廣西地區(qū)高二物理學(xué)光的電磁說 人教

1、光的電磁說2021/8/8 星期日1光的電磁說光的電磁說麥克斯韋電磁波譜紅外線紫外線倫琴射線2021/8/8 星期日2光的干涉現(xiàn)象光的衍射現(xiàn)象光是一種波光的電磁說 19世紀(jì)中葉，光的波動(dòng)說已經(jīng)得到了公認(rèn)，但是光波的本質(zhì)到底是什么，是像水波？還是像聲波呢？ 19世紀(jì)60年代，麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，并從理論上得出電磁波在真空中的傳播速度應(yīng)為：光是一種電磁波光速返回目錄2021/8/8 星期日3光的電磁說 1、麥克斯韋根據(jù)電磁理論，發(fā)現(xiàn)電磁波的波速與光速相同，提出了光是一種電磁波的假說。赫茲通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了光的電磁本質(zhì)，光的電磁說把光學(xué)和電學(xué)統(tǒng)一起來了。 2、光的顏色是由電磁波的頻率決定的。不同

2、頻率的色光在真空中波速相同，在介質(zhì)中波速不同。同一色光在不同介質(zhì)中，頻率（顏色）不變，波長(zhǎng)和波速都要改變;在同一介質(zhì)中，頻率越高，波速起小。 3、電磁波與機(jī)械波的比較: 共同點(diǎn)：都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象；它們波動(dòng)的頻率都取決于波源的頻率；在不同介質(zhì)中傳播，頻率都不變。 不同點(diǎn)：機(jī)械波的傳播一定需要介質(zhì)，其波速與介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，與波的頻率無關(guān)。而電磁波本身就是一種物質(zhì)，它可以在真空中傳播，也可以在介質(zhì)中傳播。電磁波在真空中傳播的速度均為3.0108ms，在介質(zhì)中傳播時(shí)，波速和波長(zhǎng)不僅與介質(zhì)性質(zhì)有關(guān)，還與頻率有關(guān)。關(guān)于光的電磁說的幾點(diǎn)強(qiáng)調(diào) 返回目錄2021/8/8 星期日4 麥克斯韋（James C

3、lerk Maxwell，18311879），英國(guó)物理學(xué)家，經(jīng)典電磁理論的奠基人。1831年6月13日出生于愛丁堡。1847年入愛丁堡大學(xué)聽課，專攻數(shù)學(xué)。他很重視實(shí)驗(yàn)，涉獵電化學(xué)、光學(xué)、分子物理學(xué)以及機(jī)械工程等等。他說：“把數(shù)學(xué)分析和實(shí)驗(yàn)研究聯(lián)合使用得到的物理科學(xué)知識(shí)，比之一個(gè)單純的實(shí)驗(yàn)人員或單純的數(shù)學(xué)家所具有的知識(shí)更加堅(jiān)實(shí)、有益而牢固。” 1850年考入劍橋大學(xué)，1854年以優(yōu)異成績(jī)畢業(yè)并獲得了學(xué)位，留校工作。1856年起任蘇格蘭阿伯丁的馬里沙耳學(xué)院的自然哲學(xué)講座教授，直到1874年。經(jīng)法拉第舉薦，自1860年起任倫敦皇家學(xué)院的物理學(xué)和天文學(xué)教授。1871年起負(fù)責(zé)籌劃卡文迪什實(shí)驗(yàn)室，隨后被任

4、命在劍橋大學(xué)創(chuàng)辦卡文迪什實(shí)驗(yàn)室并擔(dān)任第一任負(fù)責(zé)人。1879年11月5日麥克斯韋因患癌癥在劍橋逝世，終年僅48歲。 麥克斯韋返回目錄2021/8/8 星期日5 麥克斯韋一生從事過多方面的物理學(xué)研究工作，最杰出的貢獻(xiàn)是在經(jīng)典電磁理論方面。在劍橋讀書期間，麥克斯韋在讀法拉第的電學(xué)實(shí)驗(yàn)研究時(shí)，被書中的新穎見解所吸引，他敏銳地領(lǐng)會(huì)到了法拉第的“力線”和“場(chǎng)”的概念的重要性。他注意到全書竟然無一數(shù)學(xué)公式，說明法拉第的學(xué)說還缺乏嚴(yán)密的理論形式。在老師威廉湯姆孫的啟發(fā)和幫助下，決心用自己的數(shù)學(xué)才能來彌補(bǔ)法拉第工作的這一缺陷。 返回目錄2021/8/8 星期日6麥克斯韋18551856論法拉第力線 這是麥克斯韋

5、用數(shù)學(xué)工具表達(dá)法拉第學(xué)說的開端18611862論物理力線 在這一文中的思想已經(jīng)超過法拉第，不僅對(duì)各種電磁現(xiàn)象的聯(lián)系，提供了統(tǒng)一的解釋，而且挖掘出更深入的內(nèi)在本質(zhì)，這是麥克斯韋為電磁場(chǎng)理論建立邁出的關(guān)鍵性一步。1865電磁場(chǎng)的動(dòng)力學(xué)理論 在實(shí)驗(yàn)事實(shí)及動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)上構(gòu)筑了一座全新的電磁學(xué)理論大廈。18651873電磁理論 被認(rèn)為可以和牛頓的自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理交相輝映。麥克斯韋的電磁理論成為經(jīng)典物理學(xué)的重要支柱之一。 返回目錄2021/8/8 星期日7 麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論從超距作用過渡到以場(chǎng)為基本變量，是科學(xué)認(rèn)識(shí)的一個(gè)革命性變革，根據(jù)研究，麥克斯韋大膽斷言：光本身就是電磁波。 18861888年間

