高中物理第三冊光的電磁說ppt

1、光的電磁說,光的電磁說,光的電磁說,麥克斯韋,電磁波譜,紅外線,紫外線,倫琴射線,,光的干涉現(xiàn)象,光的衍射現(xiàn)象,光是一種波,光的電磁說,19世紀(jì)中葉，光的波動說已經(jīng)得到了公認(rèn)，但是光波的本質(zhì)到底是什么，是像水波？還是像聲波呢？,,19世紀(jì)60年代，麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，并從理論上得出電磁波在真空中的傳播速度應(yīng)為：,,光是一種電磁波,返回目錄,光的電磁說,1、麥克斯韋根據(jù)電磁理論，發(fā)現(xiàn)電磁波的波速與光速相同，提出了光是一種電磁波的假

2、說．赫茲通過實驗證實了光的電磁本質(zhì)，光的電磁說把光學(xué)和電學(xué)統(tǒng)一起來了．,2、光的顏色是由電磁波的頻率決定的．不同頻率的色光在真空中波速相同，在介質(zhì)中波速不同．同一色光在不同介質(zhì)中，頻率（顏色）不變，波長和波速都要改變．在同一介質(zhì)中，頻率越高，波速起?。?3、電磁波與機(jī)械波的比較: 共同點：都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象；它們波動的頻率都取決于波源的頻率；在不同介質(zhì)中傳播，頻率都不變． 不同點：機(jī)械波的傳播一定需要介質(zhì)

3、，其波速與介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，與波的頻率無關(guān)．而電磁波本身就是一種物質(zhì)，它可以在真空中傳播，也可以在介質(zhì)中傳播．電磁波在真空中傳播的速度均為3.0×108m／s，在介質(zhì)中傳播時，波速和波長不僅與介質(zhì)性質(zhì)有關(guān)，還與頻率有關(guān)．,關(guān)于光的電磁說的幾點強(qiáng)調(diào),返回目錄,麥克斯韋（James Clerk Maxwell，1831－1879），英國物理學(xué)家，經(jīng)典電磁理論的奠基人．1831年6月13日出生于愛丁堡．1847年入愛丁堡大學(xué)聽課，專攻

4、數(shù)學(xué)．他很重視實驗，涉獵電化學(xué)、光學(xué)、分子物理學(xué)以及機(jī)械工程等等．他說：“把數(shù)學(xué)分析和實驗研究聯(lián)合使用得到的物理科學(xué)知識，比之一個單純的實驗人員或單純的數(shù)學(xué)家所具有的知識更加堅實、有益而牢固．” 1850年考入劍橋大學(xué)，1854年以優(yōu)異成績畢業(yè)并獲得了學(xué)位，留校工作．1856年起任蘇格蘭阿伯丁的馬里沙耳學(xué)院的自然哲學(xué)講座教授，直到1874年．經(jīng)法拉第舉薦，自1860年起任倫敦皇家學(xué)院的物理學(xué)和天文學(xué)教授．1871年起負(fù)責(zé)籌劃卡文迪什實驗

5、室，隨后被任命在劍橋大學(xué)創(chuàng)辦卡文迪什實驗室并擔(dān)任第一任負(fù)責(zé)人．1879年11月5日麥克斯韋因患癌癥在劍橋逝世，終年僅48歲．,麥克斯韋,返回目錄,麥克斯韋一生從事過多方面的物理學(xué)研究工作，最杰出的貢獻(xiàn)是在經(jīng)典電磁理論方面．在劍橋讀書期間，麥克斯韋在讀法拉第的《電學(xué)實驗研究》時，被書中的新穎見解所吸引，他敏銳地領(lǐng)會到了法拉第的“力線”和“場”的概念的重要性．他注意到全書竟然無一數(shù)學(xué)公式，說明法拉第的學(xué)說還缺乏嚴(yán)密的理論形式．在老師威廉&#

6、183;湯姆孫的啟發(fā)和幫助下，決心用自己的數(shù)學(xué)才能來彌補(bǔ)法拉第工作的這一缺陷．,返回目錄,麥克斯韋,,,,1855～1856,《論法拉第力線》,,1861～1862,《論物理力線》,,1865,《電磁場的動力學(xué)理論》,,1865～1873,《電磁理論》,返回目錄,麥克斯韋的電磁場理論從超距作用過渡到以場為基本變量，是科學(xué)認(rèn)識的一個革命性變革，根據(jù)研究，麥克斯韋大膽斷言：光本身就是電磁波．,1886～1888年間赫茲做了一系列實驗證實了電

