高二物理电磁波谱1ppt课件

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1、电磁波谱电磁波谱一、麦克斯韦简介一、麦克斯韦简介三、电磁波谱三、电磁波谱红外线红外线紫外线紫外线伦琴射线伦琴射线二、各种电磁波二、各种电磁波光的干涉景象光的干涉景象光的衍射景象光的衍射景象光是一种波光是一种波 19 19世纪中叶，光的动摇说曾经得到了公认，世纪中叶，光的动摇说曾经得到了公认，但是光波的本质究竟是什么，是像水波？还但是光波的本质究竟是什么，是像水波？还是像声波呢？是像声波呢？19 19世纪世纪6060年代，麦克斯韦预言了电磁波年代，麦克斯韦预言了电磁波的存在，并从实际上得出电磁波在真空中的传的存在，并从实际上得出电磁波在真空中的传播速度应为：播速度应为：sm1011.38光是一种

2、电磁波光是一种电磁波光速光速 1 1、麦克斯韦根据电磁实际，发现电磁波的波、麦克斯韦根据电磁实际，发现电磁波的波速与光速一样，提出了光是一种电磁波的假速与光速一样，提出了光是一种电磁波的假说说 赫兹经过实验证明了光的电磁本质赫兹经过实验证明了光的电磁本质.光的电磁说把光学和电学一致同来了光的电磁说把光学和电学一致同来了关于光的电磁说的几点强调 2 2、光的颜色是由电磁波的频率决议的、光的颜色是由电磁波的频率决议的 不同频率的色光在真空中波速一样，在介质不同频率的色光在真空中波速一样，在介质中波速不同中波速不同 同一色光在不同介质中，频率颜色不变，同一色光在不同介质中，频率颜色不变，波长和波速都

3、要改动波长和波速都要改动 在同一介质中，频率越高，波速越小在同一介质中，频率越高，波速越小关于光的电磁说的几点强调 3 3、电磁波与机械波的比较、电磁波与机械波的比较:共同点：共同点：都能产生干涉和衍射景象；都能产生干涉和衍射景象；它们动摇的频率都取决于波源的频率；它们动摇的频率都取决于波源的频率；在不同介质中传播，频率都不变在不同介质中传播，频率都不变 关于光的电磁说的几点强调 3 3、电磁波与机械波的比较、电磁波与机械波的比较:不同点：不同点：机械波的传播一定需求介质，其波速与介质的机械波的传播一定需求介质，其波速与介质的性质有关，与波的频率无关性质有关，与波的频率无关 而电磁波本身就是一

4、种物质，它可以在真空中而电磁波本身就是一种物质，它可以在真空中传播，也可以在介质中传播传播，也可以在介质中传播 电磁波在真空中传播的速度均为电磁波在真空中传播的速度均为3.03.0108m108ms s，在介质中传播时，波速和波长不仅与介质性质有在介质中传播时，波速和波长不仅与介质性质有关，还与频率有关关，还与频率有关关于光的电磁说的几点强调 1831183118791879，英国，英国 物理学家物理学家,经典电磁实际的奠基人经典电磁实际的奠基人 1831 1831年年6 6月月1313日出生于爱丁堡日出生于爱丁堡18471847年入爱年入爱丁堡大学听课，专攻数学他很注重实验，涉猎丁堡大学听课

5、，专攻数学他很注重实验，涉猎电化学、光学、分子物理学以及机械工程等电化学、光学、分子物理学以及机械工程等等他说：等他说：“把数学分析和实验研讨结合运用得把数学分析和实验研讨结合运用得到的物文科学知识，比之一个单纯的实验人员或到的物文科学知识，比之一个单纯的实验人员或单纯的数学家所具有的知识更加坚实、有益而结单纯的数学家所具有的知识更加坚实、有益而结实实麦克斯韦麦克斯韦 1850 1850年考入剑桥大学，年考入剑桥大学，18541854年以优年以优 异成果毕业并获得了学位，留校工异成果毕业并获得了学位，留校工 作作18561856年起任苏格兰阿伯丁的马年起任苏格兰阿伯丁的马 里沙耳学院的自然哲学

