第四部分光的电磁说ppt课件

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1、第四节第四节 光的电磁说光的电磁说光的电磁说光的电磁说光的电磁说麦克斯韦麦克斯韦电磁波谱电磁波谱红外线红外线紫外线紫外线伦琴射线伦琴射线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光的电磁说光的电磁说 19 19世纪中叶，光的动摇说曾经得到世纪中叶，光的动摇说曾经得到了公认，但是光波的本质究竟是什么，了公认，但是光波的本质究竟是什么，是像水波？还是像声波呢？是像水波？还是像声波呢？19 19世纪世纪6060年代，麦克斯韦预言了电磁年代，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波的存在，并从实际上得出电磁波在真空中的传播速度应为：空中的传播速度应为：sm101

2、1.38光是一种电磁波光是一种电磁波光速光速一、光的电磁说一、光的电磁说1 1、内容、内容 1865 1865年，英国年，英国物理学家麦克物理学家麦克斯韦预言了电斯韦预言了电磁波的存在，磁波的存在，提出光在本质提出光在本质上是一种电磁上是一种电磁波，光和一切波，光和一切电磁波一样，电磁波一样，在真空中的传在真空中的传播速度都为播速度都为3.003.00108m108ms s，这就是光的电这就是光的电磁说。磁说。麦克斯韦麦克斯韦James Clerk Maxwell，18311879，英国物理学家，经典电磁实际的奠基，英国物理学家，经典电磁实际的奠基人人1831年年6月月13日出生于爱丁堡日出生

3、于爱丁堡1847年入爱丁年入爱丁堡大学听课，专攻数学他很注重实验，涉猎电堡大学听课，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等他化学、光学、分子物理学以及机械工程等等他说：说：“把数学分析和实验研讨结合运用得到的物文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单纯的数科学知识，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、有益而结实学家所具有的知识更加坚实、有益而结实 1850年考入剑桥大学，年考入剑桥大学，1854年以优良成果毕业并年以优良成果毕业并获得了学位，留校任务获得了学位，留校任务1856年起任苏格兰阿伯年起任苏格兰阿伯

4、丁的马里沙耳学院的自然哲学讲座教授，直到丁的马里沙耳学院的自然哲学讲座教授，直到1874年经法拉第引荐，自年经法拉第引荐，自1860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1871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1879年年11月月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48岁。岁。麦麦克克斯斯韦韦 麦克斯韦的电磁场实际从超距作用过渡到以场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，

5、是科学认识的一个革命性变革，根据为根本变量，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：光本身就是电磁波研讨，麦克斯韦大胆断言：光本身就是电磁波 1888 1888年，德国物理学家赫兹用实验证明了电磁年，德国物理学家赫兹用实验证明了电磁波的存在，并且测出了实验中的电磁波频率和波长，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，发现电磁波的速度从而计算出电磁波的传播速度，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际就把电、磁、光学规律一样麦克斯韦的电磁场实际就把电、磁、光学规

6、律一致同来，完成了人类认识史上的一次致同来，完成了人类认识史上的一次“大综合。大综合。光的电磁说光的电磁说1 1赫兹经过实验证明了电磁波的存在，光的赫兹经过实验证明了电磁波的存在，光的电磁说把光学和电学一致同来了。电磁说把光学和电学一致同来了。2 2光的颜色是由电磁波的频率决议的。不同频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，在介质中波速不同。率的色光在真空中波速一样，在介质中波速不同。同一色光在不同介质中，频率颜色不变，波同一色光在不同介质中，频率颜色不变，波长和波速都要改动在同一介质中，频率越高，长和波速都要改动在同一介质中，频率越高，波速越小。波速越小。2 2、关

