第四节光的电磁说

1、整理ppt第四节第四节 光的电磁说光的电磁说整理ppt光的电磁说光的电磁说光的电磁说麦克斯韦麦克斯韦电磁波谱电磁波谱红外线红外线紫外线紫外线伦琴射线伦琴射线整理ppt光的干涉现象光的干涉现象光的衍射现象光的衍射现象光是一种波光是一种波光的电磁说光的电磁说 19 19世纪中叶，光的波动说已经得到世纪中叶，光的波动说已经得到了公认，但是光波的本质到底是什么，了公认，但是光波的本质到底是什么，是像水波？还是像声波呢？是像水波？还是像声波呢？ 19 19世纪世纪6060年代，麦克斯韦预言了电磁年代，麦克斯韦预言了电磁波的存在，并从理论上得出电磁波在真波的存在，并从理论上得出电磁波在真空中的传播速度应为

2、：空中的传播速度应为：sm1011. 38光是一种电磁波光是一种电磁波光速光速整理ppt一、光的电磁说一、光的电磁说1 1、内容、内容 18651865年年，英国物，英国物理学家理学家麦克斯韦麦克斯韦预言预言了电磁波的了电磁波的存在，提出光在存在，提出光在本质上是一种电本质上是一种电磁波，光和所有磁波，光和所有电磁波一样，在电磁波一样，在真空中的传播速真空中的传播速度都为度都为3.00108ms，这就是这就是光的光的电磁说。电磁说。整理ppt 麦克斯韦（麦克斯韦（James Clerk MaxwellJames Clerk Maxwell，1831183118791879），），英国物理学家，

3、经典电磁理论的奠基英国物理学家，经典电磁理论的奠基人人18311831年年6 6月月1313日出生于爱丁堡日出生于爱丁堡18471847年入爱丁年入爱丁堡大学听课，专攻数学他很重视实验，涉猎电堡大学听课，专攻数学他很重视实验，涉猎电化学、光学、分子物理学以及机械工程等等他化学、光学、分子物理学以及机械工程等等他说：说：“把数学分析和实验研究联合使用得到的物把数学分析和实验研究联合使用得到的物理科学知识，比之一个单纯的实验人员或单纯的理科学知识，比之一个单纯的实验人员或单纯的数学家所具有的知识更加坚实、有益而牢固数学家所具有的知识更加坚实、有益而牢固” 18501850年考入剑桥大学，年考入剑桥

4、大学，18541854年以优异成绩毕业并年以优异成绩毕业并获得了学位，留校工作获得了学位，留校工作18561856年起任苏格兰阿伯年起任苏格兰阿伯丁的马里沙耳学院的自然哲学讲座教授，直到丁的马里沙耳学院的自然哲学讲座教授，直到18741874年经法拉第举荐，自年经法拉第举荐，自18601860年起任伦敦皇家年起任伦敦皇家学院的物理学和天文学教授学院的物理学和天文学教授18711871年起负责筹划年起负责筹划卡文迪什实验室，随后被任命在剑桥大学创办卡卡文迪什实验室，随后被任命在剑桥大学创办卡文迪什实验室并担任第一任负责人文迪什实验室并担任第一任负责人18791879年年1111月月5 5日麦克斯

5、韦因患癌症在剑桥逝世，终年仅日麦克斯韦因患癌症在剑桥逝世，终年仅4848岁。岁。 麦麦克克斯斯韦韦整理ppt 麦克斯韦的电磁场理论从超距作用过渡到以场麦克斯韦的电磁场理论从超距作用过渡到以场为基本变量，是科学认识的一个革命性变革，根据为基本变量，是科学认识的一个革命性变革，根据研究，麦克斯韦大胆断言：光本身就是电磁波研究，麦克斯韦大胆断言：光本身就是电磁波 1888 1888年，德国物理学家年，德国物理学家赫兹赫兹用用实验证实实验证实了电磁了电磁波的存在，并且测出了实验中的电磁波频率和波长，波的存在，并且测出了实验中的电磁波频率和波长，从而计算出电磁波的传播速度，发现电磁波的速度从而计算出电磁

6、波的传播速度，发现电磁波的速度确实与光速相同，证明了光的电磁说的正确性。这确实与光速相同，证明了光的电磁说的正确性。这样麦克斯韦的电磁场理论就把电、磁、光学规律统样麦克斯韦的电磁场理论就把电、磁、光学规律统一起来，完成了人类认识史上的一次一起来，完成了人类认识史上的一次“大综合大综合”。整理ppt光的电磁说光的电磁说（1 1）赫兹赫兹通过实验证实了电磁波的存在，光的电通过实验证实了电磁波的存在，光的电磁说把光学和电学统一起来了。磁说把光学和电学统一起来了。（2 2）光的颜色是由电磁波的频率决定的光的颜色是由电磁波的频率决定的。不同频。不同频率的色光在真空中波速相同，在介质中波速不同。率的色光在

