時(shí)變電磁場ppt課件(編輯修改稿)
2025-05-26 03:24 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 推向?qū)ξ锢韺W(xué)做更大貢獻(xiàn)的關(guān)頭 ， 他的生命結(jié)束了 。 為了紀(jì)念他的卓越貢獻(xiàn) ， 將頻率的單位命名為赫茲 。 1888年，赫茲在柏林大學(xué)隨赫姆霍茲學(xué)物理時(shí)，受赫姆霍茲鼓勵(lì)，研究麥克斯韋電磁理論。因此赫茲就決定以實(shí)驗(yàn)來證實(shí)麥克斯韋理論正確性。依照麥克斯韋理論，電擾動(dòng)能輻射電磁波。赫茲根據(jù)電容器經(jīng)由電火花會(huì)產(chǎn)生振蕩原理，設(shè)計(jì)了一套電磁波發(fā)生器。赫茲將一感應(yīng)線圈的兩端接于產(chǎn)生器二銅棒上。當(dāng)感應(yīng)線圈的電流突然中斷時(shí)，其感應(yīng)高電壓使電火花隙之間產(chǎn)生火花。瞬間后，電荷便經(jīng)由電火花隙在鋅板間振蕩，頻率高達(dá)數(shù)百萬周。由麥克斯韋理論，此火花應(yīng)產(chǎn)生電磁波，于是赫茲設(shè)計(jì)了一簡單的檢波器來探測此電磁波。他將一小段導(dǎo)線彎成圓形，線的兩端點(diǎn)間留有小電火花隙。電磁波應(yīng)在此小線圈上產(chǎn)生感應(yīng)電壓，而使電火花隙產(chǎn)生火花。所以他坐在一暗室內(nèi)，檢波器距振蕩器 10米遠(yuǎn)，結(jié)果他發(fā)現(xiàn)檢波器的電火花隙間確有小火花產(chǎn)生。 1888年，赫茲的實(shí)驗(yàn)成功了，赫茲的發(fā)現(xiàn)具有劃時(shí)代的意義，它不僅證實(shí)了麥克斯韋發(fā)現(xiàn)的真理，更重要的是開創(chuàng)了無線電電子技術(shù)的新紀(jì)元。 把無線電實(shí)用化的鼻祖 ， 是意大利的偉大發(fā)明家馬可尼 。 1894年 ， 即赫茲去世的那年 ， 馬可尼剛滿 20歲 ， 他讀了赫茲的實(shí)驗(yàn)和英國科學(xué)家洛奇關(guān)于電磁波接受機(jī)的報(bào)告 ， 認(rèn)為只要有足夠靈敏的檢波器 ， 也一定能在更遠(yuǎn)的地方測出電磁波 。經(jīng)過多次的失敗 ， 他終于邁出了可喜的第一步 。 他把一只煤油桶展開 ， 變成一塊大鐵板 ， 作為發(fā)射的天線 。 把接收機(jī)的天線高掛在一棵大樹上 ， 用以增加接收的靈敏度 。 他還改進(jìn)了洛奇的金屬粉末檢波器 ， 在玻璃管中加入少量的銀粉 ， 與鎳粉混合 ， 再把玻璃管中的空氣排除掉 。 這樣一來 ， 發(fā)射方增大了功率 ， 接收方也增加了靈敏度 ， 這次實(shí)驗(yàn)的距離達(dá)到 。 馬可尼發(fā)明的無線電通訊技術(shù) ， 使通信擺脫了依賴導(dǎo)線的方式 ， 是通信技術(shù)上的一次飛躍 ， 也是人類科技史上的一個(gè)重要成就 。 因此成就 ， 在 1909年 ， 與布勞恩一起獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng) 。 1937年 ， 馬可尼去世時(shí) ， 英國所有無線電報(bào)和無線電話 ， 以及大不列顛廣播協(xié)會(huì)的廣播電臺(tái)停止工作２分鐘 ， 向這位無線電領(lǐng)域的偉大人物致哀 。 誰首先發(fā)明了無線電報(bào) ？ 特斯拉 VS 馬可尼 但到底是誰第一個(gè)發(fā)明了無線電報(bào) ， 這曾經(jīng)在歷史上引起了廣泛的爭議 ， 事情是這樣的： 1893年 ， 特斯拉在美國密蘇里州圣路易斯首次公開展示了無線電通信 。 在為 “ 費(fèi)城富蘭克林學(xué)院 ” 以及全國電燈協(xié)會(huì)做的報(bào)告中 ， 他描述并演示了無線電通信的基本原理 。 他所制作的儀器包含電子管發(fā)明之前無線電系統(tǒng)的所有基本要素 。 特斯拉 1897年在美國獲得了無線電技術(shù)的專利 。 馬可尼 1896年在英國獲得了無線電技術(shù)的專利 。 美國專利局于 1904年將特斯拉專利權(quán)撤銷 ，轉(zhuǎn)而授予馬可尼發(fā)明無線電的專利 。 這一舉動(dòng)可能是受到馬可尼在美國的經(jīng)濟(jì)后盾人物 ， 包括湯瑪斯 愛迪生 ， 安德魯 卡耐基影響的結(jié)果 。 1943年 ， 在特斯拉去世后不久 ， 美國最高法院重新認(rèn)定特斯拉的專利有效 。 這一決定承認(rèn)他的發(fā)明在馬可尼的專利之前就已完成 。 有些人認(rèn)為作出這一決定明顯是出于經(jīng)濟(jì)原因 。 這樣二戰(zhàn)中的美國政府就可以避免付給馬可尼的公司專利使用費(fèi) 。 但是現(xiàn)在 ， 人們通常還是把馬可尼當(dāng)作第一個(gè)發(fā)明無線電報(bào)的人 。 電磁波譜 (Electromagic Spectrum) 電磁波譜 (Electromagic Spectrum) 電磁波的應(yīng)用 (Application) 電磁波的表征和檢測 (Characteristic and Detection) 小結(jié) 1. 位移電流 dS q??? DS dS qt?? ? ? ?? JS d0S St???? ? ???????DJ 0t???? ? ? ??????DJd t???DJd ( ) d 0S ? ? ?? J J Sd( ) 0? ? ? ?JJ d ( ) dlS t?? ? ? ????D H l J St?? ? ? ??DHJ2. 麥克斯韋方程 靜態(tài)場中的 高斯定理 及 磁通連續(xù)性原理 對(duì)于時(shí)變電磁場 仍然成立。 那么，對(duì)于時(shí)變電磁場，麥克斯韋歸納為如下 4 個(gè)方程： d ( ) dlS t?? ? ? ????D H l J S ddlS t?? ? ? ????B E l Sd0S ??? B S dS q??? DS積分形式 t?? ? ? ??DHJ t?? ? ? ? ?BE0?? ?B??? ?D微分形式 全電流定律 電磁感應(yīng)定律 磁通連續(xù)性原理 高斯定理 時(shí)變 電場 是 有旋有散 的，時(shí)變 磁場 是 有旋無散的。但是，時(shí)變電磁場中的電場與磁場是 不可分割的，因此，時(shí)變電磁場是 有旋有散 場。 在 無源區(qū) 中，時(shí)變電磁場是有旋 無 散的。 d ( ) dlS t?? ? ? ????D H l J S ddlS t?? ? ? ????B E l Sd0S ??? B S dS q??? DS積分形式 t?? ? ? ??DHJ t?? ? ? ? ?BE0?? ?B??? ?D微分形式 電場線與磁場線 相互交鏈 ， 自行閉合 ，從而在空間形成 電磁波 。 時(shí)變 電場 與時(shí)變 磁場 處處
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