7、于光的电磁说的几点强调、关于光的电磁说的几点强调 l3电磁波与机械波的比较:l共同点：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；在不同介质中传播，频率都不变l l不同点：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电磁波在真空中传播的速度均为3.00108ms，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。二、可见光二、可见光 可以作用于人眼并引起视觉的只是一个很窄的波可以作用于人眼并引起视觉的只是一个很窄的波段，叫可见光。段，叫可见光。三、红外线三、红外线1 1、发现者：、发现者

8、：英国物理学家赫谢耳英国物理学家赫谢耳 1800 1800年年2 2、显著特征：热作用、显著特征：热作用3 3、运用：、运用：用于烘干，夜视，遥感技术用于烘干，夜视，遥感技术 4 4、产生条件：一切物体都在发射红外线只是发射产生条件：一切物体都在发射红外线只是发射的红外线的波长、强度不同而已。的红外线的波长、强度不同而已。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，就可以知道被测物体的信息物体的信息 红外线主要红外线主要作用是热作用，作用是热作用，可以利用红外线可以利用红外

9、线来加热物体和进来加热物体和进展红外线遥感展红外线遥感 光的电磁说光的电磁说红外线技红外线技术的运用术的运用详介详介 红外线卫星云图显示一九九九年九月十六日台风约克于清晨接近香港时,中心的风眼明晰可见前往假设用红外摄影对人体成像，做出体表的假设用红外摄影对人体成像，做出体表的“热图，可以经热图，可以经过皮肤温度的微小差别判他人体的安康情况。过皮肤温度的微小差别判他人体的安康情况。利用红外线检测人体的安康形状，本图片是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，透过图片可以根据不同颜色人体的背部热图，透过图片可以根据不同颜色判别病变区域判别病变区域前往光的电磁说光的电磁说 红外线检视器

10、是利用红外线能穿透颜料的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往曾经进展过的修复任务都能一一呈现于眼前前往光的电磁说光的电磁说红外线还用于遥控，例如遥控式电视机、录像机等红外线还用于遥控，例如遥控式电视机、录像机等.按下遥控器上的按钮，遥控器就发出红外线脉冲信按下遥控器上的按钮，遥控器就发出红外线脉冲信号，受控机器收到信号后就进展相应的操作，变换号，受控机器收到信号后就进展相应的操作，变

11、换频道、改动音量等频道、改动音量等.四、紫外线四、紫外线 ：比紫光的波长更短的不可见光：比紫光的波长更短的不可见光1 1、发现者：发现者：1801 1801年德国的物理学家里特年德国的物理学家里特 3 3、运用：消毒、荧光效应，诱杀害虫、运用：消毒、荧光效应，诱杀害虫 4、产生条件：一切高温物体，如太阳、弧光灯、发出的光中都含有紫外线。2 2、显著作用：化学作用、显著作用：化学作用紫外线的荧光作用 画面上可以明晰的看到钱币上的防画面上可以明晰的看到钱币上的防伪标志伪标志 紫外线能促使人体合成维生素D紫外线能杀死多种细菌，所以医院和食品店常用紫外线消毒。4 4、产生条件：高速电子流射到、产生条件

12、：高速电子流射到某些固体上都会产生伦琴射线。某些固体上都会产生伦琴射线。五、伦琴射线x射线：1 1、发现者、发现者:1895:1895年德国的物理学家伦琴年德国的物理学家伦琴 2 2、显著特征：有较强的穿透身手。、显著特征：有较强的穿透身手。3、运用：医学上的透视、工业上的探伤。l 第一个获得诺贝尔物理学奖金的人，就是名噪一时的X 射线的发现者，德国物理学家伦琴。l 1895年，伦琴正在德国沃兹堡大学的实验室里，研讨一种名为克鲁克斯管的放电过程。一天，他封锁门窗，用黑纸把这个梨状的放电管包起来，当接通高压时，奇观就出现了，只见一丝绿光映入眼帘。伦琴认定这种绿光是某种射线射在一块氰亚酸钡上发出的

