高三物理光的電磁說(shuō).ppt

1、20-3 光的電磁說(shuō),光的干涉現(xiàn)象,光的衍射現(xiàn)象,光是一種波,19世紀(jì)中葉，光的波動(dòng)說(shuō)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,不同點(diǎn)：機(jī)械波的傳播一定需要介質(zhì)，其波速與介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，與波的頻率無(wú)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3.0108ms，在介質(zhì)中傳播時(shí)，波速和波長(zhǎng)不僅與介質(zhì)性質(zhì)有關(guān)，還與頻率有關(guān),電磁波與機(jī)械波的比較,共同點(diǎn)：都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象；它們波動(dòng)的頻率都取決于波源的頻率；在不同介質(zhì)中

2、傳播，頻率都不變,麥克斯韋（James Clerk Maxwell，18311879），英國(guó)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(ài)丁堡1847年入愛(ài)丁堡大學(xué)聽(tīng)課，專攻數(shù)學(xué)他很重視實(shí)驗(yàn)，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(shuō)：“把數(shù)學(xué)分析和實(shí)驗(yàn)研究聯(lián)合使用得到的物理科學(xué)知識(shí)，比之一個(gè)單純的實(shí)驗(yàn)人員或單純的數(shù)學(xué)家所具有的知識(shí)更加堅(jiān)實(shí)、有益而牢固” 1850年考入劍橋大學(xué)，1854年以優(yōu)異成績(jī)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

3、劃卡文迪什實(shí)驗(yàn)室，隨后被任命在劍橋大學(xué)創(chuàng)辦卡文迪什實(shí)驗(yàn)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,麥克斯韋一生從事過(guò)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(shí)驗(yàn)研究時(shí)，被書中的新穎見(jiàn)解所吸引，他敏銳地領(lǐng)會(huì)到了法拉第的“力線”和“場(chǎng)”的概念的重要性他注意到全書竟然無(wú)一數(shù)學(xué)公式，說(shuō)明法拉第的學(xué)說(shuō)還缺乏嚴(yán)密的理論形式在老師威廉湯姆孫的啟發(fā)和幫助下，決心用自己的數(shù)學(xué)才能來(lái)彌補(bǔ)法拉第工作的這一缺陷,麥克斯韋,18551856,論法拉第力線,18611862,論物理力線,1865,電磁場(chǎng)的動(dòng)力學(xué)理論,1

4、8651873,電磁理論,麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論從超距作用過(guò)渡到以場(chǎng)為基本變量，是科學(xué)認(rèn)識(shí)的一個(gè)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,18861888年間赫茲做了一系列實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，并且測(cè)出了實(shí)驗(yàn)中的電磁波頻率和波長(zhǎng)，從而計(jì)算出電磁波的傳播速度，發(fā)現(xiàn)電磁波的速度確實(shí)與光速相同，證明了光的電磁說(shuō)的正確性這樣麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論就把電、磁、光學(xué)規(guī)律統(tǒng)一起來(lái)，完成了人類認(rèn)識(shí)史上的一次“大綜合,二、電磁波譜,1、紅外線,A、（真空中）波長(zhǎng)數(shù)量級(jí)：106102m,B、發(fā)現(xiàn)過(guò)程,C、產(chǎn)生,一切物體（包括大地、人體、農(nóng)作物和車船）都在發(fā)射紅外線，物體的溫度越高，輻射的紅外線越強(qiáng)（

5、波長(zhǎng)越短,D、特點(diǎn),最顯著的是熱作用,E、應(yīng)用,1）紅外線加熱,2）紅外攝影,3）紅外線成像,利用靈敏的紅外線探測(cè)器接收物體發(fā)出的紅外線，用電子儀器對(duì)收到的信號(hào)進(jìn)行處理，就可以知道被測(cè)物體的信息,紅外線主要作用是熱作用，可以利用紅外線來(lái)加熱物體和進(jìn)行紅外線遙感,紅外線技術(shù)的應(yīng)用,詳介,2、紫外線,A、（真空中）波長(zhǎng)數(shù)量級(jí)：109107m,B、發(fā)現(xiàn)過(guò)程,C、產(chǎn)生,任何高溫物體發(fā)出的光中都含有紫外線,D、特性,化學(xué)作用，熒光效應(yīng)，殺菌消毒作用,E、應(yīng)用,1）紫外照相，可辨別出很細(xì)微差別,2）照明和誘殺害蟲的日光燈，黑光燈,3）醫(yī)院里病房和手術(shù)室的消毒,4）治療皮膚病，硬骨病,紫外線,畫面上可以清晰

6、的看到錢幣上的防偽標(biāo)記,倫琴射線,波長(zhǎng)比紫外線更短的光叫做倫琴射線，也叫X射線是德國(guó)物理學(xué)家倫琴在1895年發(fā)現(xiàn)的他的穿透能力很強(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(yáng)極 （也叫對(duì)陰極,3、倫琴射線,A、波長(zhǎng)很短,B、發(fā)現(xiàn)過(guò)程,C、產(chǎn)生條件,高速電子流射到任體固體上，都會(huì)產(chǎn)生X射線,D、特性,穿透本領(lǐng)很強(qiáng),E、應(yīng)用： 工業(yè)上金屬探傷； 醫(yī)療上透視人體,三、電磁波譜,1、頻率由低到高（波長(zhǎng)由長(zhǎng)到短）將不同電磁波排成一列，其順序?yàn)闊o(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、倫琴射線、射線,2、電磁波產(chǎn)生的機(jī)理,利用紅外線檢測(cè)人體的健康狀態(tài)，本圖片是人體的背部熱圖，透過(guò)圖片可以根據(jù)不同顏色判斷病變區(qū)域,返回,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利用紅外線發(fā)射器、接收器及屏幕顯示器，油畫