1. Las ondas de radio recibidas por la radio se propagan a través del vacío hacia el medio con un índice de refracción de 3. Según V = v3× 10 m/s, la velocidad de propagación se convierte en _ _ _ _ _ _ _ _ 3×10m/s.
2. La longitud de onda de las ondas electromagnéticas es de 30 km y las ondas de radio tardan 1,3 s en propagarse desde la Tierra a la Luna. ¿Cuántas ondas puede llenar esta distancia?
Respuesta: 1,3×10.
Análisis: Cuando la velocidad de propagación de la onda de la tierra a la luna se considera como la velocidad de la luz, la distancia de la tierra a la luna es S = vt = CT = 1,3× 348cn8.
s1.3×3×108
4×10m. Número de onda n = 1,3× 10. 4λ 3× 108.
3 Hay una carga puntual estática cargada positivamente en algún lugar del (1) espacio. ¿Hay un campo magnético a su alrededor? ¿Por qué?
(2) Si hay una corriente constante en algún lugar del espacio, ¿hay un campo magnético a su alrededor? Si es así, ¿qué tipo de campo magnético es?
(3) ¿Qué pasará si apagas las luces o usas el teléfono móvil mientras ves la televisión? ¿Por qué?
Respuesta: (1) Hay un campo electrostático alrededor de una carga puntual estática. Como el campo eléctrico es estable, no hay campo magnético a su alrededor. (2) Hay un campo magnético constante a su alrededor. (3) Verá que la imagen del televisor tiembla y escuchará ruido en el sonido porque se emiten ondas electromagnéticas cuando se enciende y apaga el circuito o se conecta el teléfono móvil, lo que afectará la imagen y las señales de sonido después de ser recibidas por el televisor. .
4. Respecto a la teoría del campo electromagnético, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es correcta ()?
aLa velocidad de propagación de las ondas electromagnéticas en cualquier medio es 3,00×10m/s/s
Debe haber un campo magnético en el espacio alrededor de cualquier campo eléctrico.
c. Después de energizar el cable, hay un campo magnético alrededor del cable, pero no hay campo eléctrico.
D. Las ondas electromagnéticas son un tipo de material que tiene energía y puede propagarse en el vacío.
Respuesta: d
5. Cuando se enciende la lámpara fluorescente, ¿producirá una pequeña gama de ondas electromagnéticas? ¿Existe alguna forma sencilla de probar mi juicio? Respuesta: Cuando se enciende una lámpara fluorescente, se puede generar un campo eléctrico cambiante entre las piezas estáticas y móviles del arrancador en el circuito, estimulando así las ondas electromagnéticas. Cuando se enciende la lámpara fluorescente, la radio emitirá un sonido de "clic", lo que indica que la lámpara fluorescente excitará ondas electromagnéticas.
6. A se sienta a 60 metros frente al Gran Salón del Pueblo para escuchar el informe, y B se sienta en su casa a 5 metros del televisor para escuchar la transmisión televisiva. Se sabe que B está a 1 000 km del Gran Palacio del Pueblo, y no se consideran otros factores, entonces (la velocidad del sonido en el aire es 340 m/s) ().
A.a Escucha el sonido primero. B. B escuchó el sonido primero. C. A y B escucharon d. Respuesta insegura: B.
Análisis de 60m1 000km: El tiempo necesario para que el sonido llegue a A es t1 = = 0,176s, y el tiempo necesario para que el sonido llegue a B es t2340m/s300 000km/s.
5m=0,018s. 340 metros/segundo
Ocho
7. Respecto a las ondas electromagnéticas, cuál de las siguientes afirmaciones es correcta ().
R. En el vacío, cuanto mayor es la frecuencia, mayor es la velocidad de propagación de las ondas electromagnéticas.
bEn el vacío, cuanto mayor es la energía de las ondas electromagnéticas, más rápido se propagan.
C. La onda electromagnética ingresa al medio desde el vacío, la velocidad se vuelve menor y la frecuencia permanece sin cambios.
d.Tan pronto como se detiene la oscilación electromagnética del circuito transmisor, la onda electromagnética generada desaparece inmediatamente.
