高中物理電磁波譜精品新人教版選修ppt課件

1、第十四章第十四章 電磁波電磁波第五節(jié)電磁波譜第五節(jié)電磁波譜一、麥克斯韋簡介一、麥克斯韋簡介三、電磁波譜三、電磁波譜紅外線紅外線紫外線紫外線倫琴射線倫琴射線二、各種電磁波二、各種電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種波光是一種波1919世紀(jì)中葉，光的動搖說曾經(jīng)得到了世紀(jì)中葉，光的動搖說曾經(jīng)得到了公認(rèn)，但是光波的本質(zhì)究竟是什么，公認(rèn)，但是光波的本質(zhì)究竟是什么，是像水波？還是像聲波呢？是像水波？還是像聲波呢？1919世紀(jì)世紀(jì)6060年代，麥克斯韋預(yù)言了電磁波的年代，麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，并從實際上得出電磁波在真空中的存在，并從實際上得出電磁波在真空中的傳播速度應(yīng)為：傳播

2、速度應(yīng)為：sm1011.38光是一種電磁波光是一種電磁波光速光速 1 1、麥克斯韋根據(jù)電磁實際，發(fā)現(xiàn)、麥克斯韋根據(jù)電磁實際，發(fā)現(xiàn)電磁波的波速與光速一樣，提出了光電磁波的波速與光速一樣，提出了光是一種電磁波的假說是一種電磁波的假說 赫茲經(jīng)過實驗證明了光的電磁本赫茲經(jīng)過實驗證明了光的電磁本質(zhì)質(zhì). . 光的電磁說把光學(xué)和電學(xué)一致同光的電磁說把光學(xué)和電學(xué)一致同來了來了關(guān)于光的電磁說的幾點強(qiáng)調(diào)關(guān)于光的電磁說的幾點強(qiáng)調(diào) 2 2、光的顏色是由電磁波的頻率決議、光的顏色是由電磁波的頻率決議的的 不同頻率的色光在真空中波速一樣，不同頻率的色光在真空中波速一樣，在介質(zhì)中波速不同在介質(zhì)中波速不同 同一色光在不同介質(zhì)

3、中，頻率顏同一色光在不同介質(zhì)中，頻率顏色不變，波長和波速都要改動色不變，波長和波速都要改動 在同一介質(zhì)中，頻率越高，波速越在同一介質(zhì)中，頻率越高，波速越小小關(guān)于光的電磁說的幾點強(qiáng)調(diào)關(guān)于光的電磁說的幾點強(qiáng)調(diào) 3 3、電磁波與機(jī)械波的比較、電磁波與機(jī)械波的比較: : 共同點：共同點： 都能產(chǎn)生干涉和衍射景象；都能產(chǎn)生干涉和衍射景象； 它們動搖的頻率都取決于波源的它們動搖的頻率都取決于波源的頻率；頻率； 在不同介質(zhì)中傳播，頻率都不在不同介質(zhì)中傳播，頻率都不變變 關(guān)于光的電磁說的幾點強(qiáng)調(diào)關(guān)于光的電磁說的幾點強(qiáng)調(diào) 3 3、電磁波與機(jī)械波的比較、電磁波與機(jī)械波的比較: : 不同點：不同點： 機(jī)械波的傳播一

4、定需求介質(zhì)，其波速與機(jī)械波的傳播一定需求介質(zhì)，其波速與介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，與波的頻率無關(guān)介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，與波的頻率無關(guān) 而電磁波本身就是一種物質(zhì)，它可以在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 為電 磁 波 在 真 空 中 傳 播 的 速 度 均 為3.03.0108m108ms s，在介質(zhì)中傳播時，波速和波，在介質(zhì)中傳播時，波速和波長不僅與介質(zhì)性質(zhì)有關(guān)，還與頻率有關(guān)長不僅與介質(zhì)性質(zhì)有關(guān)，還與頻率有關(guān)關(guān)于光的電磁說的幾點強(qiáng)調(diào)關(guān)于光的電磁說的幾點強(qiáng)調(diào) 1831183118791879，英國物理

