zzy电磁波的发现电磁波谱.ppt

4.1电磁波的发现,回顾：电磁感性现象 如图所示的装置，当穿过螺线管的磁场随时间变化时，上面的线圈中产生感应电动势，引起感应电流使灯泡发光。,思考：线圈中产生感应电流说明了什么？ 麦克斯韦认为变化的磁场在线圈中产生电场，正是这种电场(涡旋电场)在线圈中驱使自由电子做定向的移动，引起了感应电流。 麦克斯韦认为线圈只不过用来显示电场的存在，线圈不存在时，变化的磁场同样在周围空间产生电场，即这是一种普遍存在的现象，跟闭合电路是否存在无关。,一、麦克斯韦的电磁场理论要点,1、变化的磁场产生电场,2变化的电场产生磁场 既然变化的磁场能够在空间产生电场，那么，变化的电场能不能够在空间产生磁场？,麦克斯韦相信自然界规律的统一与和谐，相信电场与磁场具有对称之美。他大胆地提出的相似和联系。经过反复思考提出假设：变化的电场也相当于一种电流，也在空间产生磁场，即变化的电场在空间产生磁场。,一、麦克斯韦的电磁场理论要点,二电磁场、电磁波,1、电磁场 麦克斯韦根据自己的理论进一步预言，如果在空间某域中有周期性变化的电场，那么，这个变化的电场就在它周围空间产生周期性变化的磁场，这个变化的磁场又在它周围空间产生新的周期性变化的电场。可见，变化的电场和变化的磁场是相互联系的，形成一个不可分离的统一体，这就是电磁场。,2、电磁波,（1）变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地传播。这种变化的电磁场在空间以一定的速度传播的过程叫做电磁波。,（2）电磁波与机械波不同，不需要介质，可以在真空中传播。电磁波的速度等于光速！光是以波动形式传播的一种电磁振动,电磁波的特点 （1）电磁波中的电场和磁场互相垂直，电磁波在与二者均垂直的方向传播，所以电磁波是横波。,（2）电磁波在真空中的传播速度等于光在真 空中的传播速度，C=3108m/s。,3、电磁场和电磁波理论的理解 （1）均匀变化的磁场，产生稳定的电场，均匀变化的电场，产生稳定的磁场。这里的“均匀变化”指在相等时间内磁感应强度(或电场强度)的变化量相等，或者说磁感应强度(或电场强度)对时间变化率一定。 （2）非均匀变化的磁场产生变化的电场，非均匀变化的电场产生变化的磁场 （3）振荡的(即周期性变化的)磁场产生同频率的振荡电场，振荡的电场产生同频率的振荡磁场。 （4）变化的电场和变化的磁场总是相互联系着，形成一个不可分离的统一体，这就是电磁场，向周围空间传播这就是电磁波。,非均匀变化磁场,激发,变化电场,均匀变化,激发,稳定磁场,不再激发,非均匀变化,激发,变化磁场,均匀变化,激发,稳定电场,非均匀变化,电场和磁场的变化关系,三赫兹的电火花,1、麦克斯韦英年早逝，没有见到科学实验对电磁场理论的证明。把天才的预言变成世人公认的真理，这是赫兹的功劳。,2、赫兹的实验：,2、赫兹的实验：,小结,一、 麦克斯韦电磁场理论 1变化的磁场产生电场 2变化的电场产生磁场 3电磁场传播电磁波 4、电磁波不需介质，以光速传播。 二、赫兹证实： 1、电磁场、电磁波的存在。 2、电磁波能反射、折射、干涉、衍射和偏振等现 象，证明了电磁波与光具有相同的性质。,【练习】,1根据麦克斯韦电磁理论，下列说法中正确的是 A变化的电场一定产生变化的磁场 B均匀变化的电场一定产生均匀变化的磁场 C稳定的电场一定产生稳定的磁场 D振荡的电场一定产生同频率的振荡磁场。,答案:D,2.下列说法正确的是( ) A.恒定电流能够在周围空间产生稳定的磁场 B.稳定电场能够在周围空间产生稳定的磁场 C.均匀变化的电场能够在周围空间产生稳定 的磁场 D.均匀变化的电场和磁场相互激发，形成由 近及远的电磁波,AC,3.当电磁波的频率增加时，它在真空中的速度将( ) A.减小 B.增大 C.不变 D.减小、增大和不变均有可能,C,4.2电磁波谱,一、波长、频率和波速,1、波动：水波的涟漪，音乐的律动，光的缤纷色彩，它们的共同处是：波动。 例水波：小木棍在平静水面上下振动时，在水面上激起水波。水波不停向外传播。 2、描述波动的物理量：波长、频率和波速,一、波长、频率和波速,3、波峰、波谷：凸起的最高处叫做波峰；凹下的最低处叫波谷。,4、波长：邻近的两个波峰(或波谷)间的距离叫做波长。 5、频率：1S内通过的波峰或波谷的次数叫频率。