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15-4 电磁波 重点：电磁波的波动方程 电磁波的能量 难点：电磁波的波动方程 电磁波的能量 电场发生变化 →产生变化的磁场 → 产生新的变化电场 变化的电场与变化的磁场交替变化，由近及远传播出去，这种变化的电磁场在空间以一定的速度传播的过程，就是电磁波。 产生电磁波的物理基础 变化的磁场激发涡旋电场（即感应电场） 变化的电场（位移电流）激发涡旋磁场 一、电磁波的产生与传播 1、LC振荡电路辐射电磁波的条件 振荡频率足够高——辐射能量与频率的四次方成正比，因而频率约高，辐射能量约高； 电路开放——LC是集中性元件，电场能量集中在电容器中，磁场能量集中在线圈中，为了把电磁能辐射出去，电路必须是开放型的。 2、电磁波的波动方程 振荡电偶极子 结论： 电磁波频率就是电偶极子振荡的频率； 电场与磁场的振幅与电偶极子振荡频率的平方成正比； 电磁波是横波，E⊥r，H⊥r 电场与磁场的振动相位相同。 在离电偶极子很远的地方，则可以看成是平面波 二、电磁波的特性 电磁波是横波，电矢量、磁矢量与传播速度垂直 电场与磁场同相位 电场与磁场幅值成比例 真空中电磁波的传播速度等于光速 三、电磁波的能量 1、能流密度 以电磁波形式传播出去的能量叫做辐射能。 能量密度 能流密度 特点： 辐射能量与频率的四次方成正比； 辐射能量与距离的平方成反比，这是球面波的特点； 有很强的方向性，在垂直于轴线方向上的辐射最强，而在沿轴线方向上没有辐射。 2、辐射功率 单位时间内辐射的能量叫做辐射功率。 四、电磁波谱 电磁波的范围很广。为了便于比较，以便对各种电磁波有全面的了解，我们可以按照波长（或频率）的大小，把它们依次排成波谱，称为电磁波谱。 无线电波：长波： 3×103~3×104m，远洋长距离通讯与导航 中波： 200~3×103m， 航海，航空定向，无线电广播 短波： 10~200m， 无线电广播，电极通讯等。 超短波：1~10m， 电视，雷达电导航 微波： 0.1cm~1m， 电视，雷达电导航 红外线： 0.76~600mm 热效应 可见光： 0.40~0.76mm 紫外光： 0.4μm~50 A0 生理作用，杀菌，诱杀昆虫，医疗 x射???： 50~0.4 A0 穿透能力强，人体透视晶体结构分析 g 射线： 0.4A0 与研究原子核结构