光的電磁說(shuō)電磁波譜課件

光的電磁理論電磁波譜11.7光的電磁理論電磁波譜光的電磁理論電磁波譜11.7光的電磁理論電磁波譜1

一、光的電磁理論光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象都證明光是一種波，到19世紀(jì)中期，光的波動(dòng)說(shuō)已經(jīng)得到公認(rèn)，但光的本質(zhì)問(wèn)題仍然沒(méi)有解決。19世紀(jì)60年代，英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋提出了電磁場(chǎng)理論，預(yù)言了電磁波的存在，并從理論上演繹出電磁波的傳播速度跟光速相同。在此基礎(chǔ)上，麥克斯韋提出：光是一種電磁波。這就是光的電磁理論。麥克斯韋一、光的電磁理論光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象都證21888年，德國(guó)物理學(xué)家赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，并且證明了電磁波也跟光波一樣具有反射、折射、干涉、衍射等現(xiàn)象。他還測(cè)出了一定頻率的電磁波的波長(zhǎng)，計(jì)算出了電磁波的波速，其結(jié)果跟麥克斯韋關(guān)于電磁波的波速等于光速的預(yù)言一致，從而給麥克斯韋的光的電磁場(chǎng)理論以有力的實(shí)驗(yàn)證明。赫茲1888年，德國(guó)物理學(xué)家赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，并且證3光的色散表明，白光是一種復(fù)色光，它是由各單色光組合而成的。不能發(fā)生色散的光叫做單色光。

能引起視覺(jué)的光叫做可見(jiàn)光。1.可見(jiàn)光白光通過(guò)棱鏡的色散

由復(fù)色光分解成單色光的現(xiàn)象稱為光的色散。光的色散表明，白光是一種復(fù)色光，它是由各單色光組合而4經(jīng)測(cè)定，在可見(jiàn)光區(qū)域，紫光的傳播速度最小，折射率最大，偏折最大；紅光的傳播速度最大，折射率最小，偏折最小。白光經(jīng)過(guò)三棱鏡折射后會(huì)形成紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七色光帶稱為可見(jiàn)光譜?？梢?jiàn)光譜光的波動(dòng)理論指出，光的顏色是由它的頻率決定的。經(jīng)測(cè)定，在可見(jiàn)光區(qū)域，紫光的傳播速度最小，折射率最大52.紅外線紅外線位于光譜中紅光以外的區(qū)域,波長(zhǎng)比紅光長(zhǎng)。紅外線具有顯著的熱效應(yīng)，可以用來(lái)加熱物體，烘干油漆和谷物以及用于醫(yī)療等。紅外線的波長(zhǎng)較長(zhǎng)，容易透過(guò)云霧煙塵，所以可利用對(duì)紅外線敏感的底片進(jìn)行遠(yuǎn)距離攝影和高空攝影。一切物體，包括大地、人體、飛機(jī)和車船都在輻射紅外線，利用靈敏的紅外線探測(cè)器接收物體所發(fā)出的紅外線，再經(jīng)過(guò)處理，就可以判斷被探測(cè)物體的特征。這種技術(shù)稱為紅外線遙感。它被廣泛應(yīng)用在勘測(cè)、尋找水源、監(jiān)測(cè)森林火情以及農(nóng)業(yè)、氣象、軍事、偵破等領(lǐng)域中。2.紅外線紅外線位于光譜中紅光以外的區(qū)域6紅外線應(yīng)用實(shí)例人體熱成像圖衛(wèi)星云圖紅外攝影圖紅外線應(yīng)用實(shí)例人體熱成像圖衛(wèi)星云圖紅外7紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈紅外制導(dǎo)大多數(shù)是采用被動(dòng)尋的制導(dǎo)系統(tǒng)。紅外制導(dǎo)的導(dǎo)彈在發(fā)射后利用目標(biāo)本身的紅外輻射進(jìn)行自動(dòng)瞄準(zhǔn)和跟蹤，直至最后命中目標(biāo)。目標(biāo)的紅外輻射主要來(lái)自其動(dòng)力部分，如飛機(jī)與火箭的噴管、坦克的發(fā)動(dòng)機(jī)、艦船的鍋爐及煙囪等。導(dǎo)彈的紅外制導(dǎo)原理如圖所示。光學(xué)系統(tǒng)整流罩電子線路誤差鑒別裝置飛行控制信號(hào)紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈紅外制導(dǎo)大多數(shù)是采用被動(dòng)尋的8紅外線夜間觀察裝置