6、讲座教授，直到里沙耳学院的自然哲学讲座教授，直到18741874年经法拉第引荐，自年经法拉第引荐，自18601860年起任伦敦皇家年起任伦敦皇家学院的物理学和天文学教授学院的物理学和天文学教授18711871年起担任谋划年起担任谋划卡文迪什实验室，随后被任命在剑桥大学兴办卡卡文迪什实验室，随后被任命在剑桥大学兴办卡文迪什实验室并担任第一任担任人文迪什实验室并担任第一任担任人18791879年年1111月月5 5日麦克斯韦因患癌症在剑桥逝世，终年仅日麦克斯韦因患癌症在剑桥逝世，终年仅4848岁岁 麦克斯韦终身从事过多方面的物理学研讨任务，麦克斯韦终身从事过多方面的物理学研讨任务，最出色的奉献是在

7、经典电磁实际方面在剑桥读最出色的奉献是在经典电磁实际方面在剑桥读书期间，麦克斯韦在读法拉第的书期间，麦克斯韦在读法拉第的 时，被书中的新颖见解所吸引，他敏锐地领会时，被书中的新颖见解所吸引，他敏锐地领会到了法拉第的到了法拉第的“力线和力线和“场的概念的重要场的概念的重要性他留意到全书竟然无一数学公式，阐明法拉性他留意到全书竟然无一数学公式，阐明法拉第的学说还缺乏严密的实际方式在教师威第的学说还缺乏严密的实际方式在教师威廉廉汤姆孙的启发和协助下，决心用本人的数学汤姆孙的启发和协助下，决心用本人的数学才干来弥补法拉第任务的这一缺陷才干来弥补法拉第任务的这一缺陷 麦克斯韦麦克斯韦18551856 这

8、是麦克斯韦用数学工具表达法拉第学说的开端这是麦克斯韦用数学工具表达法拉第学说的开端18611862 在这一文中的思想曾经超越法拉第，不仅对各在这一文中的思想曾经超越法拉第，不仅对各种电磁景象的联络，提供了一致的解释，而且发种电磁景象的联络，提供了一致的解释，而且发掘出更深化的内在本质，这是麦克斯韦为电磁场掘出更深化的内在本质，这是麦克斯韦为电磁场实际建立迈出的关键性一步。实际建立迈出的关键性一步。1865 在实验现实及动力学的根底上构筑了一座全新在实验现实及动力学的根底上构筑了一座全新的电磁学实际大厦。的电磁学实际大厦。18651873 被以为可以和牛顿的被以为可以和牛顿的 交相辉映麦克斯韦的

9、电磁实际成为经典物理学交相辉映麦克斯韦的电磁实际成为经典物理学的重要支柱之一的重要支柱之一 18311879 麦克斯韦的电磁场实际从超距作用过渡到麦克斯韦的电磁场实际从超距作用过渡到以场为根本变量，是科学认识的一个革命性变以场为根本变量，是科学认识的一个革命性变革，根据研讨，麦克斯韦大胆断言：光本身就革，根据研讨，麦克斯韦大胆断言：光本身就是电磁波是电磁波 18861888年间赫兹做了一系列实验证明年间赫兹做了一系列实验证明了电磁波的存在，并且测出了实验中的电磁波了电磁波的存在，并且测出了实验中的电磁波频率和波长，从而计算出电磁波的传播速度，频率和波长，从而计算出电磁波的传播速度，发现电磁波的

10、速度确实与光速一样，证明了光发现电磁波的速度确实与光速一样，证明了光的电磁说的正确性这样麦克斯韦的电磁场实的电磁说的正确性这样麦克斯韦的电磁场实际就把电、磁、光学规律一致同来，完成了人际就把电、磁、光学规律一致同来，完成了人类认识史上的一次类认识史上的一次“大综合大综合红外线红外线 在电磁波中，可以作用于人的眼睛并引起视觉的，在电磁波中，可以作用于人的眼睛并引起视觉的，只是一个很窄的波段，通常叫做可见光。只是一个很窄的波段，通常叫做可见光。其中波长最短的是紫光，波长约为其中波长最短的是紫光，波长约为400nm400nm波长最长波长最长的是红光，波长约为的是红光，波长约为770nm.770nm.