Respuesta: c
8. El fenómeno de la inducción electromagnética revela la relación intrínseca entre la electricidad y el magnetismo. A partir de este descubrimiento se inventaron muchos aparatos eléctricos. ¿Cuál de los siguientes aparatos eléctricos no utiliza el principio de inducción electromagnética ()?
A. Micrófono dinámico b. Bombilla incandescente c. Grabadora d. Balastro de lámpara fluorescente
Respuesta: b
Análisis: El sonido en el micrófono dinámico. La bobina vibra en el campo magnético del imán permanente, produciendo una corriente inducida. Cuando la grabadora graba, el sonido hace que el micrófono genere una corriente inducida que cambia con el sonido.
Durante la reproducción, el campo magnético cambiante de la cinta provoca una corriente inducida en la bobina del cabezal de reproducción. Cuando se enciende el interruptor, el balastro de la lámpara fluorescente produce un alto voltaje momentáneo. Los tres utilizan el principio de inducción electromagnética, algo que no hacen las bombillas incandescentes.
9. Según la teoría del campo electromagnético de Maxwell, cuál de las siguientes afirmaciones es incorrecta ().
A. Se genera un campo magnético constante alrededor de un campo eléctrico constante, y se genera un campo eléctrico constante alrededor de un campo magnético constante.
B. Se genera un campo magnético alrededor de un campo eléctrico cambiante, y se genera un campo eléctrico alrededor de un campo magnético cambiante.
C. Se genera un campo magnético uniforme alrededor de un campo eléctrico uniforme, y se genera un campo eléctrico uniforme alrededor de un campo magnético uniforme.
D. Se genera un campo magnético estable alrededor de un campo eléctrico que cambia uniformemente, y se genera un campo eléctrico estable alrededor de un campo magnético que cambia uniformemente.
Respuesta: AC
Maxwell: físico británico. Contribución principal: Estableció la teoría de la distribución de probabilidad de la velocidad del movimiento molecular y la teoría del campo electromagnético. Estableció el famoso Laboratorio Cavendish. Maxwell resumió sistemáticamente los resultados de investigaciones anteriores y publicó sucesivamente "Sobre líneas físicas de fuerza" y "Teoría de la dinámica del campo electromagnético", anunciando el establecimiento de una teoría completa del campo electromagnético con un conjunto de ecuaciones de campo electromagnético basadas en las ecuaciones de Maxwell. Maxwell creía que la esencia de este fenómeno era que el campo magnético cambiante producía un campo eléctrico en el espacio. Si hay un circuito cerrado aquí, las cargas libres en el circuito se moverán direccionalmente bajo la acción de este campo eléctrico, formando una corriente incluso si no hay circuito en el campo magnético cambiante, se generará un campo eléctrico en el espacio; .
Hertz fue un físico alemán, nacido en Hamburgo el 22 de febrero de 1857. En la escuela le atraían los experimentos ópticos y mecánicos. En 1878 se trasladó a la Universidad de Berlín. En 1879 logró resultados destacados en el concurso de física y ganó la medalla de oro. Al año siguiente se doctoró y se convirtió en asistente de Helmholtz. En 1885 fue profesor de física en la Hochschule für Tschule Karlsruhe y en 1889 sucedió a Clausius como profesor de física teórica en la Universidad de Bonn. Ese mismo año fue elegido miembro del Departamento de Comunicaciones de la Academia de Ciencias de Berlín. La principal contribución de Hertz a la física fue que demostró con éxito experimentalmente la existencia de ondas electromagnéticas y perfeccionó la teoría del campo electromagnético de Maxwell. El trabajo de Maxwell sobre la teoría del campo electromagnético estuvo fuertemente influenciado por Faraday. No tenía dudas sobre las ideas de Faraday y estaba decidido a proporcionar una base para los métodos matemáticos del concepto de campo de Faraday. Especialmente cuando enseñaba en la Royal Academy de Londres, tuvo la oportunidad de visitar a Faraday, lo que reforzó sus creencias. Con su excelente capacidad matemática y su razonamiento lógico riguroso, el joven Maxwell resumió en gran medida la teoría intuitiva del campo electromagnético de Faraday, resumió los resultados de la investigación electromagnética en ese momento, estableció la ecuación del campo electromagnético y estableció la teoría del campo electromagnético.