廣泛用于夜間軍事活動(dòng)中觀察目標(biāo)和監(jiān)視一定的重要區(qū)域等。使用600

W的紅外探照燈時(shí)，紅外夜視儀可以探測(cè)400

m遠(yuǎn)處的人、600m遠(yuǎn)處的吉普車、750

m遠(yuǎn)處的坦克。在港口用作監(jiān)視船舶的夜視儀可以探測(cè)到1

600~13

000

m的目標(biāo)，而作機(jī)場(chǎng)信標(biāo)探測(cè)用的紅外夜視儀探測(cè)距離可以遠(yuǎn)達(dá)16000

m。紅外瞄準(zhǔn)裝置,

供步槍、機(jī)槍、火炮等夜間瞄準(zhǔn)用，作用距離一般是300～500

m。紅外駕駛儀，主要用于坦克、汽車駕駛員夜間行車，作用距離是50～200

m。紅外線夜間觀察裝置廣泛用于夜間軍事活動(dòng)中觀察目標(biāo)93.

紫外線紫外線是德國(guó)物理學(xué)家里特1801年發(fā)現(xiàn)的。紫外線位于光譜中紫光以外的區(qū)域,波長(zhǎng)比紫光短。一切高溫物體,例如太陽(yáng)、弧光燈等所發(fā)出的光都含有紫外線。利用氣體放電也可以激發(fā)紫外線。紫外線具有化學(xué)作用，能使感光紙感光，用紫外線照相可以辨認(rèn)出細(xì)微差別，例如分辨指紋等。紫外線能激發(fā)許多物質(zhì)發(fā)出熒光。例如日光燈和農(nóng)業(yè)上誘殺害蟲(chóng)用的黑光燈，都是利用紫外線來(lái)激發(fā)熒光使其發(fā)光的。紫外線還具有殺菌作用，還能促進(jìn)生理作用和治療保健事業(yè)中。但過(guò)強(qiáng)的紫外線能傷害人的眼睛和皮膚，在進(jìn)行電焊時(shí)要穿工作服、帶防護(hù)面具，以防止電焊弧光中強(qiáng)烈的紫外線的照射。3.紫外線紫外線是德國(guó)物理學(xué)家里特18010紫外線應(yīng)用實(shí)例紫外燈管紙幣上的防偽數(shù)字在紫外燈的照射下顯示出來(lái)紫外線應(yīng)用實(shí)例紫外燈管紙幣上的防偽數(shù)字在紫外114.

倫琴

射線德國(guó)物理學(xué)家倫琴在1895年發(fā)現(xiàn)了波長(zhǎng)比紫外線還短的一種電磁波，稱為X射線。X射線具有很強(qiáng)的穿透本領(lǐng)，能使包在黑紙里的照相底片感光。在工業(yè)上，常利用它檢查金屬部件，在醫(yī)學(xué)上，利用它的透視人體、拍攝照片，以檢查病變、骨折等情況。人體骨骼的X光照片倫琴4.倫琴射線德國(guó)物理學(xué)家倫琴在189512

二、電磁波譜可見(jiàn)光、紅外線、紫外線、X射線、射線都是電磁波，它們與無(wú)線電波在本質(zhì)上是相同的，只是由于頻率的變化，引起了質(zhì)變，使它們具有了不同的特性。電磁波的頻率范圍約從104Hz

到1025Hz，它們?cè)谡婵罩械牟ㄩL(zhǎng)是3×104～3×10–17m左右。電磁波按其性質(zhì)的不同一般可分為六個(gè)主要區(qū)域，分別是：無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、X射線、γ射線。二、電磁波譜可見(jiàn)光、紅外線、紫外線、X射線13電磁波譜10-410-510-610-710-810-910-1010-1110-1210-1310-1410121013101410151016101710181019102010211022λ/m3×104ν/Hz104無(wú)線電波紅外線紫外線X射線γ射線可見(jiàn)光電磁波譜10-410-510-614