5、學(xué)家，英國物理學(xué)家, ,經(jīng)典經(jīng)典電磁實際的奠基人電磁實際的奠基人.1831.1831年年6 6月月1313日出生日出生于愛丁堡于愛丁堡18471847年入愛丁堡大學(xué)聽課，年入愛丁堡大學(xué)聽課，專攻數(shù)學(xué)他很注重實驗，涉獵電化學(xué)、專攻數(shù)學(xué)他很注重實驗，涉獵電化學(xué)、光學(xué)、分子物理學(xué)以及機(jī)械工程等光學(xué)、分子物理學(xué)以及機(jī)械工程等等他說：等他說：“把數(shù)學(xué)分析和實驗研討結(jié)合把數(shù)學(xué)分析和實驗研討結(jié)合運用得到的物文科學(xué)知識，比之一個單運用得到的物文科學(xué)知識，比之一個單純的實驗人員或單純的數(shù)學(xué)家所具有的純的實驗人員或單純的數(shù)學(xué)家所具有的知識更加堅實、有益而結(jié)實知識更加堅實、有益而結(jié)實麥克斯韋麥克斯韋 1850 18

6、50年考入劍橋大學(xué)，年考入劍橋大學(xué)，18541854年以優(yōu)良成果畢年以優(yōu)良成果畢業(yè)并業(yè)并獲得了學(xué)位，留獲得了學(xué)位，留校工校工 作作18561856年起任年起任蘇格蘇格蘭阿伯丁的馬里蘭阿伯丁的馬里沙耳學(xué)院沙耳學(xué)院的自然哲學(xué)的自然哲學(xué)講座教授，直到講座教授，直到18741874年經(jīng)法拉第引薦，年經(jīng)法拉第引薦，自自18601860年起任倫敦皇家學(xué)院的物理學(xué)和年起任倫敦皇家學(xué)院的物理學(xué)和天文學(xué)教授天文學(xué)教授18711871年起擔(dān)任謀劃卡文迪年起擔(dān)任謀劃卡文迪什實驗室，隨后被任命在劍橋大學(xué)興辦什實驗室，隨后被任命在劍橋大學(xué)興辦卡文迪什實驗室并擔(dān)任第一任擔(dān)任卡文迪什實驗室并擔(dān)任第一任擔(dān)任人人1879187

7、9年年1111月月5 5日麥克斯韋因患癌癥在日麥克斯韋因患癌癥在劍橋逝世，終年僅劍橋逝世，終年僅4848歲歲 麥克斯韋終身從事過多方面的麥克斯韋終身從事過多方面的物理學(xué)研討任務(wù)，最出色的奉獻(xiàn)是物理學(xué)研討任務(wù)，最出色的奉獻(xiàn)是在經(jīng)典電磁實際方面在劍橋讀書在經(jīng)典電磁實際方面在劍橋讀書期間，麥克斯韋在讀法拉第的期間，麥克斯韋在讀法拉第的 時，被書中的新穎見時，被書中的新穎見解所吸引，他敏銳地領(lǐng)會到了法拉解所吸引，他敏銳地領(lǐng)會到了法拉第的第的“力線和力線和“場的概念的重要場的概念的重要性他留意到全書竟然無一數(shù)學(xué)公性他留意到全書竟然無一數(shù)學(xué)公式，闡明法拉第的學(xué)說還缺乏嚴(yán)密式，闡明法拉第的學(xué)說還缺乏嚴(yán)密的實

8、際方式在教師威廉的實際方式在教師威廉湯姆孫湯姆孫的啟發(fā)和協(xié)助下，決心用本人的數(shù)的啟發(fā)和協(xié)助下，決心用本人的數(shù)學(xué)才干來彌補(bǔ)法拉第任務(wù)的這一缺學(xué)才干來彌補(bǔ)法拉第任務(wù)的這一缺陷陷 麥克斯韋麥克斯韋18551856 這是麥克斯韋用數(shù)學(xué)工具表達(dá)法拉第學(xué)說的開端這是麥克斯韋用數(shù)學(xué)工具表達(dá)法拉第學(xué)說的開端18611862 在這一文中的思想曾經(jīng)超越法拉第，不僅對各在這一文中的思想曾經(jīng)超越法拉第，不僅對各種電磁景象的聯(lián)絡(luò)，提供了一致的解釋，而且發(fā)種電磁景象的聯(lián)絡(luò)，提供了一致的解釋，而且發(fā)掘出更深化的內(nèi)在本質(zhì)，這是麥克斯韋為電磁場掘出更深化的內(nèi)在本質(zhì)，這是麥克斯韋為電磁場實際建立邁出的關(guān)鍵性一步。實際建立邁出的關(guān)