11、波长更长的光不能引起视觉，叫做红外线，红外线波长更长的光不能引起视觉，叫做红外线，红外线的波长范围很宽的波长范围很宽.约为约为 770nm 770nm106 nm106 nm红外线红外线 一切物体一切物体,都在辐射红外线都在辐射红外线.物体温度越高物体温度越高,辐射的红外线越强辐射的红外线越强.物体温度越高物体温度越高,辐射的红外线波长越短辐射的红外线波长越短.热辐射热辐射-即红外线辐射即红外线辐射,热传送方式之一热传送方式之一利用灵敏的红外线探利用灵敏的红外线探测器接纳物体发出的测器接纳物体发出的红外线，用电子仪器红外线，用电子仪器对收到的信号进展处对收到的信号进展处置，就可以知道被测置，就

12、可以知道被测物体的信息物体的信息 红外线主要作红外线主要作用是热作用，可以用是热作用，可以利用红外线来加热利用红外线来加热物体和进展红外线物体和进展红外线遥感遥感 红外线技红外线技术的运用术的运用留意留意:烤箱中的红光烤箱中的红光,不是不是红外线红外线,红外线是看不见红外线是看不见的的.红外线感应防盗报警器红外线感应防盗报警器 它是将红外线遥感探测技术和无线数码遥控它是将红外线遥感探测技术和无线数码遥控技术结合的高科技新型产品，利用人体所产生的技术结合的高科技新型产品，利用人体所产生的微弱红外线而触发。当有人试图进入它的探测范微弱红外线而触发。当有人试图进入它的探测范围时，它就会发出警报声，直

13、到人分开才停顿。围时，它就会发出警报声，直到人分开才停顿。红外线反射型检测传感器红外线反射型检测传感器它是一种一体化的红外线发射、接纳器件，内它是一种一体化的红外线发射、接纳器件，内部包含红外线发射、接纳及信号放大与处置电部包含红外线发射、接纳及信号放大与处置电路，可以以非接触的方式检测出前方一定范围路，可以以非接触的方式检测出前方一定范围内的人体或物体。任务稳定可靠，性能优良，内的人体或物体。任务稳定可靠，性能优良，可广泛运用于各种自动检测、报警和控制等安可广泛运用于各种自动检测、报警和控制等安装中。如：光电计数器，接近式照明开关，自装中。如：光电计数器，接近式照明开关，自动干手器，自控水龙

14、头，动干手器，自控水龙头，感应门铃，倒车告警电路感应门铃，倒车告警电路红外线水分计红外线水分计 利用红外线照射加温功利用红外线照射加温功能能,使被测试样本内的水分蒸使被测试样本内的水分蒸发散失发散失,自动换算其含水率自动换算其含水率,适适用于各方式的产品水分测定用于各方式的产品水分测定,依其功能特性可分为上皿天依其功能特性可分为上皿天平式、电子天平式、陶瓷热平式、电子天平式、陶瓷热管式及最新研发产品管式及最新研发产品-微量微量水分计水分计红外温度变送器红外温度变送器 它是一个非接触丈量系统，根据红它是一个非接触丈量系统，根据红外辐射的丈量原理，由一个滤镜和红外探外辐射的丈量原理，由一个滤镜和红

15、外探测器测器(热电偶堆热电偶堆)组成。运用时对准目的物组成。运用时对准目的物体，能丈量物体的温度体，能丈量物体的温度紫外线紫外线 紫外线也是不可见光，他的波长比紫光还短，紫外线也是不可见光，他的波长比紫光还短，大约为大约为5nm5nm40nm40nm紫外线有荧光作用，有些物紫外线有荧光作用，有些物质遭到紫外线照射时可以发出可见光质遭到紫外线照射时可以发出可见光 紫外线可以促使人体合成维生素紫外线可以促使人体合成维生素D D，有助于人，有助于人体对钙的吸收，所以儿童经常晒太阳可以预防缺体对钙的吸收，所以儿童经常晒太阳可以预防缺钙引起的佝偻病，但是过多的紫外线会使皮肤粗钙引起的佝偻病，但是过多的紫