7、磁波的存在，并且測出了實驗中的電磁波頻率和波長，從而計算出電磁波的傳播速度，發(fā)現(xiàn)電磁波的速度確實與光速相同，證明了光的電磁說的正確性．這樣麥克斯韋的電磁場理論就把電、磁、光學(xué)規(guī)律統(tǒng)一起來，完成了人類認(rèn)識史上的一次“大綜合”．,返回目錄,光的電磁說,紅外線,在電磁波中，能夠作用于人的眼睛并引起視覺的，只是一個很窄的波段，通常叫做可見光。其中波長最短的是紫光，波長約為400nm波長最長的是紅光，波長約為770nm，波長更長的光不能引起視覺，

8、叫做紅外線，紅外線的波長范圍很寬，約為770nm～106nm．,返回目錄,利用靈敏的紅外線探測器接收物體發(fā)出的紅外線，用電子儀器對收到的信號進(jìn)行處理，就可以知道被測物體的信息,紅外線主要作用是熱作用，可以利用紅外線來加熱物體和進(jìn)行紅外線遙感,光的電磁說,,,,,,紅外線技術(shù)的應(yīng)用,,,返回目錄,詳介,光的電磁說,紫外線,紫外線也是不可見光，他的波長比紫光還短，大約為5nm～40nm．紫外線有熒光作用，有些物質(zhì)受到紫外線照射時可以發(fā)出可見

9、光． 紫外線可以促使人體合成維生素D，有助于人體對鈣的吸收，所以兒童經(jīng)常曬太陽能夠預(yù)防缺鈣引起的佝僂病，但是過多的紫外線會使皮膚粗糙，甚至誘發(fā)皮膚癌． 紫外線能夠殺滅多種細(xì)菌，可以用紫外線進(jìn)行消毒．,注意：紅外線與紫外線人眼都是看不到的,返回目錄,光的電磁說,紫外線,畫面上可以清晰的看到錢幣上的防偽標(biāo)記,返回目錄,,,,倫琴射線,波長比紫外線更短的光叫做倫琴射線，也叫X射線是德國物理學(xué)家倫琴在1895年發(fā)現(xiàn)的．他的穿透能

10、力很強(qiáng)，能使包在黑紙里的照像底片感光，下圖是產(chǎn)生X射線的裝置，叫做X射線管：,1、K是陰極,2、A是陽極（也叫對陰極）,返回目錄,光的電磁說,此外還有比倫琴射線波長更短的電磁波，那就是γ射線，我們將在以后學(xué)習(xí)．,返回目錄,光的電磁說,電磁波譜,,,點擊畫面觀看動畫,返回目錄,光的電磁說,按頻率由小到大（波長由大到小）排列形成的電磁波譜是：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、倫琴射線、γ射線．這些頻率不同的電磁波本質(zhì)是相同的．它們的行為

11、服從共同的規(guī)律，但是他們產(chǎn)生的機(jī)理不同，因而具有不同的特性．在觀察方法和應(yīng)用上也有所不同． 1．不同電磁波產(chǎn)生的機(jī)理 無線電波是振蕩電路中自由電子作周期性的運(yùn)動產(chǎn)生的．紅外線、可見光、紫外線是原子外層電子受激發(fā)產(chǎn)生的．倫琴射線是原子內(nèi)層電子受激發(fā)產(chǎn)生的．γ射線是原子核受激發(fā)產(chǎn)生的． 2、頻率（波長）不同的電磁波表現(xiàn)出作用不同．紅外線主要作用是熱作用，可以利用紅外線來加熱物體和進(jìn)行紅外線遙感；紫外線主

12、要作用是化學(xué)作用，可用來殺菌和消毒；倫琴射線有較強(qiáng)的穿透本領(lǐng)，利用其穿透本領(lǐng)與物質(zhì)的密度有關(guān)，進(jìn)行對人體的透視和檢查部件的缺陷；γ射線的穿透本領(lǐng)更大，在工業(yè)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，如探傷，測厚或用γ刀進(jìn)行手術(shù)．,關(guān)于電磁波譜的幾點強(qiáng)調(diào),返回目錄,光的電磁說,利用紅外線檢測人體的健康狀態(tài)，本圖片是人體的背部熱圖，透過圖片可以根據(jù)不同顏色判斷病變區(qū)域．,,返回,光的電磁說,紅外線檢視器是利用紅外線能穿透顏料的特性，揭示顏料層下隱藏的資料．