13、荧光。这个发现使他欣喜假设狂，一连好几天不回家，呆在实验室里反复研讨。他企图用各种物质来阻挠这种射线，结果大多物质都被它穿透。由于对这种射线一无所知，伦琴就取名为X 射线。l 伦琴的一连几天不回家，引起一场风波，妻子要他解释不回家的缘由。伦琴只得带她到实验室，给她照了一张一只手的X 光照相，在底片上可清楚地看到她的手骨和戴的结婚戒子。这就是世界上第一张X 光射线照相。l 当时伦琴这个发现，确实惊动世界。更有趣的是，投机商人见有利可图，大做广告，警告女士们，今后穿什么衣服上街都不平安，企图招徕顾客去买他们的X 光保险服。l 自此，各地科学家都在紧张地研讨X 射线，法国物理学家贝克勒尔发现了天然放

14、射性，英国物理学家发现了第一个根本粒子电子。X 射线引来了众多的发现，渐渐地翻开了近代物理学的大门。l 为了表扬伦琴的出色奉献，于1901年11月12日，瑞典皇家学院在斯德哥尔摩授与伦琴1 万多元的诺贝尔奖金、一枚奖章和一张获奖证书。以下图是产生以下图是产生X X射线的安装，叫做射线的安装，叫做X X射线管：射线管：真空度很高的玻璃泡内有一个阴极真空度很高的玻璃泡内有一个阴极K K和一个阳极和一个阳极A A也叫对阴极，阴极被加热后能向周围发射电子，也叫对阴极，阴极被加热后能向周围发射电子，在阳极和阴极之间加上几万伏的电压，从阴极发射出在阳极和阴极之间加上几万伏的电压，从阴极发射出来的电子受强电

15、场的作用，以很大的速度冲击阳极，来的电子受强电场的作用，以很大的速度冲击阳极，阳极就激发出伦琴射线。阳极就激发出伦琴射线。X射线穿透才干很强由于X射线穿透物质的厚度跟物质的密度有关，在工业上可以用来检查金属部件内部有没有砂眼、裂纹等缺陷.医学上可以用来透视人体，检查体内的医学上可以用来透视人体，检查体内的病变及骨骼情况病变及骨骼情况.它是比伦琴射线波长更短的电磁波，它是比伦琴射线波长更短的电磁波，我们将在下章学习。我们将在下章学习。1 1、无线电波、微波、红外线、可见光、紫外、无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、线、X X射线、射线、射线都是电磁波，按波长或频射线都是电磁波，按波长或频率的

16、顺序陈列起来，就可得到电磁波谱。率的顺序陈列起来，就可得到电磁波谱。(见根底教材见根底教材p.17电磁波谱电磁波谱点击画面观看动画2 2、各种电磁波的产活力理、各种电磁波的产活力理1 1无线电波：无线电波：振荡电路中自在电子的周期性运动产生的振荡电路中自在电子的周期性运动产生的2 2红外线、可见光、紫外线：红外线、可见光、紫外线：原子的外层电子受激发产生的原子的外层电子受激发产生的3 3伦琴射线：伦琴射线：原子的内层电子受激发产生的原子的内层电子受激发产生的4 4射线：射线：原子核受激发产生的原子核受激发产生的种类种类发现人发现人产生机理产生机理特性特性重要用途重要用途无线电波无线电波赫兹赫兹

17、电磁振荡电磁振荡波的叠加（干波的叠加（干涉、衍射）很涉、衍射）很明显明显通讯、电视、通讯、电视、导航导航红外线红外线赫谢耳赫谢耳原子外层电原子外层电子受激发而子受激发而产生产生热作用显著、热作用显著、衍射较显著衍射较显著加热、遥感加热、遥感可见光可见光能引起视觉能引起视觉照明、照相照明、照相紫外线紫外线里特里特化学效应、化学效应、荧光作用荧光作用消毒、辨别消毒、辨别细微细微伦琴射线伦琴射线伦琴伦琴原子内层电原子内层电子受激发而子受激发而产生产生穿透能力强穿透能力强透视、探测透视、探测 射线射线贝克勒耳贝克勒耳原子核受到原子核受到激发激发穿透能力最穿透能力最强强如探伤，测如探伤，测厚或用厚或用刀

