高中物理 14.5《電磁波譜》 新人教選修34

第十四章電磁波第五節(jié)電磁波譜.一、麥克斯韋簡(jiǎn)介三、電磁波譜紅外線(xiàn)紫外線(xiàn)倫琴射線(xiàn)二、各種電磁波.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≈光速.

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說(shuō)．赫茲通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了光的電磁本質(zhì).

光的電磁說(shuō)把光學(xué)和電學(xué)統(tǒng)一起來(lái)了．關(guān)于光的電磁說(shuō)的幾點(diǎn)強(qiáng)調(diào).

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(zhǎng)和波速都要改變．在同一介質(zhì)中，頻率越高，波速越?。P(guān)于光的電磁說(shuō)的幾點(diǎn)強(qiáng)調(diào).

3、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)中傳播，頻率都不變．關(guān)于光的電磁說(shuō)的幾點(diǎn)強(qiáng)調(diào).

3、電磁波與機(jī)械波的比較:

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3.0×108m／s，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)．關(guān)于光的電磁說(shuō)的幾點(diǎn)強(qiáng)調(diào).（1831－1879），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(zhuān)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．”麥克斯韋.

1850年考入劍橋大學(xué)， 1854年以?xún)?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(shū)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(shū)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(xiàn)”和“場(chǎng)”的概念的重要性．他注意到全書(shū)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1855～1856《論法拉第力線(xiàn)》這是麥克斯韋用數(shù)學(xué)工具表達(dá)法拉第學(xué)說(shuō)的開(kāi)端1861～1862《論物理力線(xiàn)》在這一文中的思想已經(jīng)超過(guò)法拉第，不僅對(duì)各種電磁現(xiàn)象的聯(lián)系，提供了統(tǒng)一的解釋?zhuān)彝诰虺龈钊氲膬?nèi)在本質(zhì)，這是麥克斯韋為電磁場(chǎng)理論建立邁出的關(guān)鍵性一步。1865《電磁場(chǎng)的動(dòng)力學(xué)理論》在實(shí)驗(yàn)事實(shí)及動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)上構(gòu)筑了一座全新的電磁學(xué)理論大廈。1865～1873《電磁理論》被認(rèn)為可以和牛頓的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》交相輝映．麥克斯韋的電磁理論成為經(jīng)典物理學(xué)的重要支柱之一．（1831－1879）.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．

1886～1888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(lèi)認(rèn)識(shí)史上的一次“大綜合”．.紅外線(xiàn)在電磁波中，能夠作用于人的眼睛并引起視覺(jué)的，只是一個(gè)很窄的波段，通常叫做可見(jiàn)光。其中波長(zhǎng)最短的是紫光，波長(zhǎng)約為400nm波長(zhǎng)最長(zhǎng)的是紅光，波長(zhǎng)約770nm.

波長(zhǎng)更長(zhǎng)的光不能引起視覺(jué)，叫做紅外線(xiàn)，紅外線(xiàn)的波長(zhǎng)范圍很寬.

約為770nm～106nm．.紅外線(xiàn)一切物體,都在輻射紅外線(xiàn).

物體溫度越高,輻射的紅外線(xiàn)越強(qiáng).

物體溫度越高,輻射的紅外線(xiàn)波長(zhǎng)越短.

熱輻射----即紅外線(xiàn)輻射,熱傳遞方式之一.利用靈敏的紅外線(xiàn)探測(cè)器接收物體發(fā)出的紅外線(xiàn)，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(xiàn)主要作用是熱作用，可以利用紅外線(xiàn)來(lái)加熱物體和進(jìn)行紅外線(xiàn)遙感紅外線(xiàn)技術(shù)的應(yīng)用注意:

