觀察到了電磁波的反射,折射,干涉,偏振和衍射等現(xiàn)象.，他還測(cè)量出電磁波和光有相同的速度.這樣赫茲證實(shí)了麥克斯韋關(guān)于光的電磁理論，赫茲在人類歷史上首先捕捉到了電磁波。
90．電磁振蕩 電磁波的發(fā)射和接收Ⅰ
LC回路振蕩電流的產(chǎn)生
先給電容器充電，把能以電場(chǎng)能的形式儲(chǔ)存在電容器中。
（1）閉合電路，電容器C通過(guò)電感線圈L開始放電。由于線圈中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)的阻礙作用。放電開始瞬時(shí)電路中電流為零，磁場(chǎng)能為零，極板上電荷量最大。隨后，電路中電流加大，磁場(chǎng)能加大，電場(chǎng)能減少,直到電容器C兩端電壓為零。放電結(jié)束，電流達(dá)到最大、磁場(chǎng)能最多。
（2）由于電感線圈L中自感電動(dòng)勢(shì)的阻礙作用電流不會(huì)立即消失，保持原來(lái)電流方向，對(duì)電容器反方向充電，磁場(chǎng)能減少，電場(chǎng)能增多。充電流由大到小，充電結(jié)束時(shí)，電流為零。
接著電容器又開始放電，重復(fù)（1）、（2）過(guò)程，但電流方向與（1）時(shí)的電流方向相反。
電磁波的發(fā)射和接收
有效的向外發(fā)射電磁波的條件：
? （1）要有足夠高的振蕩頻率，因?yàn)轭l率越高，發(fā)射電磁波的本領(lǐng)越大。
? （2）振蕩電路的電場(chǎng)和磁場(chǎng)必須分散到盡可能大的空間，才有可能有效的將電磁場(chǎng)的能量傳播出去。
采用什么手段可以有效的向外界發(fā)射電磁波？
改造 振蕩電路――由閉合電路成開放電路
電磁波的接收條件
①電諧振：當(dāng)接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相同時(shí)，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)，這種現(xiàn)象叫做電諧振。
②調(diào)諧：使接收電路產(chǎn)生電諧振的過(guò)程。通過(guò)改變電容器電容來(lái)改變調(diào)諧電路的頻率。
③檢波：從接收到的高頻振蕩中“檢”出所攜帶的信號(hào)。
91．電磁波譜及其應(yīng)用Ⅰ
光的電磁說(shuō)
（1）麥克斯韋計(jì)算出電磁波傳播速度與光速相同，說(shuō)明光具有電磁本質(zhì)
（2）電磁波譜
電磁波譜 無(wú)線電波 紅外線 可見(jiàn)光 紫外線 X射線 射線
產(chǎn)生機(jī)理 在振蕩電路中，自由電子作周期性運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生
原子的外層電子受到激發(fā)產(chǎn)生的
原子的內(nèi)層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的 原子核受到激發(fā)后產(chǎn)生的
（3）光譜 ①觀察光譜的儀器，分光鏡????②光譜的分類，產(chǎn)生和特征
發(fā)射光譜 連續(xù)光譜 產(chǎn)生 特征
? 由熾熱的固體、液體和高壓氣體發(fā)光產(chǎn)生的 由連續(xù)分布的，一切波長(zhǎng)的光組成
明線光譜 由稀薄氣體發(fā)光產(chǎn)生的 由不連續(xù)的一些亮線組成
吸收光譜 高溫物體發(fā)出的白光，通過(guò)物質(zhì)后某些波長(zhǎng)的光被吸收而產(chǎn)生的 在連續(xù)光譜的背景上，由一些不連續(xù)的暗線組成的光譜
③ 光譜分析：
一種元素，在高溫下發(fā)出一些特點(diǎn)波長(zhǎng)的光，在低溫下，也吸收這些波長(zhǎng)的光，所以把明線光波中的亮線和吸收光譜中的暗線都稱為該種元素的特征譜線，用來(lái)進(jìn)行光譜分析。
電磁波的應(yīng)用：
1、電視
簡(jiǎn)單地說(shuō)：電視信號(hào)是電視臺(tái)先把影像信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢园l(fā)射的電信號(hào) ，發(fā)射出去后被接收的電信號(hào)通過(guò)還原，被還原為光的圖象重現(xiàn)熒光屏。電子束把一幅圖象按照各點(diǎn)的明暗情況，逐點(diǎn)變?yōu)閺?qiáng)弱不同的信號(hào)電流，通過(guò)天線把帶有圖象信號(hào)的電磁波發(fā)射出去。
2、雷達(dá)工作原理
利用發(fā)射與接收之間的時(shí)間差，計(jì)算出物體的距離。
3、手機(jī)
在待機(jī)狀態(tài)下，手機(jī)不斷的發(fā)射電磁波，與周圍環(huán)境交換信息。
手機(jī)在建立連接的過(guò)程中發(fā)射的電磁波特別強(qiáng)。
電磁波與機(jī)械波的比較:
共同點(diǎn)：都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象；它們波動(dòng)的頻率都取決于波源的頻率；在不同介質(zhì)中傳播，頻率都不變．???
不同點(diǎn)： 機(jī)械波的傳播一定需要介質(zhì)，其波速與介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，與波的頻率無(wú)關(guān)．而電磁波本身就是一種物質(zhì)，它可以在真空中傳播，也可以在介質(zhì)中傳播．電磁波在真空中傳播的速度均為3.0×108m／s，在介質(zhì)中傳播時(shí)，波速和波長(zhǎng)不僅與介質(zhì)性質(zhì)有關(guān)，還與頻率有關(guān)．
不同電磁波產(chǎn)生的機(jī)理
? 無(wú)線電波是振蕩電路中自由電子作周期性的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的．
? 紅外線、可見(jiàn)光、紫外線是原子外層電子受激發(fā)產(chǎn)生的．
? 倫琴射線是原子內(nèi)層電子受激發(fā)產(chǎn)生的．
? γ射線是原子核受激發(fā)產(chǎn)生的．
頻率(波長(zhǎng))不同的電磁波表現(xiàn)出作用不同．
? 紅外線主要作用是熱作用，可以利用紅外線來(lái)加熱物體和進(jìn)行紅外線遙感；
? 紫外線主要作用是化學(xué)作用，可用來(lái)殺菌和消毒；
? 倫琴射線有較強(qiáng)的穿透本領(lǐng)，利用其穿透本領(lǐng)與物質(zhì)的密度有關(guān)，進(jìn)行對(duì)人體的透視和檢查部件的缺陷；
? γ射線的穿透本領(lǐng)更大，在工業(yè)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，如探傷，測(cè)厚或用γ刀進(jìn)行手術(shù)．
92．光的折射定律 折射率Ⅱ
光的折射定律，也叫斯涅耳定律：入射角的正弦跟折射角的正弦成正比．如果用n來(lái)表示這個(gè)比例常數(shù)，就有
折射率:光從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)時(shí)，雖然入射角的正弦跟折射角的正弦之比為一常數(shù)n，但是對(duì)不同的介質(zhì)來(lái)說(shuō)，這個(gè)常數(shù)n是不同的．這個(gè)常數(shù)n跟介質(zhì)有關(guān)系，是一個(gè)反映介質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)的物理量，我們把它叫做介質(zhì)的折射率．
i是光線在真空中與法線之間的夾角．
r是光線在介質(zhì)中與法線之間的夾角．光從真空射入某種介質(zhì)時(shí)的折射率，叫做該種介質(zhì)的絕對(duì)折射率，也簡(jiǎn)稱為某種介質(zhì)的折射率