18、进刀进行手术行手术l1光和无线电波都是-波，他们在真空中的传播速度都等于-m/s，且传播时可以不依赖-，首先提出光是一种电磁波的科学家是-。l2对于红外线的作用和来源正确的表达有：lA一切物体都在不停的辐射红外线 B 红外线有很强的荧光作用lC 红外线最显著的作用是热作用 D 红外线容易穿透云雾烟尘电磁电磁3.00108介质介质麦克斯韦麦克斯韦(A C D)l3 3以下各组电磁波，在真空中传播时，按波长由长到以下各组电磁波，在真空中传播时，按波长由长到短的陈列正确的选项是短的陈列正确的选项是l A r A r射线射线 X X射线射线 红外线红外线 无线电波无线电波l B B 紫外线紫外线 可见

19、光可见光 红外线红外线 X X射线射线l C C 红外线红外线 可见光可见光 紫外线紫外线 r r射线射线l D r D r射线射线 红外线红外线 紫外线紫外线 可见光可见光l4 4以下关于电磁波的特性和运用，正确的说法是以下关于电磁波的特性和运用，正确的说法是l A A 红外线和红外线和X X射线都有很强的穿透身手，常用来在射线都有很强的穿透身手，常用来在医学上做人体透视医学上做人体透视l B B 电磁波中频率最大的是电磁波中频率最大的是r r射线，最容易用它来察射线，最容易用它来察看衍射景象看衍射景象l C C 过量的紫外线照射有利于人的皮肤安康过量的紫外线照射有利于人的皮肤安康l D D

20、 紫外线和紫外线和X X射线都可以感光底片感光射线都可以感光底片感光l5 5声波和光波都从空气进入水中传播，以下判别正确声波和光波都从空气进入水中传播，以下判别正确的选项是的选项是l A A 他们的波速都变小，频率都不变，波长都变小他们的波速都变小，频率都不变，波长都变小l B B 他们的波速都变大，频率都不变，波长都变他们的波速都变大，频率都不变，波长都变 大大l C C 声波波速不变，波长不变，光播波速变小，波长声波波速不变，波长不变，光播波速变小，波长变小变小l D D 声波波速变大，波长变大，光播波速变小，波长声波波速变大，波长变大，光播波速变小，波长变小变小l6 6让绿、黄、蓝三种单

21、色光以一样的入射角射到某中让绿、黄、蓝三种单色光以一样的入射角射到某中介质与空气的界面上，察看到绿光恰好发生全反射，介质与空气的界面上，察看到绿光恰好发生全反射，以下判别正确的选项是以下判别正确的选项是l A A 蓝光一定发生全反射蓝光一定发生全反射 B B 黄光一定发生全反射黄光一定发生全反射l C C 绿光在该介质中波长最短绿光在该介质中波长最短 D D 只需黄光从介质中只需黄光从介质中进入空气进入空气l例3如图20-4-1所示是伦琴射线管的表示图,以下有关伦琴射线管或伦琴射线的说法中正确的选项是:()lA、高压电源的右端为正极lB、蓄电池也可用低压交流电源替代lC、伦琴射线是由对阴极A发出的lD、伦琴射线的波长比可见光长解析：高速电子流射到任何固体上都会产生伦解析：高速电子流射到任何固体上都会产生伦琴射线琴射线,它是原子内层电子遭到激发后产生的它是原子内层电子遭到激发后产生的,它的波长比紫外线还要短它的波长比紫外线还要短,但比但比射线要长射线要长;它它的穿透身手很强的穿透身手很强,但比但比射线的穿透身手弱射线的穿透身手弱,综综合以上所述合以上所述,此题正确选项为此题正确选项为:：ABCABC图20-4-1 高压电源K A