15-4 电磁波 产生电磁波的物理基础 电场发生变化 →产生变化的磁场 → 产生新的变化电场

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1 15-4 电磁波 产生电磁波的物理基础 电场发生变化 →产生变化的磁场 → 产生新的变化电场
电磁波 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

2 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；
电源

3 2、电磁波的波动方程 振荡电偶极子 电磁波 传播速度 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。

4 在离电偶极子很远的地方，则可以看成是平面波

5 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

6 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 坡印廷矢量

7 2、辐射功率 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。

8 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。 宇宙射线 射线 X射线 紫外线 可见光 红外线 微波 毫米波 厘米波 分米波 超短波 短波 中波 长波 无 线 电 波

9 无线电波：长波： 3×103~3×104m，远洋长距离通讯与导航
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射线： 50~0.4 A0 穿透能力强，人体透视晶体结构分析 g 射线： <0.4A 与研究原子核结构

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14 五、微波加热技术 　 微波加热技术是在微波（频率为300MHz～300GHz的电磁波）的作用下，主要通过非导电材料内的分子运动和离子导电而产生热的技术。用于微波加热的材料，其中均含有极性分子或偶极子。例如水是极性分子，每个水分子都呈现明显的正负极性，当它处于电场中时，水分子将有序地排成与电场一致的方向。如外加电场不断变换方向，水分子也将随之不断改变方向，而产生类似摩擦生热的效果。这样微波就能变成热能，物料被加热。

15 微波加热有以下特点： ①微波加热是在物料内部进行的，热损失小，热效率高，可达60%以上； ②极性分子一般在物料中分布均匀，因此微波加热均匀，热惯性小，加热速度性； ③微波波长穿透介质的穿透力大； ④由于是对极性分子产生作用，因此微波加热具有选择性； ⑤微波能只要满足一定的技术规范和卫生标准，就是安全的，等等。