【种花家务·物理】3-6-01电磁振荡和振荡电路『数理化自学丛书6677版』
【阅前提示】本篇出自『数理化自学丛书6677版』，此版丛书是“数理化自学丛书编委会”于1963-1966年陆续出版，并于1977年正式再版的基础自学教材，本系列丛书共包含17本，层次大致相当于如今的初高中水平，其最大特点就是可用于“自学”。当然由于本书是大半个世纪前的教材，很多概念已经与如今迥异，因此不建议零基础学生直接拿来自学。不过这套丛书却很适合像我这样已接受过基础教育但却很不扎实的学酥重新自修以查漏补缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我写的注解。
【山话嵓语】『数理化自学丛书』其实还有新版，即80年代的改开版，改开版内容较新而且还又增添了25本大学基础自学内容，直接搞出了一套从初中到大学的一条龙数理化自学教材大系列。不过我依然选择6677版，首先是因为6677版保留了很多古早知识，让我终于搞明白了和老工程师交流时遇到的奇特专业术语和计算模式的来由。另外就是6677版的版权风险极小，即使出版社再版也只会再版80年代改开版。我认为6677版不失为一套不错的自学教材，不该被埋没在故纸堆中，是故才打算利用业余时间，将『数理化自学丛书6677版』上传成文字版。
第六章无线电基础
【山话|| 本系列专栏中的力单位达因等于10⁻⁵牛顿；功的单位尔格等于10⁻⁷焦耳；热量的单位卡路里等于4.186焦耳；电荷的单位静库（1库伦=3×10⁹静库）；电势的单位静伏等于300伏特。另外这套老教材中力的单位常用公斤、克等，但如今是不允许的，力是不能使用质量单位的。】
§6-1电磁振荡和振荡电路
【01】无线电发明到现在，才不过六十几年，可是在这短短的岁月里，无线电这一门科学技术却有了日新月异的变化。现在无线电通信、广播、传真、电视、无线电操纵和无线电定位雷达等，已广泛地应用在工农业生产、军事国防、科学研究、交通运输、征服自然和日常生活等方面。
【02】无线电技术在很大程度上是用物理学所研究的某些现象和原理作为基础的。我们将在这一章里首先学习有关电磁振荡和电磁波的若干基本概念，从而再学习一些有关无线电发射和接收方面的原理以及简易无线电技术知识。如果读者能刻苦钻研，克服学习理论的困难，加强操作技能的锻炼，做到实验和理论相结合，那么不仅会对本章的内容感到浓厚的兴趣，并且将对今后学习无线电电子学创造有利的条件。
【03】在力学中，我们已经知道凡是物体的位移、速度、加速度等物理量随着时间作周期性变化的运动，都叫做机械振动。同样，在电学里，凡是导体中电流强度随着时间作周期性变化的电流都叫做振荡电流。交流电就是一种振荡电流。
【04】在无线电技术里，需要的是能够强烈辐射能量的高频率振荡电流。象发电机所产生的每秒几十周的振荡电流是低频率振荡电流，它在无线电技术中是不适用的。为了能够产生强烈辐射能量的振荡电流，我们常用电容器和自感线圈串联组成的闭合电路（如图6·1所示）。这种能够产生振荡电流的电路，叫做振荡电路。使用时，先将开关 K 拨到位置 1，使电容器 C 充电，然后把 K 拨到位置2，在 L 和 C 组成的振荡电路里就有了振荡电流。
【05】如果在一个电路中，有振荡着的电流，那么在它周围就有周期性变化着的电场和磁场，这种同时存在的电场和磁场的周期性变化，叫做电磁振荡。
【06】图6·2表示闭合振荡电路中产生振荡电流的情况。最初，给电容器充电，也就是给电路中一定的能量（图6·2(a)）；当充电结束而又尚未放电的瞬时，电容器里的电场最强（图6·2(b)），这时闭合电路中的能量全部都是电场能。在电容器开始放电后，由于线圈的自感作用，电流不能立刻达到最大值，而是逐渐增强，这时在线圈周围空间里的磁场也逐渐增强。同时电容器里的电场逐渐减弱。在这个过程中，电场能逐渐变成磁场能。
【07】在电容器放电结束的瞬间，电场消失，磁场达到最大强度，如图6·2(c)所示。
【08】在电容器已经放完了电以后，两板都已不带电荷，电路中的电流是不是立即降为零呢？线圈磁场是不是立即消失呢？实际情况不这样简单。回忆在自感现象一节里，我们曾经学习过，线圈磁场的消失，也是一个逐渐减弱的过程，并且在这个过程中，电路里应该有和原来电流方向相同的感生电流。因此，在电容器放电完毕以后，电路里仍有和原来方向相同的感生电流存在。这样的电流使电容器两板重新带电，但它们所带的电荷种类是和原来的相反。我们把这一过程叫做反向充电的过程。在这个过程中，线圈的磁场逐渐减弱，电容器里的反向电场逐渐加强，磁场能逐渐转变成电场能。
【09】在磁场消失的瞬间，电容器已完成反向充电，其板间的电场达到最大的强度，如图6.2(d)所示。
【10】然后，电容器又重新放电，产生跟以前方向相反的电流，电场能又逐渐减少，转变成磁场能，如图6·2(e)所示。在电容器再度充电时，磁场能又转变为电场能，如图6·2(f)所示。此后，上述的全部过程，又同样地反复循环下去，在振荡电路中就出现了振荡电流。
【11】电磁振荡跟我们在振动和波一章里已学过的弹簧的振动很相似，正如图6·2中右侧所示。在这里，电场能和磁场能的交替转变，相当于弹簧振子中的势能和动能的相互转变。
【12】为了便于调整振荡频率，采用 L、C 所组成的电路，它能依电路本身条件来决定振荡电流的频率，这种振荡称为自由振荡。在振荡过程中，由于电路中有电阻存在，要引起能量损失，所以振幅（电流强度的最大值）逐渐减小。振幅逐渐减小的振荡叫做阻尼振荡或减幅振荡，如图6·3(a)所示。如果能在振荡过程中适时补充能量来补偿电路上的能量损耗，那么，振幅就能维持不变。振幅不变的振荡，叫做无阻尼振荡或等幅振荡，如图6·3(b)所示。在无线电技术中，需用无阻尼振荡。
