一、学习目标

• 描述LC振荡能量转化。
• 理解电磁波产生与传播。
• 说明调制、调谐、检波及波谱应用。

二、核心概念

电磁振荡： LC电路中电场能和磁场能周期性转化，电荷量和电流按简谐规律变化。

电磁场与电磁波： 变化电场产生磁场、变化磁场产生电场；交替电磁场向空间传播形成电磁波。

无线电波的发射和接收： 低频信号经调制加载到高频载波，天线发射；接收端调谐选频并检波还原信息。

电磁波谱： 无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线按频率组成电磁波谱，真空速度相同。

本章强调模型、系统、图像、实验和守恒思想。所有公式都要结合适用条件，计算统一使用国际单位，并明确矢量方向和能量流向。

三、重点知识

本章常用关系：

$$T=2\pi\sqrt{LC}$$ $$c=\lambda f$$ $$E_{\text{电}}+E_{\text{磁}}=\text{常量}$$

四、知识点讲解

知识图连接本章的模型、方向和能量转化。先辨认图中的研究对象和过程，再按分节构建完整知识链。

1. 电磁振荡

LC电路中电场能和磁场能周期性转化，电荷量和电流按简谐规律变化。

分析时先确定研究对象、系统边界、方向和近似条件。常用关系为：

$$T=2\pi\sqrt{LC}$$

2. 电磁场与电磁波

变化电场产生磁场、变化磁场产生电场；交替电磁场向空间传播形成电磁波。

分析时先确定研究对象、系统边界、方向和近似条件。常用关系为：

$$c=\lambda f$$

3. 无线电波的发射和接收

低频信号经调制加载到高频载波，天线发射；接收端调谐选频并检波还原信息。

分析时先确定研究对象、系统边界、方向和近似条件。常用关系为：

$$E_{\text{电}}+E_{\text{磁}}=\text{常量}$$

4. 电磁波谱

无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线按频率组成电磁波谱，真空速度相同。

分析时先确定研究对象、系统边界、方向和近似条件。实验题需说明原理、装置、测量量、数据处理及误差来源。

五、易错点

六、例题

例题 1

频率100 MHz波长？

解析： $\lambda=c/f$。

答案： 3 m。

例题 2

LC中电流最大时电容器电荷？

解析： 磁场能最大。

答案： 电荷为零。

七、练习题和答案

1. LC电路能量怎样转化？
2. 谁预言电磁波？
3. 发射为何调制？
4. 接收为何调谐？
5. 波谱中频率最高的一类？

参考答案

1. 电场能与磁场能转化。
2. 麦克斯韦。
3. 使低频信息有效辐射。
4. 选择目标频率。
5. 伽马射线。