Maxwell (1831~1879) fue un físico teórico y matemático británico. Nacido el 13 de junio de 1831 en Edimburgo, Inglaterra. Su padre es un científico. Ha sido influenciado por la ciencia desde la infancia. A la edad de 15 años presentó un artículo matemático a la Royal Society y lo publicó en el Journal of the Royal Society de Edimburgo, demostrando por primera vez su destacado talento. En 1847, fue admitido en la Universidad de Edimburgo para estudiar matemáticas y física. Se trasladó a la Universidad de Cambridge en 1850 y permaneció en la universidad después de graduarse en 1854. De 1856 a 1865 enseñó en la Universidad de Adén y en el Royal College de Londres. En 1871, Maxwell era director del Laboratorio de Física de Cambridge. En 1874 se construyó el Laboratorio Cavendish que presidía y se convirtió en el primer director del laboratorio. 1879 165438 Maxwell muere en Cambridge el 5 de octubre.
Hertz luego diseñó un experimento para usar una placa de zinc para reflejar ondas electromagnéticas y calculó la velocidad de onda de las ondas electromagnéticas utilizando la longitud de onda de la onda estacionaria generada por la superposición de la onda incidente y la onda reflejada. y la frecuencia de oscilación del generador. El cálculo final fue exactamente lo que esperaba Maxwell: igual a la velocidad de la luz. Hertz también confirmó experimentalmente que las ondas electromagnéticas son ondas transversales y tienen todas las características de las ondas luminosas: pueden producir reflexión, refracción, difracción, interferencia y polarización, verificando así de forma exhaustiva la exactitud de la teoría electromagnética de la luz. Después de 1890, Hertz organizó la teoría de Maxwell, mejoró aún más las ecuaciones de Maxwell, las hizo más bellas y simétricas y se convirtió en la forma moderna de las ecuaciones de Maxwell.
Hertz también descubrió por primera vez el fenómeno del efecto fotoeléctrico, que más tarde se convirtió en la base experimental para que Einstein estableciera la teoría cuántica de la luz.
En 188810, Hertz utilizó una bobina de descarga para realizar un experimento de descarga de chispas en el laboratorio de física del Instituto Tecnológico de Karlsruhe. Accidentalmente descubrió que una bobina aislada cerca de otra abertura de la bobina de descarga tenía chispas eléctricas. Esto llamó su atención y de inmediato le recordó que Helmholtz le había pedido que estudiara y verificara la teoría de los campos electromagnéticos de Maxwell. Diseñó un dispositivo para realizar el experimento. Conectó una varilla de cobre A y B de 30 cm de largo a los dos electrodos de la bobina de inducción C. Un extremo de cada varilla de cobre estaba conectado a una bola de latón y el otro extremo estaba conectado a una pieza cuadrada de latón con una longitud lateral de 40 cm, dos bolas de latón enfrentadas forman un generador. Cuando se energiza, se generan chispas oscilantes de alta frecuencia entre las bolas de cobre del generador. Además, también dobló un cable de metal formando un bucle y conectó una bola de cobre en ambos extremos a modo de detector (como se muestra en la imagen de arriba). El detector está a 10 metros del generador de ondas electromagnéticas. Cuando se produjo una chispa eléctrica entre las dos bolas de cobre del generador, también vio una chispa eléctrica entre las dos bolas de cobre del detector. Hertz demostró con éxito la existencia de ondas electromagnéticas con un instrumento tan sencillo. Los informes experimentales de Hertz causaron revuelo en la comunidad científica.