16、外线会使皮肤粗糙，甚至诱发皮肤癌糙，甚至诱发皮肤癌 紫外线可以杀灭多种细菌，可以用紫外线进展紫外线可以杀灭多种细菌，可以用紫外线进展消毒消毒留意：红外线与紫外线人眼都是看不到的留意：红外线与紫外线人眼都是看不到的 画面上可以明晰的看到钱画面上可以明晰的看到钱币上的防伪标志币上的防伪标志 紫外线紫外线留意留意:消毒灯、验钞机灯看起消毒灯、验钞机灯看起来是淡蓝色的。这不是紫外来是淡蓝色的。这不是紫外线。线。紫外线看不见。紫外线看不见。消毒灯、验钞机灯除发消毒灯、验钞机灯除发出紫外线外，还发出少量紫出紫外线外，还发出少量紫光和蓝光光和蓝光伦琴射线伦琴射线 波长比紫外线更短的光叫做伦琴射线，也叫波长比

17、紫外线更短的光叫做伦琴射线，也叫X X射线射线.是德国物理学家伦琴在是德国物理学家伦琴在18951895年发现的他的穿透才干年发现的他的穿透才干很强，能使包在黑纸里的照像底片感光，以下图是产很强，能使包在黑纸里的照像底片感光，以下图是产生生X X射线的安装，叫做射线的安装，叫做X X射线管：射线管：1 1、K K是阴极是阴极2 2、A A是阳极是阳极也叫对阴极也叫对阴极 此外还有比伦琴射线波长更此外还有比伦琴射线波长更短的电磁波，那就是短的电磁波，那就是射线，我们射线，我们将在以后学习将在以后学习 按频率由小到大波长由大到小陈列构按频率由小到大波长由大到小陈列构成的电磁波谱是：无线电波、红外线

18、、可见光、成的电磁波谱是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、紫外线、伦琴射线、射线射线 这些频率不同的电磁波本质是一样的它这些频率不同的电磁波本质是一样的它们的行为服从共同的规律，们的行为服从共同的规律，但是他们产生的机理不同，因此具有不同但是他们产生的机理不同，因此具有不同的特性在察看方法和运用上也有所不同的特性在察看方法和运用上也有所不同 关于电磁波谱的几点强调关于电磁波谱的几点强调 1 1不同电磁波产生的机理不同电磁波产生的机理 无线电波是振荡电路中自在电子作周期性无线电波是振荡电路中自在电子作周期性的运动产生的的运动产生的 红外线、可见光、紫外线是原子外层电子红外线、可见光、

19、紫外线是原子外层电子受激发产生的受激发产生的 伦琴射线是原子内层电子受激发产生的伦琴射线是原子内层电子受激发产生的 射线是原子核受激发产生的射线是原子核受激发产生的关于电磁波谱的几点强调关于电磁波谱的几点强调 2 2、频率、频率(波长波长)不同的电磁波表现出作用不同不同的电磁波表现出作用不同 红外线主要作用是热作用，可以利用红外线红外线主要作用是热作用，可以利用红外线来加热物体和进展红外线遥感；来加热物体和进展红外线遥感；紫外线主要作用是化学作用，可用来杀菌和紫外线主要作用是化学作用，可用来杀菌和消毒；消毒；伦琴射线有较强的穿透身手，利用其穿透身伦琴射线有较强的穿透身手，利用其穿透身手与物质的

20、密度有关，进展对人体的透视和检手与物质的密度有关，进展对人体的透视和检查部件的缺陷；查部件的缺陷；射线的穿透身手更大，在工业和医学等领射线的穿透身手更大，在工业和医学等领域有广泛的运用，如探伤，测厚或用域有广泛的运用，如探伤，测厚或用刀进展刀进展手术手术关于电磁波谱的几点强调关于电磁波谱的几点强调 利用红外线检测人体的安康形状，本图利用红外线检测人体的安康形状，本图片是人体的背部热图，透过图片可以根据片是人体的背部热图，透过图片可以根据不同颜色判别病变区域不同颜色判别病变区域前往 红外线检视器是利用红外线能穿透颜料的特性，提示顏料层下隐藏的资料利用红外线发射器、接纳器及屏幕显示器，油画上炭笔初稿稿及已往曾经进展过的修复任务都能一一呈现于眼前前往 红外线卫星云红外线卫星云图显示一九九九图显示一九九九年九月十六日台年九月十六日台风约克于清晨接风约克于清晨接近香港时近香港时,中心的中心的风眼明晰可见风眼明晰可见前往行星状星云行星状星云NGC 7027NGC 7027的红外线照片的红外线照片前往