烤箱中的紅光,不是紅外線(xiàn),紅外線(xiàn)是看不見(jiàn)的..紅外線(xiàn)感應(yīng)防盜報(bào)警器它是將紅外線(xiàn)遙感探測(cè)技術(shù)和無(wú)線(xiàn)數(shù)碼遙控技術(shù)結(jié)合的高科技新型產(chǎn)品，利用人體所產(chǎn)生的微弱紅外線(xiàn)而觸發(fā)。當(dāng)有人試圖進(jìn)入它的探測(cè)范圍時(shí)，它就會(huì)發(fā)出警報(bào)聲，直到人離開(kāi)才停止。.紅外線(xiàn)反射型檢測(cè)傳感器它是一種一體化的紅外線(xiàn)發(fā)射、接收器件，內(nèi)部包含紅外線(xiàn)發(fā)射、接收及信號(hào)放大與處理電路，能夠以非接觸的形式檢測(cè)出前方一定范圍內(nèi)的人體或物體。工作穩(wěn)定可靠，性能優(yōu)良，可廣泛應(yīng)用于各種自動(dòng)檢測(cè)、報(bào)警和控制等裝置中。如：光電計(jì)數(shù)器，接近式照明開(kāi)關(guān)，自動(dòng)干手器，自控水龍頭，感應(yīng)門(mén)鈴，倒車(chē)告警電路.紅外線(xiàn)水份計(jì)利用紅外線(xiàn)照射加溫功能,使被測(cè)試樣本內(nèi)的水份蒸發(fā)散失,自動(dòng)換算其含水率,適用于各形式的產(chǎn)品水份測(cè)定,依其功能特性可分為上皿天平式、電子天平式、陶瓷熱管式及最新研發(fā)產(chǎn)品----微量水份計(jì).紅外溫度變送器它是一個(gè)非接觸測(cè)量系統(tǒng)，根據(jù)紅外輻射的測(cè)量原理，由一個(gè)濾鏡和紅外探測(cè)器(熱電偶堆)組成。使用時(shí)對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)物體，能測(cè)量物體的溫度.紫外線(xiàn)紫外線(xiàn)也是不可見(jiàn)光，他的波長(zhǎng)比紫光還短，大約為5nm～40nm．紫外線(xiàn)有熒光作用，有些物質(zhì)受到紫外線(xiàn)照射時(shí)可以發(fā)出可見(jiàn)光．紫外線(xiàn)可以促使人體合成維生素D，有助于人體對(duì)鈣的吸收，所以?xún)和?jīng)常曬太陽(yáng)能夠預(yù)防缺鈣引起的佝僂病，但是過(guò)多的紫外線(xiàn)會(huì)使皮膚粗糙，甚至誘發(fā)皮膚癌．紫外線(xiàn)能夠殺滅多種細(xì)菌，可以用紫外線(xiàn)進(jìn)行消毒．注意：紅外線(xiàn)與紫外線(xiàn)人眼都是看不到的.畫(huà)面上可以清晰的看到錢(qián)幣上的防偽標(biāo)記紫外線(xiàn)注意:

消毒燈、驗(yàn)鈔機(jī)燈看起來(lái)是淡藍(lán)色的。這不是紫外線(xiàn)。紫外線(xiàn)看不見(jiàn)。消毒燈、驗(yàn)鈔機(jī)燈除發(fā)出紫外線(xiàn)外，還發(fā)出少量紫光和藍(lán)光.倫琴射線(xiàn)波長(zhǎng)比紫外線(xiàn)更短的光叫做倫琴射線(xiàn)，也叫X射線(xiàn).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(xiàn)的裝置，叫做X射線(xiàn)管：1、K是陰極2、A是陽(yáng)極（也叫對(duì)陰極）.此外還有比倫琴射線(xiàn)波長(zhǎng)更短的電磁波，那就是γ射線(xiàn)，我們將在以后學(xué)習(xí)．.按頻率由小到大（波長(zhǎng)由大到?。┡帕行纬傻碾姶挪ㄗV是：無(wú)線(xiàn)電波、紅外線(xiàn)、可見(jiàn)光、紫外線(xiàn)、倫琴射線(xiàn)、γ射線(xiàn)．這些頻率不同的電磁波本質(zhì)是相同的．它們的行為服從共同的規(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(guān)察方法和應(yīng)用上也有所不同．關(guān)于電磁波譜的幾點(diǎn)強(qiáng)調(diào).1．不同電磁波產(chǎn)生的機(jī)理無(wú)線(xiàn)電波是振蕩電路中自由電子作周期性的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的．紅外線(xiàn)、可見(jiàn)光、紫外線(xiàn)是原子外層電子受激發(fā)產(chǎn)生的．倫琴射線(xiàn)是原子內(nèi)層電子受激發(fā)產(chǎn)的．