練習(xí)1.為什么說(shuō)光是一種電磁波？2.紅外線、紫外線、X射線各有什么顯著的性質(zhì)和應(yīng)用？3.電磁波譜分哪些主要區(qū)域？練習(xí)1.為什么說(shuō)光是一種電磁波15光的電磁理論電磁波譜11.7光的電磁理論電磁波譜光的電磁理論電磁波譜11.7光的電磁理論電磁波譜16

一、光的電磁理論光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象都證明光是一種波，到19世紀(jì)中期，光的波動(dòng)說(shuō)已經(jīng)得到公認(rèn)，但光的本質(zhì)問(wèn)題仍然沒(méi)有解決。19世紀(jì)60年代，英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋提出了電磁場(chǎng)理論，預(yù)言了電磁波的存在，并從理論上演繹出電磁波的傳播速度跟光速相同。在此基礎(chǔ)上，麥克斯韋提出：光是一種電磁波。這就是光的電磁理論。麥克斯韋一、光的電磁理論光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象都證171888年，德國(guó)物理學(xué)家赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，并且證明了電磁波也跟光波一樣具有反射、折射、干涉、衍射等現(xiàn)象。他還測(cè)出了一定頻率的電磁波的波長(zhǎng)，計(jì)算出了電磁波的波速，其結(jié)果跟麥克斯韋關(guān)于電磁波的波速等于光速的預(yù)言一致，從而給麥克斯韋的光的電磁場(chǎng)理論以有力的實(shí)驗(yàn)證明。赫茲1888年，德國(guó)物理學(xué)家赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，并且證18光的色散表明，白光是一種復(fù)色光，它是由各單色光組合而成的。不能發(fā)生色散的光叫做單色光。

能引起視覺(jué)的光叫做可見(jiàn)光。1.可見(jiàn)光白光通過(guò)棱鏡的色散

由復(fù)色光分解成單色光的現(xiàn)象稱為光的色散。光的色散表明，白光是一種復(fù)色光，它是由各單色光組合而19經(jīng)測(cè)定，在可見(jiàn)光區(qū)域，紫光的傳播速度最小，折射率最大，偏折最大；紅光的傳播速度最大，折射率最小，偏折最小。白光經(jīng)過(guò)三棱鏡折射后會(huì)形成紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七色光帶稱為可見(jiàn)光譜?？梢?jiàn)光譜光的波動(dòng)理論指出，光的顏色是由它的頻率決定的。經(jīng)測(cè)定，在可見(jiàn)光區(qū)域，紫光的傳播速度最小，折射率最大202.紅外線紅外線位于光譜中紅光以外的區(qū)域,波長(zhǎng)比紅光長(zhǎng)。紅外線具有顯著的熱效應(yīng)，可以用來(lái)加熱物體，烘干油漆和谷物以及用于醫(yī)療等。紅外線的波長(zhǎng)較長(zhǎng)，容易透過(guò)云霧煙塵，所以可利用對(duì)紅外線敏感的底片進(jìn)行遠(yuǎn)距離攝影和高空攝影。一切物體，包括大地、人體、飛機(jī)和車船都在輻射紅外線，利用靈敏的紅外線探測(cè)器接收物體所發(fā)出的紅外線，再經(jīng)過(guò)處理，就可以判斷被探測(cè)物體的特征。這種技術(shù)稱為紅外線遙感。它被廣泛應(yīng)用在勘測(cè)、尋找水源、監(jiān)測(cè)森林火情以及農(nóng)業(yè)、氣象、軍事、偵破等領(lǐng)域中。2.紅外線紅外線位于光譜中紅光以外的區(qū)域21紅外線應(yīng)用實(shí)例人體熱成像圖衛(wèi)星云圖紅外攝影圖紅外線應(yīng)用實(shí)例人體熱成像圖衛(wèi)星云圖紅外22紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈紅外制導(dǎo)大多數(shù)是采用被動(dòng)尋的制導(dǎo)系統(tǒng)。紅外制導(dǎo)的導(dǎo)彈在發(fā)射后利用目標(biāo)本身的紅外輻射進(jìn)行自動(dòng)瞄準(zhǔn)和跟蹤，直至最后命中目標(biāo)。目標(biāo)的紅外輻射主要來(lái)自其動(dòng)力部分，如飛機(jī)與火箭的噴管、坦克的發(fā)動(dòng)機(jī)、艦船的鍋爐及煙囪等。導(dǎo)彈的紅外制導(dǎo)原理如圖所示。光學(xué)系統(tǒng)整流罩電子線路誤差鑒別裝置飛行控制信號(hào)紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈紅外制導(dǎo)大多數(shù)是采用被動(dòng)尋的23紅外線夜間觀察裝置