9、鍵性一步。1865 在實驗現(xiàn)實及動力學(xué)的根底上構(gòu)筑了一座全新在實驗現(xiàn)實及動力學(xué)的根底上構(gòu)筑了一座全新的電磁學(xué)實際大廈。的電磁學(xué)實際大廈。18651873 被以為可以和牛頓的被以為可以和牛頓的 交相輝映麥克斯韋的電磁實際成為經(jīng)典物理學(xué)交相輝映麥克斯韋的電磁實際成為經(jīng)典物理學(xué)的重要支柱之一的重要支柱之一 18311879 麥克斯韋的電磁場實際從超距作用過麥克斯韋的電磁場實際從超距作用過渡到以場為根本變量，是科學(xué)認(rèn)識的一個渡到以場為根本變量，是科學(xué)認(rèn)識的一個革命性變革，根據(jù)研討，麥克斯韋大膽斷革命性變革，根據(jù)研討，麥克斯韋大膽斷言：光本身就是電磁波言：光本身就是電磁波 1886 1886188818

10、88年間赫茲做了一系列實驗?zāi)觊g赫茲做了一系列實驗證明了電磁波的存在，并且測出了實驗中證明了電磁波的存在，并且測出了實驗中的電磁波頻率和波長，從而計算出電磁波的電磁波頻率和波長，從而計算出電磁波的傳播速度，發(fā)現(xiàn)電磁波的速度確實與光的傳播速度，發(fā)現(xiàn)電磁波的速度確實與光速一樣，證明了光的電磁說的正確性這速一樣，證明了光的電磁說的正確性這樣麥克斯韋的電磁場實際就把電、磁、光樣麥克斯韋的電磁場實際就把電、磁、光學(xué)規(guī)律一致同來，完成了人類認(rèn)識史上的學(xué)規(guī)律一致同來，完成了人類認(rèn)識史上的一次一次“大綜合大綜合紅外線紅外線 在電磁波中，可以作用于人的眼睛并在電磁波中，可以作用于人的眼睛并引起視覺的，只是一個很窄

11、的波段，通常引起視覺的，只是一個很窄的波段，通常叫做可見光。其中波長最短的是紫光，波叫做可見光。其中波長最短的是紫光，波長約為長約為400nm400nm波長最長的是紅光，波長約波長最長的是紅光，波長約770nm.770nm. 波長更長的光不能引起視覺，叫做紅波長更長的光不能引起視覺，叫做紅外線，紅外線的波長范圍很寬外線，紅外線的波長范圍很寬. . 約為約為 770nm 770nm106 nm106 nm紅外線紅外線 一切物體一切物體, ,都在輻射紅外線都在輻射紅外線. . 物體溫度越高物體溫度越高, ,輻射的紅外線越強(qiáng)輻射的紅外線越強(qiáng). . 物體溫度越高物體溫度越高, ,輻射的紅外線波長輻射的

12、紅外線波長越短越短. . 熱輻射熱輻射-即紅外線輻射即紅外線輻射, ,熱傳送熱傳送方式之一方式之一利用靈敏的紅外線探利用靈敏的紅外線探測器接納物體發(fā)出的測器接納物體發(fā)出的紅外線，用電子儀器紅外線，用電子儀器對收到的信號進(jìn)展處對收到的信號進(jìn)展處置，就可以知道被測置，就可以知道被測物體的信息物體的信息 紅外線主要作紅外線主要作用是熱作用，可以用是熱作用，可以利用紅外線來加熱利用紅外線來加熱物體和進(jìn)展紅外線物體和進(jìn)展紅外線遙感遙感 紅外線技紅外線技術(shù)的運用術(shù)的運用留意留意: 烤箱中的紅光烤箱中的紅光,不是不是紅外線紅外線,紅外線是看不見紅外線是看不見的的.紅外線感應(yīng)防盜報警器紅外線感應(yīng)防盜報警器 它

