《大学物理》课件6.6电磁波与人类文明

一、电磁波的辐射及性质1.电磁波的波源凡做加速运动的电荷都是电磁波的波源例如：天线中的振荡电流分子或原子中电荷的振动2.电磁波是电场强度与磁场强度的矢量波平面简谐电磁波的性质(1)(2)

电磁波是横波和传播速度相同、相位相同6.6电磁波与人类文明(3)量值关系(4)波速(5)电磁波具有波的共性

——在介质分界面处有反射和折射二、电磁波的能量真空中折射率电磁波的能量密度能流密度波的强度

I结论：I

正比于

E02

或H02,通常用其相对强度坡印亭矢量表示（坡印亭矢量）dA

射线X射线紫外线红外线微波可见光外层电子跃迁核内粒子作用内层电子跃迁分子振动转动核、电子自旋晶体、电子线路振荡无线电波各种电磁波的波长范围及其主要产生方式三、电磁波谱光色波长(nm)频率(Hz)中心波长(nm)红760~622

660

橙622~597

610

黄597~577

570绿577~492

540

青492~470

480蓝

470~455

460紫455~400

430可见光七彩颜色的波长和频率范围小结：平面简谐电磁波的性质(1)(2)

电磁波是横波和传播速度相同、相位相同(3)量值关系(4)波速(5)电磁波具有波的共性

——在介质分界面处有反射和折射真空中折射率电磁波的能量密度坡印亭矢量从1888年赫兹首次证实了电磁波的存在，到1957年第一颗人造卫星上天至今，航天技术的飞速发展不仅给人类进步和文明带来了巨大的影响，而且为人类从事空间探测、了解地球以外的无限宇宙提供了行之有效的手段。

来自宇宙的电磁波

赫兹1888年制作的简单电磁波发射和接收装置电磁波的发现者德国物理学家赫兹来自宇宙的电磁波

与此同时人类也在地面上建立起了各种接收宇宙电磁波的装置。

这是我国建在柴达木盆地的毫米波射电天文望远镜，它专门用来接收宇宙中毫米波段的电磁波信号。迄今为止，已发射的用于研究天文学目的的航天器有300多种，有紫外、红外、微波、x射线、g射线、天体测量、太阳观测等天文卫星，观测波段几乎包括整个电磁波谱。这些来自天外遥远星系的电磁波，为人类传来了宇宙深处神密的信息。各种航天器已在各种波段上对太阳耀斑、宇宙背景、膨胀源、x射线源、黑洞、g射线源、宇宙射线、超新星、反物质及反物质源、红外星系、多星系、行星、慧星等多种天体进行了规模空前的观测和研究，取得了一第列惊人的新发现，大大地丰富了人类的宇宙知识。

19世纪末及20世纪初，曾在爱迪生研究室工作的美国物理学家费森登，最早开始进行研究无线电广播的活动，成为人类无线电广播的先驱。电磁波的利用电磁波利用——广播电视电视信号发射与接收

电磁波利用——雷达飞机雷达导航过程

电磁波的应用——GPS全球定位系统由离地20200公里的6个轨道平面的24颗卫星组成，每个平面轨道4颗卫星。卫星每12小时绕地球旋转一周。卫星连续发射用于导航的电磁波。电磁波利用——搜索地外文明许多科学家正在致力于搜索地外智能生物，试图与外星人取得联系。而电磁波的速度是人类已知的最高速度，因此与外星人取得联系的任务就落到了电磁波的身上。并已经有科学家宣布接收到外星人信号并进行了破译。如1973年，苏格兰天文学家宣布破译了公元前11000年外星文明向地球发来的信号。银河系电磁波利用——搜索地外文明担负寻找地外文明的“旅行者”号（1977年发射）美国先驱者10号（1972年发射）在今后的85万年间将飞过10个恒星附近，它的任务就是寻找地外文明电磁波利用——搜索地外文明美国两名科技界大亨近日捐赠1200多万美元给美国"寻找外星智慧