●备课资料
一、电磁振荡的产生
教材中演示的LC回路中能产生阻尼振荡的必要条件是电路中的电阻R<2,所以应采用粗导线在铁芯上绕制自感系数相当大的线圈,电容却不可过大.
当用指针式电表显示振荡电流时,为了便于观察,振荡的周期应不小于0.5 s,且持续振荡的时间要长些,使能观察到3~5个周期,为此,应使线圈的自感系数尽量大些,电容也适当大些,线圈和电表的电阻要尽量小,才能使指针的运动和振荡电流的变化接近同步.为了避免在振荡电流消失后,指针系统由于自身惯性仍来回振动造成假象.应当给电表并联一个阻值适当的阻尼电阻,当电流消失后指针能直接回到平衡位置.
用示波器代替指针式电表能直接显示振荡的图像,并且因为示波管中电子的惯性极小,可以显示高频率的振荡电流,从而避免使用大电感演示.
二、LC振荡电路与麦克斯韦电磁场理论之间的历史关系
电磁振荡和电磁场是高中物理电磁学部分非常重要的内容,学生在学习振荡电路时普遍反映有困难,但将电磁场一节的内容调换到电磁振荡一节的前面讲解后,发现学生对电磁振荡现象的理解就要容易得多.但无论新教材还是旧教材,电磁振荡都是放在电磁场前面讲解的.那么在物理学发展史上电磁振荡电路和电磁场理论孰先孰后?它们之间又有怎样的本质联系?本文就这两个问题分别进行简单的探讨.
1.电磁振荡电路和电磁场理论孰先孰后
为了回答这个问题我们必须回顾一下电磁学发展的主要历程.
从英国的吉尔伯特(1544~1603)开始对电和磁现象进行系统的研究,到1865年麦克斯韦全面总结电磁学研究的全部成果,建立电磁场方程,电磁学的发展共经历了近300年的时间,这期间奥斯特、安培和法拉第等人的工作无疑是最重要的.
1820年,丹麦奥斯特公布了电流磁效应,揭示出电与磁的内在联系.
1821年,法拉第提出“以磁生电”的设想.
1822年,法国安培给出电流产生磁场的基本定律.
1831年,英国法拉第和美国亨利各自独立地发现了电磁感应现象.
1851年,法拉第在《论磁力线》中指出磁感线是真实存在的实体,是场的表象.
1852年,法拉第发表《论磁力线的物理特征》和《论磁物理线》.认为物体相互联系的桥梁是力线的振动,这是关于电磁波的最原始的设想.
1853年,开尔文勋爵发表《瞬变电流》,用数学公式定量描述了莱顿瓶的振荡放电现象,推导出振荡频率的计算公式.
1853年,英国汤姆逊计算了电容器放电的振荡特性. |