13、是將紅外線遙感探測技術(shù)和無它是將紅外線遙感探測技術(shù)和無線數(shù)碼遙控技術(shù)結(jié)合的高科技新型產(chǎn)線數(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)生的微弱紅外線而品，利用人體所產(chǎn)生的微弱紅外線而觸發(fā)。當(dāng)有人試圖進(jìn)入它的探測范圍觸發(fā)。當(dāng)有人試圖進(jìn)入它的探測范圍時，它就會發(fā)出警報聲，直到人分開時，它就會發(fā)出警報聲，直到人分開才停頓。才停頓。紅外線反射型檢測傳感器紅外線反射型檢測傳感器它是一種一體化的紅外線發(fā)射、接納器件，它是一種一體化的紅外線發(fā)射、接納器件，內(nèi)部包含紅外線發(fā)射、接納及信號放大與內(nèi)部包含紅外線發(fā)射、接納及信號放大與處置電路，可以以非接觸的方式檢測出前處置電路，可以以非接觸的方式檢測出前方一定范圍

14、內(nèi)的人體或物體。任務(wù)穩(wěn)定可方一定范圍內(nèi)的人體或物體。任務(wù)穩(wěn)定可靠，性能優(yōu)良，可廣泛運用于各種自動檢靠，性能優(yōu)良，可廣泛運用于各種自動檢測、報警和控制等安裝中。如：光電計數(shù)測、報警和控制等安裝中。如：光電計數(shù)器，接近式照明開器，接近式照明開關(guān)，自動干手器，自控關(guān)，自動干手器，自控水龍頭，感應(yīng)門鈴，倒水龍頭，感應(yīng)門鈴，倒車告警電路車告警電路紅外線水份計紅外線水份計 利用紅外線照射利用紅外線照射加溫功能加溫功能, ,使被測試樣使被測試樣本內(nèi)的水份蒸發(fā)散失本內(nèi)的水份蒸發(fā)散失, ,自動換算其含水率自動換算其含水率, ,適適用于各方式的產(chǎn)品水用于各方式的產(chǎn)品水份測定份測定, , 依其功能特依其功能特性可分

15、為上皿天平式、性可分為上皿天平式、電子天平式、陶瓷熱電子天平式、陶瓷熱管式及最新研發(fā)產(chǎn)品管式及最新研發(fā)產(chǎn)品- -微量水份計微量水份計紅外溫度變送器紅外溫度變送器 它是一個非接觸丈量系統(tǒng)，根據(jù)紅它是一個非接觸丈量系統(tǒng)，根據(jù)紅外輻射的丈量原理，由一個濾鏡和紅外探外輻射的丈量原理，由一個濾鏡和紅外探測器測器(熱電偶堆熱電偶堆)組成。運用時對準(zhǔn)目的物組成。運用時對準(zhǔn)目的物體，能丈量物體的溫度體，能丈量物體的溫度紫外線紫外線 紫外線也是不可見光，他的波長比紫光還紫外線也是不可見光，他的波長比紫光還短，大約為短，大約為5nm5nm40nm40nm紫外線有熒光作用，紫外線有熒光作用，有些物質(zhì)遭到紫外線照射時

