高三物理光的电磁说（参考）.pptVIP

§20--3 光的电磁说 光的干涉现象 光的衍射现象 光是一种波 19世纪中叶，光的波动说已经得到了公认，但是光波的本质到底是什么，是像水波？还是像声波呢？ 19世纪60年代，麦克斯韦预言了电磁波的存在，并从理论上得出电磁波在真空中的传播速度应为： 光是一种电磁波 ≈光速 不同点：机械波的传播一定需要介质，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3.0×108m／s，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． 电磁波与机械波的比较: 共同点：都能产生干涉和衍射现象；它们波动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． 麦克斯韦（James Clerk Maxwell，1831－1879），英国物理学家，经典电磁理论的奠基人．1831年6月13日出生于爱丁堡．1847年入爱丁堡大学听课，专攻数学．他很重视实验，涉猎电化学、光学、分子物理学以及机械工程等等．他说：“把数学分析和实验研究联合使用得到的物理科学知识，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、有益而牢固．” 1850年考入剑桥大学，1854年以优异成绩毕业并获得了学位，留校工作．1856年起任苏格兰阿伯丁的马里沙耳学院的自然哲学讲座教授，直到1874年．经法拉第举荐，自1860年起任伦敦皇家学院的物理学和天文学教授．1871年起负责筹划卡文迪什实验室，随后被任命在剑桥大学创办卡文迪什实验室并担任第一任负责人．1879年11月5日麦克斯韦因患癌症在剑桥逝世，终年仅48岁． 麦克斯韦 麦克斯韦一生从事过多方面的物理学研究工作，最杰出的贡献是在经典电磁理论方面．在剑桥读书期间，麦克斯韦在读法拉第的《电学实验研究》时，被书中的新颖见解所吸引，他敏锐地领会到了法拉第的“力线”和“场”的概念的重要性．他注意到全书竟然无一数学公式，说明法拉第的学说还缺乏严密的理论形式．在老师威廉·汤姆孙的启发和帮助下，决心用自己的数学才能来弥补法拉第工作的这一缺陷． 麦克斯韦 1855～1856 《论法拉第力线》 这是麦克斯韦用数学工具表达法拉第学说的开端 1861～1862 《论物理力线》 在这一文中的思想已经超过法拉第，不仅对各种电磁现象的联系，提供了统一的解释，而且挖掘出更深入的内在本质，这是麦克斯韦为电磁场理论建立迈出的关键性一步。 1865 《电磁场的动力学理论》 在实验事实及动力学的基础上构筑了一座全新的电磁学理论大厦。 1865～1873 《电磁理论》 被认为可以和牛顿的《自然哲学的数学原理》交相辉映．麦克斯韦的电磁理论成为经典物理学的重要支柱之一． 麦克斯韦的电磁场理论从超距作用过渡到以场为基本变量，是科学认识的一个革命性变革，根据研究，麦克斯韦大胆断言：光本身就是电磁波． 1886～1888年间赫兹做了一系列实验证实了电磁波的存在，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，发现电磁波的速度确实与光速相同，证明了光的电磁说的正确性．这样麦克斯韦的电磁场理论就把电、磁、光学规律统一起来，完成了人类认识史上的一次“大综合”． 二、电磁波谱 1、红外线 A、（真空中）波长数量级：10－6~10－2m 。 B、发现过程： C、产生： 一切物体（包括大地、人体、农作物和车船）都在发射红外线，物体的温度越高，辐射的红外线越强（波长越短） D、特点： 最显著的是热作用 E、应用： （1）红外线加热 （2）红外摄影 （3）红外线成像 利用灵敏的红外线探测器接收物体发出的红外线，用电子仪器对收到的信号进行处理，就可以知道被测物体的信息 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行红外线遥感 红外线技术的应用 详介 2、紫外线 A、（真空中）波长数量级：10－9~10－7m 。 B、发现过程： C、产生： 任何高温物体发出的光中都含有紫外线。 D、特性： 化学作用，荧光效应，杀菌消毒作用。 E、应用： （1）紫外照相，可辨别出很细微差别 （2）照明和诱杀害虫的日光灯，黑光灯。 （3）医院里病房和手术室的消毒。 （4）治疗皮肤病，硬骨病。 紫外线 画面上可以清晰的看到钱币上的防伪标记 伦琴射线 波长比紫外线更短的光叫做伦琴射线，也叫X射线是德国物理学家伦琴在1895年发现的．他的穿透能力很强，能使包在黑纸里的照像底片感光，下图是产生X射线的装置，