7、真空中波速相同，在介质中波速不同。同一色光在不同介质中，频率（颜色）不变，波同一色光在不同介质中，频率（颜色）不变，波长和波速都要改变在同一介质中，频率越高，长和波速都要改变在同一介质中，频率越高，波速越小。波速越小。2 2、关于光的电磁说的几点强调、关于光的电磁说的几点强调 整理pptl（3）电磁波与机械波的比较电磁波与机械波的比较: :l共同点：共同点：都能产生干涉和衍射现象；它们波动的都能产生干涉和衍射现象；它们波动的频率都取决于波源的频率；在不同介质中传播，频率都取决于波源的频率；在不同介质中传播，频率都不变频率都不变l l不同点：不同点：机械波的传播一定需要介质，其波速与机械波的传播

8、一定需要介质，其波速与介质的性质有关，与波的频率无关而电磁波本介质的性质有关，与波的频率无关而电磁波本身就是一种物质，它可以在真空中传播，也可以身就是一种物质，它可以在真空中传播，也可以在介质中传播电磁波在真空中传播的速度均为在介质中传播电磁波在真空中传播的速度均为3.03.00 010108 8m ms s，在介质中传播时，波速和波长在介质中传播时，波速和波长不仅与介质性质有关，还与频率有关。不仅与介质性质有关，还与频率有关。整理ppt二、可见光二、可见光 能够作用于人眼并引起视觉的只是一个很窄的波能够作用于人眼并引起视觉的只是一个很窄的波段，叫可见光。段，叫可见光。 三、红外线三、红外线1

9、 1、发现者：、发现者： 英国物理学家赫谢耳（英国物理学家赫谢耳（ 1800年）年）2 2、显著特征：热作用、显著特征：热作用3 3、应用：、应用： 用于烘干，夜视，遥感技术用于烘干，夜视，遥感技术 4 4、 产生条件：一切物体都在发射红外线只是发射产生条件：一切物体都在发射红外线只是发射的红外线的波长、强度不同而已。的红外线的波长、强度不同而已。整理ppt利用灵敏的红外线探利用灵敏的红外线探测器接收物体发出的测器接收物体发出的红外线，用电子仪器红外线，用电子仪器对收到的信号进行处对收到的信号进行处理，就可以知道被测理，就可以知道被测物体的信息物体的信息 红外线主要红外线主要作用是热作用，作用

10、是热作用，可以利用红外线可以利用红外线来加热物体和进来加热物体和进行红外线遥感行红外线遥感 光的电磁说光的电磁说红外线技红外线技术的应用术的应用详介详介整理ppt 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返回整理ppt整理ppt如果用红外摄影对人体成像，做出体表的如果用红外摄影对人体成像，做出体表的“热图热图”，可以通，可以通过皮肤温度的微小差别判断人体的健康状况。过皮肤温度的微小差别判断人体的健康状况。整理ppt 利用红外线检测人体的健康状态，本图片是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人体的背部热图，透过图

11、片可以根据不同颜色判断病变区域判断病变区域返回光的电磁说光的电磁说整理ppt 红外线检视器是利用红外线能穿透颜料的红外线检视器是利用红外线能穿透颜料的特性，揭示顏料层下隐藏的资料利用红外线发射特性，揭示顏料层下隐藏的资料利用红外线发射器、接收器及屏幕显示器，油画上炭笔初稿稿及已器、接收器及屏幕显示器，油画上炭笔初稿稿及已往曾经进行过的修复工作都能一一呈现于眼前往曾经进行过的修复工作都能一一呈现于眼前返回光的电磁说光的电磁说整理ppt红外线还用于遥控，例如遥控式电视机、录像机等红外线还用于遥控，例如遥控式电视机、录像机等. .按下遥控器上的按钮，遥控器就发出红外线脉冲信按下遥控器上的按钮，遥控器

12、就发出红外线脉冲信号，受控机器收到信号后就进行相应的操作，变换号，受控机器收到信号后就进行相应的操作，变换频道、改变音量等频道、改变音量等. .整理ppt 四、紫外线四、紫外线 ：比紫光的波长更短的不可见光：比紫光的波长更短的不可见光1 1、 发现者：发现者： 1801年年德国的物理学家里特德国的物理学家里特 3 3、应用：、应用：消毒、荧光效应，诱杀害虫消毒、荧光效应，诱杀害虫 4 4、产生条件：一切高温物体，如太阳、弧光灯、产生条件：一切高温物体，如太阳、弧光灯、发出的光中都含有紫外线。发出的光中都含有紫外线。 2 2、显著作用：化学作用、显著作用：化学作用整理ppt紫外线的荧光作用整理p

