学人教版选修34 14.1电磁波的发现课件（3）（19张）.ppt

电磁波的发现和种类 奥斯特电流的磁效应 法拉第电磁感应现象 一 电磁波发现的历史 麦克斯韦 j c maxwell 1831 1879 英国物理学家 麦克斯韦少年时受过很好的教育 显示出数学和物理学方面的才能 他在物理学上的主要贡献是建立了分子运动速度的概率分布理论和电磁场理论 麦克斯韦建立了著名的卡文迪许实验室 二 麦克斯韦伟大的预言 1 变化的磁场产生电场 环中产生感应电流的实质 环内产生了电场 电场驱使电子定向移动而产生了电流 电场的方向与电流方向相同 2 变化的电场产生磁场 麦克斯韦确信自然规律的统一性与和谐性 相信电场与磁场的对称之美 恒定的磁场不产生电场均匀变化的磁场产生恒定的电场周期性变化的磁场产生同频率的振荡电场非均匀变化的磁场产生变化的电场 麦克斯韦的电磁场理论 1 变化的磁场产生电场 恒定的电场不产生磁场均匀变化的电场产生恒定的磁场周期性变化的电场产生同频率的振荡磁场非均匀变化的电场产生变化的磁场 麦克斯韦的电磁场理论 2 变化的电场产生磁场 三 电磁场和电磁波 1 定义 变化的电场和变化的磁场是相互联系的 形成不可分割的统一体 这就是电磁场 说明 电磁场是特殊的物质形态 具有能量 能相互叠加 是空间立体的 电磁波 1 定义 变化的电场和变化的磁场交替产生 由发生区域向四周由近及远地传播 形成电磁波 麦克斯韦预言电磁波的存在 非均匀变化的磁场 变化电场 若是均匀变化 稳定磁场 不再激发 若非均匀变化 变化磁场 若是均匀变化 稳定电场 若非均匀变化 2 电磁波形成示意图 激发 激发 激发 激发 3 电磁波的特点 1 电磁波是横波e b v 2 计算满足 v t f 4 电磁波的频率由振源决定 同一电磁波在不同介质中传播 v和 变化 v介 c 3 电磁波可以在真空中传播速度等于光速 c 3 108m s 6 电磁波具有波的共性 能发生反射 折射 干涉 衍射 多普勒效应和偏振现象 7 电磁波有能量 5 不同频率的电磁波在同一介质中传播 速度不同 f越高 v越小 f越低 v越大 三 赫兹的电火花 1 试验装置 a 连接感应圈的两个金属球 b 导线环上的两个金属球 2 试验现象 当感应圈两个金属球间有火花跳过时 导线环两个小球间也跳过了火花 3 现象解释 当感应圈两个金属球间有火花跳过时 立刻产生了一个交变电磁场 形成电磁波在空间传播 经过导线环时激发出感应电动势 使得导线环中也产生了火花 赫兹 德国科学家证实了电磁波的存在 赫兹用实验证实电磁波的存在 1 观察到了电磁波的反射 折射 干涉 偏振和衍射等现象 2 还测量出光的 和f 算出电磁波和光有相同的速度 3 奠定了无线电技术基础 赫兹在人类历史上首先捕捉到了电磁波 1 实现了电磁光的统一 被认为是19世纪科学史上最伟大的统一 2 实现了从经典物理学向现代物理学的重大转折 麦克斯韦的电磁场理论的意义 电磁波的分类 根据波长的不同 从长波开始 电磁波可以分类为无线电波 微波 红外线 可见光 紫外线 x 射线和伽马射线 无线电波 radio 无线电波是一种电磁波 在电磁波谱中 其范围波长为15公分 2公里的电磁波 无线电波常被用于长距离的通讯 如电视机 收音机等频道都是运用到无线电波不易被阻挡 折射 变频等特性 现今也用无线电波来探索宇宙遥远处的奥秘 微波 microwave 微波是一种电磁波 在电磁波谱中 其范围波长为0 1 15公分的电磁波 微波常被用于短距离的通讯或遥控 如电视机 冷气机 音响等遥控器都是运用到微波的原理 现今也已应用2450mhz的频率于厨房中的烹煮食物 红外光 infrared 红外光是一种电磁波 在电磁波谱中 其范围自波长为7000埃 1a0 10 8公分 10 4微米 的红光到波长为0 1公分的微波 红外光是m herschel于1800年所发现的 红外光有着显著的热效应 可用温差电偶 光敏电阻或光电管等仪器探测 按波长略可分成0 75 3微米 1微米 10 4公分 的近红外区 3 30微米的中红外区和30 1000微米的远红外区等三段 应用红外光谱 在研究分子结构 固态物质的光学性质 夜视环境等 用途极大 可见光 optical light 可见光是一种电磁波 其范围波长约为4000 7000埃 1a0 10 8公分 10 4微米 透过菱镜可得知可见光的组成颜色 通常界定波长约为4000 4500埃的为紫光 波长约为4500 5200埃的为蓝光 波长约为5200 5600埃的为绿光 波长约为5600 6000埃的光为黄光 波长约为6000 6250埃的光为橘光 波长约为6250 7000埃的光为红光 紫外光 ultraviolet 紫外光是一种电磁波 在电磁波谱中 其范围波长为100 4000埃 1a0 10 8公分 10 4微米 的电磁波 这一范围开始于可见光的短波极限 而与长波x射线的波长相重迭 紫外光是j w ritter于1801年所发现的 应用上 在测定气体或液体中如氯 二氧化硫 二氧化氮 二硫化炭 臭氧 汞等特定分子 以及各种未饱和化合物的成分的紫外吸收光谱 用途很大 x射线 x ray x射线是一种穿透力很强的电磁波 在电磁波谱中 其范围波长为0 1 100埃 1a0 10 8公分 10 4微米 的电磁波 x射线是伦琴 w rongen 于1895年所发现的 所以x射线又被称为 伦琴 射线 x射线通常是由高速电子与固体碰撞而产生的 或是强光照射下所产生的 荧光效应 也会有少量的x射线呈现 因为它的强穿透力较不会损伤周遭组成物质 所以可用来作非破坏性物品等材料检验 以及动物的身体内部骨骼等医学检查 伽玛射线 ray 射线的特征和