,一、波长、频率和波速,6、波速：用来描述波传播快慢的物理量叫波速。 7、波速公式：波速=波长频率 C=f 8、电磁波在真空中的速度：C=3.00108m/s. 思考与讨论： 1、家用微波炉使用的微波频率为2450Hz。它的波长是多少？ 2、某广播电台发射的电磁波的波长是500m。它的频率是多少？,二、电磁波谱,1、电磁波成分：电磁波的频率范围很广。无线电波、光波（红外线、可见光、紫外线）、X射线、射线都是电磁波。 2、定义：按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫做电磁波谱。如图所示,点击画面观看动画,电磁波谱,波长短,波长长,频率高,频率低,二、电磁波谱,不同的电磁波由于具有不同的频率（波长）具有不同特性 3、无线电波：1的电磁波。用通信和广播。微波炉用的也是无线电波。 4、红外线：是一种光波， 比无线电波短，比可见光长。所有物体都辐射红外线。主要作用是热作用。人眼看不见红外线。,红外线主要作用是热作用，可以利用红外线来加热物体和进行红外线遥感,红外线技术的应用,注意: 烤箱中的红光,不是红外线,红外线是看不见的.,利用红外线检测人体的健康状态，本图片是人体的背部热图，透过图片可以根据不同颜色判断病变区域,红外线卫星云图显示一九九九年九月十六日台风约克于清晨靠近香港时,中心的风眼清晰可见 ,二、电磁波谱,5、可见光：在700-400nm（纳米）之间。由各种色光组成。 范围如下表 6、紫外线： 在5-400nm之间，比紫光短。人眼也看不见紫外线。紫外线具有较高能量。主要作用化学作用。例灭菌消毒，设计防伪措施。,画面上可以清晰的看到钱币上的防伪标记,返回,紫外线,注意: 消毒灯、验钞机灯看起来是淡蓝色的。这不是紫外线。 紫外线看不见。 消毒灯、验钞机灯除发出紫外线外，还发出少量紫光和蓝光,7、 X射线、射线：比紫外线更短的是X射线、射线。它们能量很高，穿透能力很强。,三、电磁波的能量 电磁波有能量。电磁波是一种物质存在的形式。 例：微波炉，食物增加的能量是微波给的。,四、太阳辐射 太阳辐射中含有可见光、红外线、紫外线，同时还有X射线、射线、无线电波。太阳辐射的能量集中在可见光、红外线和紫外线三个区域内，如下图。波长在黄绿光附近，辐射的能量最强。,小结,一、波长、频率和波速 1描述波动的物理量：波长、频率和波速 2波峰、波谷：凸起的最高处叫做波峰；凹下 的最低处叫波谷。 3波长：邻近的两个波峰(或波谷)间的距离叫 做波长 4、频率：1S内通过的波峰或波谷的次数叫频率。 5、波速公式：波速=波长频率 C=f 6、电磁波在真空中的速度：C=3.00108m/s.,小结,二、电磁波谱 1、电磁波谱 ：按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫做电磁波谱 2、波长从大到小的顺序：无线电波、光波（红外线、可见光、紫外线）、X射线、射线 三、电磁波的能量 电磁波有能量。电磁波是一种物质。 四、太阳辐射 太阳辐射的能量集中在可见光、红外线和紫外线三个区域。黄绿光附近，辐射的能量最强。,3、频率(波长)不同的电磁波表现出作用不同 红外线主要作用是热作用，可以利用红外线来加热物体和进行红外线遥感； 紫外线主要作用是化学作用，可用来杀菌和消毒； 伦琴射线有较强的穿透本领，利用其穿透本领与物质的密度有关，进行对人体的透视和检查部件的缺陷； 射线的穿透本领更大，在工业和医学等领域有广泛的应用，如探伤，测厚或用刀进行手术,关于电磁波谱的几点强调,返回,工业探伤医用治疗,贯穿能力最强,电磁波的种类和应用归纳,课堂练习和课外作业,课堂练习： P85问题与练习 1、4 课外作业： P85 问题与练习 2、3,选修1-1 第四章 电磁波及其应用问题与练习二 电磁波谱 1答：光和无线电波都是电磁波，区别在于它们的波长 不同。 2答：传到眼睛需要的时间是 在这个距离中的波长数有 3答：经过的时间 4答：听收音机需要无线电波；微波炉工作需要微波； 用眼睛看世界需要光波；做身体检查拍摄照片需要X 射线等等。,练习题: 1、下列各组电磁波中,接波长由长到短排列正确的是( ） A、红外线、紫外线、可见光、射线 B、射线、紫外线、红外线、可见光 C、射线、紫外线、可见光、红外线 D、红外线、可见光、紫