实验十五选做
观察电磁波的存在与传播
电与磁
实验原理
变化的电场和变化的磁场交替产生,由近及远向外传播,形成电磁波。麦克斯韦电磁场理论预言了电磁波的存在,赫兹通过实验首次证实。电磁波在真空中以光速 c = 3×10⁸ m/s 传播,不需要介质。电磁波的频率 f、波长 λ 和波速 c 满足关系 c = fλ。
交互模拟
拖动鼠标旋转视角,滚轮缩放,观察电磁波三维传播 (E ⊥ B ⊥ k)
🖱 拖拽旋转 · 滚轮缩放 · 右键平移
实验目的
- 观察电磁波的存在,了解电磁波的产生条件
- 了解电磁波的传播特点及其在通信中的应用
实验器材
- 电磁波演示器(发射器、接收器)
- 收音机(或手机)
- 发光二极管
- 导线
- 电池
- 示波器(可选)
实验步骤
- 观察电磁波的产生:将电磁波演示器的发射器接通电源,把接收器靠近发射器,观察接收器上的发光二极管是否发光
- 改变发射器与接收器之间的距离,观察二极管亮度的变化,体会电磁波能传递能量
- 逐渐增大距离直到二极管熄灭,再移回,记录电磁波的有效传播范围
- 将收音机调至无电台的频段,打开演示器发射器,听收音机是否发出干扰声(或手机通话时靠近,观察干扰),体会电磁波传递信息
- 将发射器、接收器之间放置金属板(或让同学站在中间),观察电磁波是否被遮挡,体会电磁波的传播特性
- 用示波器(或手机频谱软件)观察发射器信号的波形(可选)
实验结论
- 电磁波由振荡电路产生,能脱离导体在空间中传播,并能传递能量和信息
- 电磁波在真空中的传播速度等于光速 c = 3×10⁸ m/s;金属导体能反射、屏蔽电磁波
- 收音机、手机、电视等设备都是通过接收电磁波来工作的
交流与评价
- 电磁波是如何产生的?振荡电路的作用是什么?
- 为什么手机在电梯或地下室信号变差?这说明了电磁波的什么特性?
- 电磁波在生活中有哪些应用?如何减少电磁辐射的影响?
注意事项
- 发射器工作时不要长时间贴近身体,注意电磁辐射防护
- 测量交流电压等涉及市电的操作必须由老师监督进行
- 实验器材轻拿轻放,天线不要弯折
- 用收音机测试时,选择一个没有电台的频段效果更明显