高二物理光的电磁说

光波动性————光电磁说木头凳高级中学孙中军（chendong10@163.com

）1/21光电磁说光电磁说麦克斯韦电磁波谱红外线紫外线伦琴射线2/21光干涉现象光衍射现象光是一个波光电磁说19世纪中叶，光波动说已经得到了公认，不过光波本质到底是什么，是像水波？还是像声波呢？19世纪60年代，麦克斯韦预言了电磁波存在，并从理论上得出电磁波在真空中传输速度应为：光是一个电磁波≈光速返回目录3/21光电磁说

1、麦克斯韦依据电磁理论，发觉电磁波波速与光速相同，提出了光是一个电磁波假说．赫兹经过试验证实了光电磁本质，光电磁说把光学和电学统一起来了．2、光颜色是由电磁波频率决定．不一样频率色光在真空中波速相同，在介质中波速不一样．同一色光在不一样介质中，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，波速起小．3、电磁波与机械波比较:共同点：都能产生干涉和衍射现象；它们波动频率都取决于波源频率；在不一样介质中传输，频率都不变．不一样点：机械波传输一定需要介质，其波速与介质性质相关，与波频率无关．而电磁波本身就是一个物质，它能够在真空中传输，也能够在介质中传输．电磁波在真空中传输速度均为3.0×108m／s，在介质中传输时，波速和波长不但与介质性质相关，还与频率相关．关于光电磁说几点强调

返回目录4/21

麦克斯韦（JamesClerkMaxwell，1831－1879），英国物理学家，经典电磁理论奠基人．1831年6月13日出生于爱丁堡．1847年入爱丁堡大学听课，专攻数学．他很重视试验，涉猎电化学、光学、分子物理学以及机械工程等等．他说：“把数学分析和试验研究联合使用得到物理科学知识，比之一个单纯试验人员或单纯数学家所含有知识愈加坚实、有益而牢靠．”1850年考入剑桥大学，1854年以优异成绩毕业并取得了学位，留校工作．1856年起任苏格兰阿伯丁马里沙耳学院自然哲学讲座教授，直到1874年．经法拉第举荐，自1860年起任伦敦皇家学院物理学和天文学教授．1871年起负责策划卡文迪什试验室，随即被任命在剑桥大学创办卡文迪什试验室并担任第一任责任人．1879年11月5日麦克斯韦因患癌症在剑桥逝世，终年仅48岁．麦克斯韦返回目录5/21

麦克斯韦一生从事过多方面物理学研究工作，最出色贡献是在经典电磁理论方面．在剑桥读书期间，麦克斯韦在读法拉第《电学试验研究》时，被书中新奇看法所吸引，他敏锐地领会到了法拉第“力线”和“场”概念主要性．他注意到全书竟然无一数学公式，说明法拉第学说还缺乏严密理论形式．在老师威廉·汤姆孙启发和帮助下，决心用自己数学才能来填补法拉第工作这一缺点．返回目录6/21麦克斯韦1855～1856《论法拉第力线》这是麦克斯韦用数学工具表示法拉第学说开端1861～1862《论物理力线》在这一文中思想已经超出法拉第，不但对各种电磁现象联络，提供了统一解释，而且挖掘出更深入内在本质，这是麦克斯韦为电磁场理论建立迈出关键性一步。1865《电磁场动力学理论》在试验事实及动力学基础上构筑了一座全新电磁学理论大厦。1865～1873《电磁理论》被认为能够和牛顿《自然哲学数学原理》交相辉映．麦克斯韦电磁理论成为经典物理学主要支柱之一．返回目录7/21

麦克斯韦电磁场理论从超距作用过渡到以场为基本变量，是科学认识一个革命性变革，依据研究，麦克斯韦大胆断言：光本身就是电磁波．

1886～1888年间赫兹做了一系列试验证实了电磁波存在，而且测出了试验中电磁波频率和波长，从而计算出电磁波传输速度，发觉电磁波速度确实与光速相同，证实了光电磁说正确性．这么麦克斯韦电磁场理论就把电、磁、光学规律统一起来，完成了人类认识史上一次“大综合”．返回目录8/21光电磁说红外线

在电磁波中，能够作用于人眼睛并引发视觉，只是一个很窄波段，通常叫做可见光。其中波长最短是紫光，波长约为400nm波长最长是红光，波长约为770nm，波长更长光不能引发视觉，叫做红外线，红外线波长范围很宽，约为770nm～106nm．返回目录9/21利用灵敏红外线探测器接收物体发出红外线，用电子仪器对收到信号进行处理，就能够知道被测物体信息红外线主要作用是热作用，能够利用红外线来加热物体和进行红外线遥感光电磁说红外线技术应用返回目录详介10/21光电磁说紫外线

紫外线也是不可见光，他波长比紫光还短，大约为5nm～40nm．紫外线有荧光作用，有些物质受到紫外线照射时能够发出可见光．紫外线能够促使人体合成维生素D，有利于人体对钙吸收，所以儿童经常晒太阳能够预防缺钙引发佝偻病，不过过多紫外线会使皮肤粗糙，甚至诱发皮肤癌．紫外线能够杀灭各种细菌，能够用紫外线进行消毒．注意：红外线与紫外线人眼都是看不到返回目录11/21光电磁说紫外线画面上能够清楚看到钱币上防伪标识返回目录12/21光电磁说伦琴射线

波长比紫外线更短光叫做伦琴射线，也叫X射线是德国物理学家伦琴在1895年发觉．他穿透能力很强，能使包在黑纸里照像底片感光，下列图是产生X射线装置，叫做X射线管：1、K是阴极2、A是阳极（也叫对阴极）返回目录13/21

另外还有比伦琴射线波长更短电磁波，那就是γ射线，我们将在以后学习．返回目录14/21光电磁说电磁波谱点击画面观看动画返回目录15/21光电磁说

按频率由小到大（波长由大到小）排列形成电磁波谱是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线．这些频率不一样电磁波本质是相同．它们行为服从共同规律，不过他们产生机理不一样，因而含有不一样特征．在观察方法和应用上也有所不一样．1．不一样电磁波产生机理无线电波是振荡电路中自由电子作周期性运动产生．红外线、可见光、紫外线是原子外层电子受激发产生．伦琴射线是原子内层电子受激发产生．γ射线是原子核受激发产生．2、频率（波长）不一样电磁波表现出作用不一样．红外线主要作用是热作用，能够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；伦琴射线有较强穿透本事，利用其穿透本事与物质密度相关，进行对人体透视和检验部件缺点；γ射线穿透本事更大，在工业和医学等领域有广泛应用，如探伤，测厚或用γ刀进行手术．关于电磁波谱几点强调

返回目录16/21利用红外线检测人体健康状态，本图片是人体背部热图，透过图片能够依据不一样颜色判断病变区域．返回17/21红外线检视器是利用红外线能穿透颜料特征，揭示顏料层下隐藏资料．利用红外线发