6、赫茲做了一系列實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，并且測(cè)出了實(shí)驗(yàn)中的電磁波頻率和波長(zhǎng)，從而計(jì)算出電磁波的傳播速度，發(fā)現(xiàn)電磁波的速度確實(shí)與光速相同，證明了光的電磁說的正確性。這樣麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論就把電、磁、光學(xué)規(guī)律統(tǒng)一起來，完成了人類認(rèn)識(shí)史上的一次“大綜合”。返回目錄2021/8/8 星期日8光的電磁說紅外線 在電磁波中，能夠作用于人的眼睛并引起視覺的，只是一個(gè)很窄的波段，通常叫做可見光。其中波長(zhǎng)最短的是紫光，波長(zhǎng)約為400nm；波長(zhǎng)最長(zhǎng)的是紅光，波長(zhǎng)約為770nm，波長(zhǎng)更長(zhǎng)的光不能引起視覺，叫做紅外線，紅外線的波長(zhǎng)范圍很寬，約為770nm106nm。返回目錄2021/8/8 星期日9利用靈敏的紅外線探

7、測(cè)器接收物體發(fā)出的紅外線，用電子儀器對(duì)收到的信號(hào)進(jìn)行處理，就可以知道被測(cè)物體的信息 紅外線主要作用是熱作用，可以利用紅外線來加熱物體和進(jìn)行紅外線遙感 光的電磁說紅外線技術(shù)的應(yīng)用返回目錄詳介2021/8/8 星期日10光的電磁說紫外線 紫外線也是不可見光，他的波長(zhǎng)比紫光還短，大約為5nm400nm。紫外線有熒光作用，有些物質(zhì)受到紫外線照射時(shí)可以發(fā)出可見光。 紫外線可以促使人體合成維生素D，有助于人體對(duì)鈣的吸收，所以兒童經(jīng)常曬太陽(yáng)能夠預(yù)防缺鈣引起的佝僂病，但是過多的紫外線會(huì)使皮膚粗糙，甚至誘發(fā)皮膚癌。 紫外線能夠殺滅多種細(xì)菌，可以用紫外線進(jìn)行消毒。注意：紅外線與紫外線人眼都是看不到的返回目錄202

8、1/8/8 星期日11光的電磁說紫外線 畫面上可以清晰的看到錢幣上的防偽標(biāo)記 返回目錄2021/8/8 星期日12倫琴射線 波長(zhǎng)比紫外線更短的光叫做倫琴射線，也叫X射線是德國(guó)物理學(xué)家倫琴在1895年發(fā)現(xiàn)的。他的穿透能力很強(qiáng)，能使包在黑紙里的照像底片感光，下圖是產(chǎn)生X射線的裝置，叫做X射線管：1、K是陰極2、A是陽(yáng)極（也叫對(duì)陰極）返回目錄光的電磁說2021/8/8 星期日13 此外還有比倫琴射線波長(zhǎng)更短的電磁波，那就是射線，我們將在以后學(xué)習(xí)。返回目錄光的電磁說2021/8/8 星期日14電磁波譜點(diǎn)擊畫面觀看動(dòng)畫返回目錄光的電磁說2021/8/8 星期日15 按頻率由小到大（波長(zhǎng)由大到小）排列形成

9、的電磁波譜是：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、倫琴射線、射線。這些頻率不同的電磁波本質(zhì)是相同的。它們的行為服從共同的規(guī)律，但是他們產(chǎn)生的機(jī)理不同，因而具有不同的特性。在觀察方法和應(yīng)用上也有所不同。 1。不同電磁波產(chǎn)生的機(jī)理 無線電波是振蕩電路中自由電子作周期性的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。紅外線、可見光、紫外線是原子外層電子受激發(fā)產(chǎn)生的。倫琴射線是原子內(nèi)層電子受激發(fā)產(chǎn)生的。射線是原子核受激發(fā)產(chǎn)生的。 2、頻率（波長(zhǎng)）不同的電磁波表現(xiàn)出作用不同。紅外線主要作用是熱作用，可以利用紅外線來加熱物體和進(jìn)行紅外線遙感；紫外線主要作用是化學(xué)作用，可用來殺菌和消毒；倫琴射線有較強(qiáng)的穿透本領(lǐng)，利用其穿透本領(lǐng)與物質(zhì)的密度有關(guān)，進(jìn)行對(duì)人體的透視和檢查部件的缺陷；射線的穿透本領(lǐng)更大，在工業(yè)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，如探傷，測(cè)厚或用刀進(jìn)行手術(shù)。關(guān)于電磁波譜的幾點(diǎn)強(qiáng)調(diào) 返回目錄光的電磁說2021/8/8 星期日16 利用紅外線檢測(cè)人體的健康狀態(tài)，本圖片是人體的背部熱圖，透過圖片可以根據(jù)不同顏色判斷病變區(qū)域。返回光的電磁說2021/8/8 星期日17 紅外線檢視器是利用紅外線能穿透顏料的特性，揭示顏料層下隱藏的資料。利用紅外線發(fā)射器、接收器及屏幕顯示器，油畫上炭筆初稿稿及已往曾經(jīng)進(jìn)行過