phymath999
Tuesday, September 24, 2013
maxwell01 利用交流電路(見註2),不斷的交換兩金屬球的極性,而瞬間放電的結果,造成兩金屬球之間空氣的極化。極化的瞬間,空氣可以視為導體,藉由交流電不斷地交換,會使中間極化的空氣產生時變的電磁場,進而產生波(EM wave)。
利用交流電路
(
見註
2)
,不斷的交換兩金屬球的極性,而瞬間放電的結果,造成兩金屬球之間空氣的極化。極化的瞬間,空氣可以視為導體,藉由交流電不斷地交換,會使中間極化的空氣產生時變的電磁場,進而產生波
(EM wave)
。
利用交流電路
(
見註
2)
,不斷的交換兩金屬球的極性,而瞬間放電的結果,造成兩金屬球之間空氣的極化。極化的瞬間,空氣可以視為導體,藉由交流電不斷地交換,會使中間極化的空氣產生時變的電磁場,進而產生波
(EM wave)
。而在相隔一段距離外,置一檢流器
(
即安培計
)
來看線圈電流的變化值。
<
註
2>
因為
與
是看不見、摸不見的,所以利用電路中的
LC
電路代替以便觀測。
(
即
C
代替
;
L
代替
)
LC电路
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在
LC电路
中,L代表
電感
,单位:
亨利
(H),C代表
电容
,单位:
法拉
(F)。
电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间叫做
周期
,一秒内完成的周期性变化的次数叫做
频率
。
振荡电路
中发生电磁振荡时,如果没有
能量
损失,也不受其他外界的影响,这是电磁振荡的周期和频率,叫做振荡电路的
固有频率
和
固有周期
。固有周期可以用下式求得
電子學主題首頁
这是与
电学
、
磁学
及
电动力学
相关的
小作品
。你可以通过
编辑或修订
扩充其内容。
LC电路
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在
LC电路
中,L代表
電感
,单位:
亨利
(H),C代表
电容
,单位:
法拉
(F)。
电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间叫做
周期
,一秒内完成的周期性变化的次数叫做
频率
。
振荡电路
中发生电磁振荡时,如果没有
能量
损失,也不受其他外界的影响,这是电磁振荡的周期和频率,叫做振荡电路的
固有频率
和
固有周期
。固有周期可以用下式求得
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、
磁学
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电动力学
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<Maxwell’s equations>
Field
<
場
>
:
由很多點組成。
<
場的分類
>
:
可分為純量場、向量場
.
。
前者如電位場、氣壓場、溫度場;後者如電場、磁場為之。
<
場的微積分
>
:
純量場→
(
梯度
)
向量場→
(
散度
)
(
旋度
)
P.S.
詳見
”
向量分析
”
<Helmholtz’s theorem>
(
定義
”
唯一
”
的場
)
:
一向量場
可由此向量場的散度
及旋度
唯一確定,此即
Helmholtz’s theorem
的精神所在。
Poynting’s Theorem
(
功率守恆之概念
)
<Poynting vector>
在空間中存在
、
、
與
且所牽涉的區域屬於損耗物質的前提下,得
上式中
<
說明
>
式中右側第一項表示在電場及磁場能量的時變率,而第二項則是在物質中,由於傳導電流的流動而在體積內所消耗的歐姆功率。為了要符合能量守恆定律,故右側的功率必須等於透過該體積表面而離開該體積的功率,如此一來,
(
)
即表示每單位面積所流動的功率,將其定義為
,此即為
Poynting vector
。
<
平均功率
>
一般在量測時,電磁波所傳送的功率,其平均值比其瞬時值較有意義。
故當
處於波動的型式,
為一週期內的平均值。
Maxwell’s equations
<
目的
>
:
規範
、
,即此兩種場存在的型式必須滿足
Maxwell’s equations.
p.s
Maxwell’s equations focus on
某介質中的
”
場
”
,並非
”
波動
”
。
<
不可分開的一組
Maxwell’s equations>
(1)
散度
(2)
旋度
(3)
散度
(4)
旋度
<
說明
>
此方程式只有解出一組
與
(
見註
1)
;在
(1)(2)
式中,我們只是分別去看
的散度部份及旋度部份,而
(3)(4)
式,看的是
的散度部份及旋度部份。
所以,此組方程式對電磁波而言顯然成為一全新的解釋,式
(1)
不再解釋成靜電學中的『高斯定理』,在
Maxwell’s equations
中只可以說成是一約束電場散度的方程式罷了
!
同樣的,其他三者為相同的道理。
而之所以為一組不可分開的方程式,其關鍵在於式
(2)
與式
(4)
。見下說明
即
C
代替
;
L
代替
)
<
實驗結果
>
實驗結果發現
LC
電路的振盪頻率
(
見註
3)
與線圈電流變化率相同
,進而驗證了
Maxwell’s
的理論。
<
註
3>
LC
電路的振盪頻率
<
註
1>
式
(1)
及式
(4)
中
、
可由連結關係式
及
得知
與
。
<Hertz experiment>
(
由實驗驗證
Maxwell’s equations)
<
裝置示意圖
>
p.s.
黃色→金屬球;
C
→電容;
A
→檢流器;紅色→線圈。
NOTE
:
此即為最早的天線
。
<
實驗原理
>
利用交流電路
(
見註
2)
,不斷的交換兩金屬球的極性,而瞬間放電的結果,造成兩金屬球之間空氣的極化。極化的瞬間,空氣可以視為導體,藉由交流電不斷地交換,會使中間極化的空氣產生時變的電磁場,進而產生波
(EM wave)
。而在相隔一段距離外,置一檢流器
(
即安培計
)
來看線圈電流的變化值。
<
註
2>
因為
與
是看不見、摸不見的,所以利用電路中的
LC
電路代替以便觀測。
(
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