人教版（2019）高中物理选择性必修第二册 第四章《电磁振荡与电磁波》单元知识清单（原卷+解析卷）

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第四章 电磁振荡与电磁波知识梳理第1节 电磁振荡一、电磁振荡的产生　电磁振荡中的能量变化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：能够产生振荡电流的电路。3．LC振荡电路：由电感线圈L和电容器C组成的电路，是最简单的振荡电路，称为LC振荡电路。如图所示。4．电磁振荡：在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量q，电路中的电流i，电容器里面的电场强度E、线圈里的磁感应强度B，都在周期性地变化着。这种现象就是电磁振荡。5．电磁振荡中的能量变化(1)能量转化：电容器放电过程中，电场能向磁场能转化。电容器充电过程中，磁场能向电场能转化。(2)无能量损失时，振荡电路做等幅振荡。(3)实际振荡电路中有能量损失，通过适时补充能量给振荡电路，可使振荡电路做等幅振荡。二、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：周期的倒数，数值等于单位时间内完成的周期性变化的次数。如果振荡电路没有能量损失，也不受其他外界影响，这时的周期和频率叫作振荡电路的固有周期和固有频率。3．LC电路的周期和频率公式：T＝2πeq \r(LC)，f＝eq \f(1,2π\r(LC))。其中周期T、频率f、电感L、电容C的单位分别是秒(s)、赫兹(Hz)、亨利(H)、法拉(F)。4．实际电路中的晶体振荡器：其工作原理与LC振荡电路的原理基本相同。电磁场与电磁波一、电磁场1．麦克斯韦电磁场理论的两个基本假设(1)变化的磁场产生电场。(2)变化的电场产生磁场。2．电磁场变化的电场和磁场总是相互联系着，形成一个不可分割的统一的电磁场。二、电磁波1．电磁波的产生：变化的电场和磁场由近及远地向周围传播，形成了电磁波。2．电磁波的特点(1)电磁波的传播靠的是电和磁的相互“感应”，而不是靠介质的机械传递。(2)电磁波在真空中的传播速度等于光速c，光是电磁波。(3)电磁波的电场强度E与磁感应强度B互相垂直，而且二者均与波的传播方向垂直。(4)电磁波能发生反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象。(5)电磁场的转换就是电场能量和磁场能量的转换，电磁波传播过程就是能量传播过程。第3节 电磁波的发射与接收一、无线电波的发射1．要有效地发射电磁波，振荡电路必须具有两个特点(1)要有足够高的振荡频率。频率越高，发射电磁波的本领越大。(2)应采用开放电路。振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间。2．开放电路实际应用中的开放电路，线圈的一端用导线与大地相连，这条导线叫作地线；线圈的另一端与高高地架在空中的天线相连。3．无线电发射技术(1)载波：携带要传递的信号的高频电磁波。(2)调制：使载波随各种信号而改变的技术。(3)调制的分类：调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变的调制。调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而变的调制。二、无线电波的接收1．接收原理电磁波在传播时遇到导体，会使导体中产生感应电流，所以导体可用来接收电磁波，这个导体就是接收天线。2．电谐振当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强的现象。3．调谐使接收电路产生电谐振的过程。4．解调使声音或图像信号从接收到的高频感应电流中还原出来的过程，这个过程是调制的逆过程。调幅波的解调也叫检波。5．高频电视信号的传播方式有三种：地面无线电传输、有线网络传输以及卫星传输。不同的传播方式使用不同频率范围的电磁波，采取不同的调制方式。第4节 电磁波谱1．电磁波谱：按电磁波的波长大小或频率高低的顺序把它们排列成的谱。按波长由长到短依次为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等。2．不同电磁波的特点及应用特点用途无线电波波动性强通信、广播、导航红外线热作用强加热、遥测、遥感、红外线制导可见光感光性强照明、照相等紫外线化学作用荧光效应杀菌消毒、治疗皮肤病等X射线穿透力强检查、探测、透视、治疗γ射线穿透力最强探测、治疗