γ射線(xiàn)是原子核受激發(fā)產(chǎn)生的．關(guān)于電磁波譜的幾點(diǎn)強(qiáng)調(diào).2、頻率(波長(zhǎng))不同的電磁波表現(xiàn)出作用不同．紅外線(xiàn)主要作用是熱作用，可以利用紅外線(xiàn)來(lái)加熱物體和進(jìn)行紅外線(xiàn)遙感；紫外線(xiàn)主要作用是化學(xué)作用，可用來(lái)殺菌和消毒；倫琴射線(xiàn)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(duì)人體的透視和檢查部件的缺陷；

γ射線(xiàn)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(cè)厚或用γ刀進(jìn)行手術(shù)．關(guān)于電磁波譜的幾點(diǎn)強(qiáng)調(diào).利用紅外線(xiàn)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(xiàn)檢視器是利用紅外線(xiàn)能穿透顏料的特性，揭示顏料層下隱藏的資料．利用紅外線(xiàn)發(fā)射器、接收器及屏幕顯示器，油畫(huà)上炭筆初稿稿及已往曾經(jīng)進(jìn)行過(guò)的修復(fù)工作都能一一呈現(xiàn)于眼前．返回.紅外線(xiàn)衛(wèi)星云圖顯示一九九九年九月十六日臺(tái)風(fēng)約克于清晨靠近香港時(shí),中心的風(fēng)眼清晰可見(jiàn)．.行星狀星云NGC7027的紅外線(xiàn)照片返回..9、靜夜四無(wú)鄰，荒居舊業(yè)貧。。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、雨中黃葉樹(shù)，燈下白頭人。。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20234:24:40PM11、以我獨(dú)沈久，愧君相見(jiàn)頻。。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、故人江海別，幾度隔山川。。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、乍見(jiàn)翻疑夢(mèng)，相悲各問(wèn)年。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國(guó)見(jiàn)青山。。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、比不了得就不比，得不到的就不要。。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、行動(dòng)出成果，工作出財(cái)富。。2023/2/32023/2/303February202317、做前，能夠環(huán)視四周；做時(shí)，你只能或者最好沿著以腳為起點(diǎn)的射線(xiàn)向前。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/39、沒(méi)有失敗，只有暫時(shí)停止成功！。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、很多事情努力了未必有結(jié)果，但是不努力卻什么改變也沒(méi)有。。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20234:24:40PM11、成功就是日復(fù)一日那一點(diǎn)點(diǎn)小小努力的積累。。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、世間成事，不求其絕對(duì)圓滿(mǎn)，留一份不足，可得無(wú)限完美。。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、不知香積寺，數(shù)里入云峰。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、意志堅(jiān)強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、楚塞三湘接，荊門(mén)九派通。。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、少年十五二十時(shí)，步行奪得胡馬騎。。2023/2/32023/2/303February202317、空山新雨后，天氣晚來(lái)秋。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/39、楊柳散和風(fēng)，青山澹吾慮。。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、閱讀一切好書(shū)如同和過(guò)去最杰出的人談話(huà)。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20234:24:40PM11、越是沒(méi)有本領(lǐng)的就越加自命不凡。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、越是無(wú)能的人，越喜歡挑剔別人的錯(cuò)兒。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、知人者智，自知者明。勝人者有力，自勝者強(qiáng)。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、意志堅(jiān)強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過(guò)于提升自我。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、業(yè)余生活