13、pt 画面上可以清晰的看到钱币上的防画面上可以清晰的看到钱币上的防伪标记伪标记 整理ppt紫外线能促使人体合成维生素D紫外线能杀死多种细菌，所以医院和食品店常用紫外线消毒。整理ppt 4 4、产生条件：、产生条件：高速电子流射到高速电子流射到某些固体上某些固体上都会产生伦琴射线。都会产生伦琴射线。 五、伦琴射线（x射线） ：1 1、发现者、发现者: 1895: 1895年德国的物理学家伦琴年德国的物理学家伦琴 2 2、显著特征：有较强的穿透本领。、显著特征：有较强的穿透本领。3、应用：医学上的透视 、工业上的探伤。整理pptl 第一个获得诺贝尔物理学奖金的人，就是名噪一时的第一个获得诺贝尔物理

14、学奖金的人，就是名噪一时的X 射线的发射线的发现者，德国物理学家伦琴。现者，德国物理学家伦琴。l 1895年，伦琴正在德国沃兹堡大学的实验室里，研究一种名为年，伦琴正在德国沃兹堡大学的实验室里，研究一种名为克鲁克斯管的放电过程。一天，他关闭门窗，用黑纸把这个梨状克鲁克斯管的放电过程。一天，他关闭门窗，用黑纸把这个梨状的放电管包起来，当接通高压时，奇迹就出现了，只见一丝绿光的放电管包起来，当接通高压时，奇迹就出现了，只见一丝绿光映入眼帘。伦琴认定这种绿光是某种射线射在一块氰亚酸钡上发映入眼帘。伦琴认定这种绿光是某种射线射在一块氰亚酸钡上发出的荧光。这个发现使他欣喜若狂，一连好几天不回家，呆在实出

15、的荧光。这个发现使他欣喜若狂，一连好几天不回家，呆在实验室里反复研究。他企图用各种物质来阻挡这种射线，结果大多验室里反复研究。他企图用各种物质来阻挡这种射线，结果大多物质都被它穿透。因为对这种射线一无所知，伦琴就取名为物质都被它穿透。因为对这种射线一无所知，伦琴就取名为X 射射线。线。l 伦琴的一连几天不回家，引起一场风波，妻子要他解释不回家伦琴的一连几天不回家，引起一场风波，妻子要他解释不回家的原因。伦琴只得带她到实验室，给她照了一张一只手的的原因。伦琴只得带她到实验室，给她照了一张一只手的X 光照光照相，在底片上可清楚地看到她的手骨和戴的结婚戒子。这就是世相，在底片上可清楚地看到她的手骨和

16、戴的结婚戒子。这就是世界上第一张界上第一张X 光射线照相。光射线照相。l 当时伦琴这个发现，确实轰动世界。更有趣的是，投机商人见当时伦琴这个发现，确实轰动世界。更有趣的是，投机商人见有利可图，大做广告，警告女士们，今后穿什么衣服上街都不安有利可图，大做广告，警告女士们，今后穿什么衣服上街都不安全，企图招徕顾客去买他们的全，企图招徕顾客去买他们的X 光保险服。光保险服。l 自此，各地科学家都在紧张地研究自此，各地科学家都在紧张地研究X 射线，法国物理学家贝克射线，法国物理学家贝克勒尔发现了天然放射性，英国物理学家发现了第一个基本粒子勒尔发现了天然放射性，英国物理学家发现了第一个基本粒子电子电子。

17、X 射线引来了众多的发现，渐渐地打开了近代物理射线引来了众多的发现，渐渐地打开了近代物理学的大门。学的大门。l 为了表彰伦琴的杰出贡献，于为了表彰伦琴的杰出贡献，于1901年年11月月12日，瑞典皇家学院日，瑞典皇家学院在斯德哥尔摩授与伦琴在斯德哥尔摩授与伦琴1 万多元的诺贝尔奖金、万多元的诺贝尔奖金、一枚奖章和一张获奖证书。一枚奖章和一张获奖证书。整理ppt下图是产生下图是产生X X射线的装置，叫做射线的装置，叫做X X射线管：射线管： 真空度很高的玻璃泡内有一个阴极真空度很高的玻璃泡内有一个阴极K K和一个阳极和一个阳极A A（也叫对阴极），阴极被加热后能向周围发射电子，（也叫对阴极），阴

