高中物理 20 电磁振荡、电磁波、传感器

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电磁振荡

LC振荡电路：由电感线圈\(L\)和电容器\(C\)组成的最简单的振荡电路。当电容器充电后与电感线圈相连，电容器开始放电，电流通过电感线圈，电感线圈产生自感电动势阻碍电流的增加，随着电流的增大，电容器极板上的电荷逐渐减少，电场能转化为磁场能；当电容器放电完毕时，电场能全部转化为磁场能，此时电流达到最大值。接着，电感线圈中的电流由于自感作用不会立即消失，而是对电容器反向充电，磁场能又逐渐转化为电场能，如此反复，形成电磁振荡。

振荡周期和频率：电磁振荡完成一次周期性变化所需的时间叫做周期，\(T = 2\pi\sqrt{LC}\)；单位时间内完成周期性变化的次数叫做频率，\(f=\frac{1}{T}=\frac{1}{2\pi\sqrt{LC}}\)，其中\(L\)是电感线圈的自感系数，\(C\)是电容器的电容。

电磁波

产生：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，这样交替产生的电磁场由近及远地传播就形成了电磁波。例如，在LC振荡电路中，当电路中的电流和电荷发生周期性变化时，在其周围空间就会产生周期性变化的电磁场，从而形成电磁波向外辐射。

特点：

电磁波是横波，其电场强度\(E\)和磁场强度\(H\)相互垂直，且都与波的传播方向垂直。

电磁波在真空中的传播速度等于光速\(c = 3\times10^{8}m/s\)。

电磁波具有波的一切特性，如能发生反射、折射、干涉、衍射等现象。

波谱：按照波长或频率的顺序把电磁波排列成谱，叫做电磁波谱。电磁波谱包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、\(\gamma\)射线等。不同波段的电磁波具有不同的特性和应用，例如无线电波用于通信，红外线用于遥感、热成像，可见光用于照明、视觉等，紫外线用于杀菌消毒，伦琴射线用于医学透视，\(\gamma\)射线用于治疗肿瘤等。