5-2光与电磁波-tp.edu.tw.PDFVIP

一、光的電磁波學說 1.基本觀點：馬克斯威從電磁學的基本方程式，推導出電磁波在真空中的速度，發現電磁 波的傳播速度與光速相同，並預測光是一種電磁波。 2.實驗驗證：赫茲實驗證實電磁波具有反射、折射，干涉、衍射、偏振等性質，而且電磁 波速等於光速。 電磁波中的電場(E)和磁場(B)均 垂直於傳播方向。 二、各種不同波長電磁波的比較 1.上圖就是整個電磁波波譜，所包含的的很廣，如γ射線、X 射線、紫外線、可見光、紅 外線、微波、超高頻波（VHF 電視）、調頻（FM ）無線電波、調幅（AM ）無線電波等。 8 2.所有的電磁波在真空中的傳播速率皆為3×10 m/s 。其波速（v ），波長（λ）、頻率（f ） 三者之關係為v =f ×λ 。 -7 -7 3.波長在3.8×10 （紫光）到7.7×10 （紅光）公尺左右的電磁波，能讓人眼引起視覺，成 為「可見光」，簡稱「光」。 o o o 4.因為1 奈米（nm ）=10 埃（Α ），所以光波波長為380nm～770nm ，或3800 Α到7700 Α 。 3 課外補充：電磁波譜 無線電波(radio wave)：無線電波一般均用頻率代替波長，其單位為赫（Hz）。頻率範圍 -3 4 10～10米之間。 微波（microwave）：為波長在0.3～30公分之間的電磁波。 紅外光（infrared radiation）：電磁波譜的一部分，從微波到可見光的紅端的一段。按波長可 外區，30.0～1000μm為遠紅外區。 紫外光（ultraviolet radiation）：位於電磁波譜中靠近短波或可見光區之短波長端（紫端）外 側的電磁波。波長範圍為4～400nm的電磁輻射。 X 射線（X-ray ）：波長極短的一種電磁輻射，由帶電粒子減速或原子內電子躍遷產生。X −5 3 射線的波長範圍為 10 ～10 埃。 γ射線：（gamma ray ）：穿透性電磁輻射，性質與X 射線相同，但波長較短，能量較高， 由某些放射性物質作核裂變時發出。 三種不同顏色的光：紅光、綠光、藍光，在真空中傳播時，哪一種色光的光速最快？ (A) 紅光 (B)綠光 (C)藍光 (D)均相同。 聽收音機，轉動旋鈕來選臺，其目的是什麼？ (A)調變收音機的振幅使與電臺載波振幅相 同 (B)調整變收音機的振盪頻率使與電臺載波的頻率相同 (C)調變收音機的振盪頻率使與 被載的聲頻相同 (E)調整收音機的振幅使與被載聲波振幅相同。 下列是根據波長的長短（由短至長）所排列的電磁波，何項正確？ (A)γ射線-可見光線-無 線電波 (B)紫外線-微波-可見光 (C)微波-紅外線-無電線波 (D)X 光線-紅外線-紫外線 (E)紫 外線-可見光-X 射線 。解答 A 下列敘述何者錯誤？ (A)聲波是一種縱波 (B)電磁波是一種橫波 (C)電磁波在真空中仍可 傳播 (D)電視或音響遙控器是利用發射紅外線，來控制電視或音響的運作 (E)超聲波與γ射 線在水中之波速相同 。 解答 E 4