18、极被加热后能向周围发射电子，在阳极和阴极之间加上几万伏的电压，从阴极发射出在阳极和阴极之间加上几万伏的电压，从阴极发射出来的电子受强电场的作用，以很大的速度冲击阳极，来的电子受强电场的作用，以很大的速度冲击阳极，阳极就激发出伦琴射线。阳极就激发出伦琴射线。整理pptX射线穿透能力很强由于X射线穿透物质的厚度跟物质的密度有关，在工业上可以用来检查金属部件内部有没有砂眼、裂纹等缺陷.整理ppt医学上可以用来透视人体，检查体内的医学上可以用来透视人体，检查体内的病变及骨骼情况病变及骨骼情况. .整理ppt 它是比伦琴射线波长更短的电磁波，它是比伦琴射线波长更短的电磁波，我们将在下章学习。我们将在下章

19、学习。 整理ppt1 1、无线电波、微波、红外线、可见光、紫外无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、线、X X射线、射线、射线射线都是电磁波，按都是电磁波，按波长或频波长或频率率的顺序排列起来，就可得到的顺序排列起来，就可得到电磁波谱电磁波谱。 (见基础教材见基础教材p.17）整理ppt电磁波谱电磁波谱点击画面观看动画整理ppt2 2、各种电磁波的产生机理、各种电磁波的产生机理（1 1）无线电波：）无线电波：振荡电路中自由电子的周期性运动产生的振荡电路中自由电子的周期性运动产生的（2 2）红外线、可见光、紫外线：）红外线、可见光、紫外线：原子的外层电子受激发产生的原子的外层电子受激发产生的（

20、3 3）伦琴射线：）伦琴射线：原子的内层电子受激发产生的原子的内层电子受激发产生的（4 4）射线：射线：原子核受激发产生的原子核受激发产生的整理ppt种类种类发现人发现人产生机理产生机理特性特性重要用途重要用途无线电波无线电波赫兹赫兹电磁振荡电磁振荡波的叠加（干波的叠加（干涉、衍射）很涉、衍射）很明显明显通讯、电视、通讯、电视、导航导航红外线红外线赫谢耳赫谢耳原子外层电原子外层电子受激发而子受激发而产生产生热作用显著、热作用显著、衍射较显著衍射较显著加热、遥感加热、遥感可见光可见光能引起视觉能引起视觉照明、照相照明、照相紫外线紫外线里特里特化学效应、化学效应、荧光作用荧光作用消毒、辨别消毒、辨

21、别细微细微伦琴射线伦琴射线伦琴伦琴原子内层电原子内层电子受激发而子受激发而产生产生穿透能力强穿透能力强透视、探测透视、探测 射线射线贝克勒耳贝克勒耳原子核受到原子核受到激发激发穿透能力最穿透能力最强强如探伤，测如探伤，测厚或用厚或用刀进刀进行手术行手术整理pptl1光和无线电波都是- 波，他们在真空中的传播速度都等于- m/s ，且传播时可以不依赖-，首先提出光是一种电磁波的科学家是-。l2对于红外线的作用和来源正确的叙述有：对于红外线的作用和来源正确的叙述有：lA一切物体都在不停的辐射红外线一切物体都在不停的辐射红外线 B 红外线红外线有很强的荧光作用有很强的荧光作用lC 红外线最显著的作用

22、是热作用红外线最显著的作用是热作用 D 红外线容红外线容易穿透云雾烟尘易穿透云雾烟尘电磁电磁3.00108介质介质麦克斯韦麦克斯韦 ( A C D )整理pptl3 3下列各组电磁波，在真空中传播时，按波长由长到下列各组电磁波，在真空中传播时，按波长由长到短的排列正确的是短的排列正确的是l A rA r射线射线 X X射线射线 红外线红外线 无线电波无线电波l B B 紫外线紫外线 可见光可见光 红外线红外线 X X射线射线l C C 红外线红外线 可见光可见光 紫外线紫外线 r r射线射线l D rD r射线射线 红外线红外线 紫外线紫外线 可见光可见光l4 4下列关于电磁波的特性和应用，正

23、确的说法是下列关于电磁波的特性和应用，正确的说法是l A A 红外线和红外线和X X射线都有很强的穿透本领，常用来在射线都有很强的穿透本领，常用来在医学上做人体透视医学上做人体透视l B B 电磁波中频率最大的是电磁波中频率最大的是r r射线，最容易用它来观射线，最容易用它来观察衍射现象察衍射现象l C C 过量的紫外线照射有利于人的皮肤健康过量的紫外线照射有利于人的皮肤健康l D D 紫外线和紫外线和X X射线都可以感光底片感光射线都可以感光底片感光整理pptl5 5声波和光波都从空气进入水中传播，下列判断正确声波和光波都从空气进入水中传播，下列判断正确的是的是l A A 他们的波速都变小，频