16、可以發(fā)出可見有些物質(zhì)遭到紫外線照射時可以發(fā)出可見光光 紫外線可以促使人體合成維生素紫外線可以促使人體合成維生素D D，有助，有助于人體對鈣的吸收，所以兒童經(jīng)常曬太陽可于人體對鈣的吸收，所以兒童經(jīng)常曬太陽可以預(yù)防缺鈣引起的佝僂病，但是過多的紫外以預(yù)防缺鈣引起的佝僂病，但是過多的紫外線會使皮膚粗糙，甚至誘發(fā)皮膚癌線會使皮膚粗糙，甚至誘發(fā)皮膚癌 紫外線可以殺滅多種細(xì)菌，可以用紫外線進(jìn)紫外線可以殺滅多種細(xì)菌，可以用紫外線進(jìn)展消毒展消毒 留意：紅外線與紫外線人眼都是看不留意：紅外線與紫外線人眼都是看不到的到的 畫面上可以明晰的看到錢畫面上可以明晰的看到錢幣上的防偽標(biāo)志幣上的防偽標(biāo)志 紫外線紫外線留意留意

17、: : 消毒燈、驗鈔機(jī)燈看起來消毒燈、驗鈔機(jī)燈看起來是淡藍(lán)色的。這不是紫外線。是淡藍(lán)色的。這不是紫外線。紫外線看不見。消毒燈、驗紫外線看不見。消毒燈、驗鈔機(jī)燈除發(fā)出紫外線外，還鈔機(jī)燈除發(fā)出紫外線外，還發(fā)出少量紫光和藍(lán)光發(fā)出少量紫光和藍(lán)光倫琴射線倫琴射線 波長比紫外線更短的光叫做倫琴射線，也波長比紫外線更短的光叫做倫琴射線，也叫叫X X射線射線. .是德國物理學(xué)家倫琴在是德國物理學(xué)家倫琴在18951895年發(fā)現(xiàn)年發(fā)現(xiàn)的他的穿透才干很強(qiáng)，能使包在黑紙里的照的他的穿透才干很強(qiáng)，能使包在黑紙里的照像底片感光，以下圖是產(chǎn)生像底片感光，以下圖是產(chǎn)生X X射線的安裝，叫做射線的安裝，叫做X X射線管：射線管

18、：1 1、K K是陰極是陰極2 2、A A是陽極是陽極也叫對陰也叫對陰極極 此外還有比倫琴射線波長此外還有比倫琴射線波長更短的電磁波，那就是更短的電磁波，那就是射線，射線，我們將在以后學(xué)習(xí)我們將在以后學(xué)習(xí) 按頻率由小到大波長由大到小陳按頻率由小到大波長由大到小陳列構(gòu)成的電磁波譜是：無線電波、紅外線、列構(gòu)成的電磁波譜是：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、倫琴射線、可見光、紫外線、倫琴射線、射線射線 這些頻率不同的電磁波本質(zhì)是一樣這些頻率不同的電磁波本質(zhì)是一樣的它們的行為服從共同的規(guī)律，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，因此具有但是他們產(chǎn)生的機(jī)理不同，因此具有不同的特性在察看方

19、法和運用上也有所不同的特性在察看方法和運用上也有所不同不同 關(guān)于電磁波譜的幾點強(qiáng)調(diào)關(guān)于電磁波譜的幾點強(qiáng)調(diào) 1 1不同電磁波產(chǎn)生的機(jī)理不同電磁波產(chǎn)生的機(jī)理 無線電波是振蕩電路中自在電子作周期無線電波是振蕩電路中自在電子作周期性的運動產(chǎn)生的性的運動產(chǎn)生的 紅外線、可見光、紫外線是原子外層電紅外線、可見光、紫外線是原子外層電子受激發(fā)產(chǎn)生的子受激發(fā)產(chǎn)生的 倫琴射線是原子內(nèi)層電子受激發(fā)產(chǎn)的倫琴射線是原子內(nèi)層電子受激發(fā)產(chǎn)的 射線是原子核受激發(fā)產(chǎn)生的射線是原子核受激發(fā)產(chǎn)生的關(guān)于電磁波譜的幾點強(qiáng)調(diào)關(guān)于電磁波譜的幾點強(qiáng)調(diào) 2 2、頻率、頻率( (波長波長) )不同的電磁波表現(xiàn)出作用不同不同的電磁波表現(xiàn)出作用不同 紅外線主要作用是熱作用，可以利用紅外線紅外線主要作用是熱作用，可以利用紅外線來加熱物體和進(jìn)展紅外線遙感；來加熱