Hertz murió prematuramente de cáncer de huesos el día de Año Nuevo de 1894 a la edad de 37 años. Su mentor Helmholtz lo elogió como "brillante y perseverante, y utilizó su corta vida para resolver una serie de problemas importantes que muchos científicos no han resuelto durante un siglo". Los experimentos de Hertz abrieron un nuevo camino para el desarrollo de la tecnología de radio y se le conoce como el pionero de las comunicaciones por radio. Para conmemorarlo, las generaciones posteriores le pusieron su nombre a la unidad de frecuencia.
1. Todas las ondas electromagnéticas en el vacío tienen la misma () respuesta: c.
A. Frecuencia b. Longitud de onda c. Velocidad de onda d. Energía
2. En cuanto a las características de las ondas electromagnéticas, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es incorrecta?
A. El campo eléctrico y el campo magnético en las ondas electromagnéticas son perpendiculares entre sí y las ondas electromagnéticas se propagan en direcciones mutuamente perpendiculares.
b. Las ondas electromagnéticas son ondas de corte.
c La propagación de ondas electromagnéticas no requiere de un medio, sino que es la inducción mutua de campos eléctricos y campos magnéticos.
D. Las ondas electromagnéticas no tienen interferencia ni difracción.
Respuesta: d
3. Respecto a la teoría electromagnética, la siguiente afirmación es correcta ()
A. y se debe generar un campo eléctrico alrededor de un campo magnético.
B. Inevitablemente se generará un campo magnético cambiante alrededor de un campo eléctrico cambiante, e inevitablemente se generará un campo eléctrico cambiante alrededor de un campo magnético cambiante.
Se debe generar un campo magnético uniformemente cambiante alrededor de un campo eléctrico uniformemente cambiante.
Se debe generar un campo magnético que cambie periódicamente alrededor del campo eléctrico que cambie periódicamente.
Análisis: Según la teoría electromagnética de Maxwell, solo un campo eléctrico cambiante puede producir un campo magnético, un campo eléctrico que cambia uniformemente puede producir un campo magnético estable y se puede producir un campo magnético que cambia periódicamente alrededor de un campo magnético que cambia periódicamente. campo eléctrico cambiante. Respuesta: d
4. Respecto a las ondas electromagnéticas y las ondas mecánicas, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es correcta? ()
A.
B. Cuando el aire entra en el agua y se propaga, la velocidad de propagación de las ondas electromagnéticas disminuye y la velocidad de propagación de las ondas sonoras aumenta.
c Las ondas electromagnéticas son ondas transversales y las ondas mecánicas pueden ser ondas longitudinales.
d La velocidad de propagación de las ondas mecánicas está determinada por el medio, mientras que la velocidad de propagación de las ondas electromagnéticas en el medio no solo está relacionada con el medio, sino también con la frecuencia de las ondas electromagnéticas.
Análisis: Las ondas electromagnéticas son ondas transversales, y algunas ondas mecánicas pueden ser ondas longitudinales y ondas mecánicas.
La velocidad de propagación está determinada por el medio. La velocidad de propagación de las ondas electromagnéticas en el medio no está sólo relacionada
con la frecuencia del medio y de la onda electromagnética. Respuesta: BCD.
5. Respecto a las ondas electromagnéticas y las ondas mecánicas, la siguiente afirmación es correcta ()
A. Lugares distantes de la vibración de la fuente de vibración.
b La propagación de ondas electromagnéticas no requiere un medio, mientras que la propagación de ondas mecánicas sí lo requiere.
C. Las ondas mecánicas y las ondas electromagnéticas son esencialmente lo mismo.
D. ¿Pueden todos reflexionar? ¿refracción? Fenómenos de interferencia y difracción
Análisis: Las ondas mecánicas se generan por vibración y requieren de un medio para su propagación. Las ondas electromagnéticas se generan mediante campos eléctricos (o campos magnéticos) que cambian periódicamente, pero no requieren un medio para su propagación. Las ondas electromagnéticas y las ondas mecánicas tienen propiedades diferentes, pero ambas tienen características de onda. Respuesta: ABD
(2) Hertz observó que cuando saltaban chispas entre las dos bolas de metal en la bobina de inducción, también saltaban chispas entre las dos bolas pequeñas en el bucle de alambre. Según este experimento, Hertz captó ondas electromagnéticas por primera vez en la historia de la humanidad.
