电磁振荡的原理?首先有点不明白的是,为什么物理书上前前后后都没说到它的原理啊?然后,LC电路中电容器放电不是一下子放完吗?为什么还按照简谐运动的规律慢悠悠的放电呢?还有,即使忽略

Question

电磁振荡的原理?
首先有点不明白的是,为什么物理书上前前后后都没说到它的原理啊?
然后,LC电路中电容器放电不是一下子放完吗?为什么还按照简谐运动的规律慢悠悠的放电呢?
还有,即使忽略电阻,LC电路上的线圈产生的自感电流也会跟原来的电流相撞而有所损耗啊,为什么它会是无阻尼振荡呢?

Answer 1

高中的物理书上,电磁振荡不作为重点内容,仅需记忆电子振荡的频率公式,会在选择题中套用就可以了,具体的知识大学物理中会有详细的解释.
可以在这里尝试着说一下.
现在假设有这样的一个模型：电路仅仅由一个大电容和一个大电感构成,忽略各处电阻,电容充满电,现在合上开关.
电容两端的电势差在电路中中形成电流——当然如果没有这个电感存在的话,电流的大小会立即达到巅峰,也就是U/R,然后迅速放完——这里你看出来,其实任何时候电容放电都不可能是一瞬间的事儿.
可是这里还有个电感,那么,当电流开始出现的时候,电感中立即出现相反方向的电流——但别以为这两股电流会相撞啥的,电流不过是被限制在导线中的电场,以光速传播,并且如同所有电磁场一样满足叠加规律.
根据楞次定律,感应产生的电场只能部分抵消原电场,而不能阻止原电场强度的增加.所以电路中的电流继续缓慢增加,直到电容中电荷全部放出.这时,电流最大.
然后呢,电容既然空了,那么电容放电电流没有了,但是电感激发的电流还在,这个电流本应立即随着电容电流的消失而消失,但是,电感的自感特性使得电路中任何快速的电流变化都不被允许,它会再感应出一个反向的电流,阻止原先的感应电流变小,同样由于楞次定律,电流最终还是变小并渐渐消失了,可是此时,电容也被这个反向的电流再次充满电了.
于是,上述过程将再次发生,并且无限地循环下去.
至于为什么振荡是按照简谐规律,那就只有求解一个微分方程才能得出来了,这里不好解释太多了.