高中物理电磁振荡和电磁波公式总结.pptx

高中物理电磁振荡和电磁波公式总结

Contents目录电磁振荡基本概念与公式电磁波基本性质与公式电磁振荡与电磁波相互转换公式典型电磁振荡现象分析电磁波在介质中传播特性电磁振荡和电磁波在科技生活中应用

电磁振荡基本概念与公式01

定义电磁振荡是指在振荡电路中，电场能和磁场能相互转化且总量保持不变的周期性变化过程。产生条件振荡电路必须满足以下三个条件：一是电路必须是闭合的；二是电路中的电容和电感不能为零，且要有初始能量；三是电路中的电阻要足够小，使得振荡过程能够持续较长的时间。电磁振荡定义及产生条件

电容电感电阻电源振荡电路组成要存电场能，与电感共同维持振荡过程。储存磁场能，与电容共同维持振荡过程。消耗能量，使振荡逐渐衰减。提供初始能量，启动振荡过程。

完成一次电磁振荡所需的时间。振荡周期T频率f角频率ω单位时间内完成电磁振荡的次数，与周期互为倒数关系，即f=1/T。单位时间内振荡电路中的相位变化量，与频率成正比，即ω=2πf。030201振荡周期、频率与角频率关系

品质因数Q值含义及计算品质因数Q值表征振荡电路性能好坏的物理量，Q值越大，说明振荡电路的损耗越小，振荡持续时间越长。Q值计算Q值等于振荡电路中储存的总能量与每个周期内消耗的能量之比。对于串联谐振电路，Q值等于感抗（或容抗）与电阻的比值，即Q=ωL/R（或Q=1/ωCR）。对于并联谐振电路，Q值等于电阻与感抗（或容抗）的比值的平方根，即Q=R/√(L/C)（或Q=√(C/L)/R）。

电磁波基本性质与公式02

电磁波是由振荡的电荷或电流产生的，不需要介质即可在空间中传播。产生原理电磁波在真空中以光速传播，具有波粒二象性，可以发生反射、折射、衍射和干涉等现象。传播特点电磁波产生原理与传播特点

电磁波谱分类按照频率从低到高，电磁波可分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线等。各频段应用无线电波用于通信、广播等；微波用于雷达、微波炉等；红外线用于遥控、热成像等；可见光用于照明、显示等；紫外线用于消毒、防伪等；X射线用于医学影像、安全检查等；伽马射线用于放射治疗、材料改性等。电磁波谱分类及各频段应用

描述电磁波传播的偏微分方程，一般为波动方程的形式。电磁波的频率、波长、波速之间满足关系式c=λf，其中c为光速，λ为波长，f为频率。此外，电磁波的相位、振幅等参数也与其传播特性密切相关。波动方程与波动参数关系波动参数关系波动方程

单位体积内电磁波的能量，与电场强度E和磁场强度H的平方成正比。能量密度单位时间内通过单位面积的电磁波能量，即坡印廷矢量S的模，与电场强度E和磁场强度H的乘积成正比。能流密度电磁波对物体表面产生的压强，与能流密度成正比，可通过计算物体表面吸收或反射的电磁波能量来求得。辐射压强能量密度、能流密度及辐射压强计算

电磁振荡与电磁波相互转换公式03

一般来说，振荡频率越高，辐射电磁波的能力就越强。振荡频率需足够高振荡电路必须是一个开放系统，才能有效地辐射电磁波。电路必须开放振荡电路的尺寸需与电磁波的波长相比拟，才能满足辐射条件。满足辐射条件振荡电路辐射电磁波条件

电磁波接收并转换为振荡电流过程接收天线感应电磁波当天线接收到电磁波时，会在天线中产生感应电动势。调谐电路选择信号通过调谐电路可以选择特定频率的电磁波信号进行放大和处理。检波电路提取信息检波电路可以将电磁波信号中的有用信息提取出来，转换为振荡电流。

信号衰减与失真信号在传输过程中会受到衰减和失真的影响，需要采取措施进行补偿和校正。传输线参数包括特性阻抗、传播常数等，这些参数决定了信号在传输线中的传输特性。传输线匹配问题为了实现最大功率传输和最小反射损耗，需要对传输线进行匹配设计。传输线中信号传输特性分析

123天线辐射效率是指天线将高频电流转换为电磁波的能力，其大小取决于天线的结构和工作环境。天线辐射效率天线增益是指天线在某一特定方向上的辐射强度与全向辐射强度之比，它反映了天线对信号的放大作用。天线增益天线增益可以通过测量天线的输入功率和辐射功率来计算，也可以使用仿真软件进行模拟计算。增益计算天线辐射效率及增益计算

典型电磁振荡现象分析04

利用电感和电容之间的能量转换产生振荡，振荡频率由电感L和电容C决定，公式为f=1/(2π√LC)。LC振荡器利用电阻和电容充放电过程产生振荡，振荡频率由电阻R和电容C决定，但受电路稳定性影响，实际频率可能有所偏差。RC振荡器利用石英晶体的压电效应和固有频率产生稳定振荡，具有高精度和高稳定性。石英晶体振荡器LC、RC和石英晶体振荡器工作原理

振荡过程中振幅逐渐减小，最终趋于零。实例包括机械振动中的阻尼振动和电路中的衰减振荡。阻尼振荡振荡过程中振幅保持不变。实例包括无阻尼机械振动和LC振荡电路中的等幅振荡。非阻尼振荡阻尼振荡