(3) ¿En experimentos posteriores, Hertz observó el reflejo de ondas electromagnéticas? ¿refracción? ¿interferencia? Polarización y difracción, y se demostró mediante mediciones que la velocidad de las ondas electromagnéticas en el vacío es c, por lo que Hertz confirmó la teoría electromagnética de Maxwell.
(4) Los experimentos de Hertz allanaron el camino para el desarrollo de la tecnología de radio. Más tarde, para conmemorarlo, la gente fijó la unidad de frecuencia en Hertz.
¿Tres? Experimento de Hertz
Maxwell predijo la existencia de ondas electromagnéticas,
pero no vio ningún experimento científico sobre la teoría de las ondas electromagnéticas.
Prueba. Convertir las predicciones del genio en un acuerdo universal.
Este hecho se atribuye al científico alemán Hertz.
(1) Dispositivo experimental de Hertz
Las ondas electromagnéticas son ondas transversales. E y B en cualquier punto de la dirección de propagación cambian de forma sinusoidal con el tiempo, y E y B son perpendiculares entre sí y perpendiculares a la dirección de propagación. La propagación de ondas electromagnéticas no requiere un medio. La velocidad de propagación de las ondas electromagnéticas en el vacío es la misma que la velocidad de la luz, es decir, c = 3,00 × 108 m/s. ¿Las ondas electromagnéticas tienen propiedades ** y pueden interferir? Cuando fenómenos como la difracción y las ondas electromagnéticas interactúan con la materia, ¿pueden reflejarse? ¿absorber? Refracción y otros fenómenos. La velocidad de propagación de las ondas electromagnéticas en el vacío satisface la fórmula de velocidad de la onda c = λ f. Cuando la misma onda electromagnética se propaga en diferentes medios, la frecuencia permanece sin cambios (la frecuencia está determinada por la fuente de la onda) y la velocidad de la onda es. Cambios de longitud de onda. La velocidad de propagación en un medio es más lenta que en el vacío. Cuando ondas electromagnéticas de diferentes frecuencias se propagan en el mismo medio, sus velocidades de propagación son diferentes. Cuanto mayor es la frecuencia, menor es la velocidad de la onda y cuanto menor es la frecuencia, mayor es la velocidad de la onda.
Si hay un campo eléctrico que cambia periódicamente en una determinada área del espacio, entonces este campo eléctrico que cambia periódicamente producirá un campo magnético que cambia periódicamente en el espacio circundante; Campo magnético que cambia periódicamente en el espacio circundante. Se genera un nuevo campo eléctrico que cambia periódicamente. El campo eléctrico cambiante y el campo magnético cambiante están conectados entre sí para formar una unidad inseparable, que es el campo electromagnético. Los campos eléctricos cambiantes y los campos magnéticos cambiantes siempre se generan alternativamente y se propagan desde el área de ocurrencia al espacio circundante. El campo electromagnético que se propaga desde el área de ocurrencia a la distancia es una onda electromagnética.
1. Cambiar el campo magnético para generar un campo eléctrico:
(1) Coloque el circuito cerrado en un campo magnético cambiante y se generará una corriente inducida en el circuito. como se muestra en la Figura A a continuación.
(2) El fenómeno analizado por Maxwell: hay una corriente inducida en el bucle, que debe ser el campo eléctrico generado por el campo magnético cambiante. Los electrones libres se mueven direccionalmente bajo la acción del campo eléctrico. .
(3) La primera suposición de Maxwell es que incluso si no hay un circuito cerrado alrededor del campo magnético cambiante, aún se generará un campo eléctrico. Es una regla universal que un campo magnético cambiante genera un campo eléctrico. , como se muestra en la Figura B arriba.