廣泛用于夜間軍事活動(dòng)中觀察目標(biāo)和監(jiān)視一定的重要區(qū)域等。使用600

W的紅外探照燈時(shí)，紅外夜視儀可以探測(cè)400

m遠(yuǎn)處的人、600m遠(yuǎn)處的吉普車、750

m遠(yuǎn)處的坦克。在港口用作監(jiān)視船舶的夜視儀可以探測(cè)到1

600~13

000

m的目標(biāo)，而作機(jī)場(chǎng)信標(biāo)探測(cè)用的紅外夜視儀探測(cè)距離可以遠(yuǎn)達(dá)16000

m。紅外瞄準(zhǔn)裝置,

供步槍、機(jī)槍、火炮等夜間瞄準(zhǔn)用，作用距離一般是300～500

m。紅外駕駛儀，主要用于坦克、汽車駕駛員夜間行車，作用距離是50～200

m。紅外線夜間觀察裝置廣泛用于夜間軍事活動(dòng)中觀察目標(biāo)243.

紫外線紫外線是德國(guó)物理學(xué)家里特1801年發(fā)現(xiàn)的。紫外線位于光譜中紫光以外的區(qū)域,波長(zhǎng)比紫光短。一切高溫物體,例如太陽(yáng)、弧光燈等所發(fā)出的光都含有紫外線。利用氣體放電也可以激發(fā)紫外線。紫外線具有化學(xué)作用，能使感光紙感光，用紫外線照相可以辨認(rèn)出細(xì)微差別，例如分辨指紋等。紫外線能激發(fā)許多物質(zhì)發(fā)出熒光。例如日光燈和農(nóng)業(yè)上誘殺害蟲(chóng)用的黑光燈，都是利用紫外線來(lái)激發(fā)熒光使其發(fā)光的。紫外線還具有殺菌作用，還能促進(jìn)生理作用和治療保健事業(yè)中。但過(guò)強(qiáng)的紫外線能傷害人的眼睛和皮膚，在進(jìn)行電焊時(shí)要穿工作服、帶防護(hù)面具，以防止電焊弧光中強(qiáng)烈的紫外線的照射。3.紫外線紫外線是德國(guó)物理學(xué)家里特18025紫外線應(yīng)用實(shí)例紫外燈管紙幣上的防偽數(shù)字在紫外燈的照射下顯示出來(lái)紫外線應(yīng)用實(shí)例紫外燈管紙幣上的防偽數(shù)字在紫外264.

倫琴

射線德國(guó)物理學(xué)家倫琴在1895年發(fā)現(xiàn)了波長(zhǎng)比紫外線還短的一種電磁波，稱為X射線。X射線具有很強(qiáng)的穿透本領(lǐng)，能使包在黑紙里的照相底片感光。在工業(yè)上，常利用它檢查金屬部件，在醫(yī)學(xué)上，利用它的透視人體、拍攝照片，以檢查病變、骨折等情況。人體骨骼的X光照片倫琴4.倫琴射線德國(guó)物理學(xué)家倫琴在189527

二、電磁波譜可見(jiàn)光、紅外線、紫外線、X射線、射線都是電磁波，它們與無(wú)線電波在本質(zhì)上是相同的，只是由于頻率的變化，引起了質(zhì)變，使它們具有了不同的特性。電磁波的頻率范圍約從104Hz

到1025Hz，它們?cè)谡婵罩械牟ㄩL(zhǎng)是3×104～3×10–17m左右。電磁波按其性質(zhì)的不同一般可分為六個(gè)主要區(qū)域，分別是：無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、X射線、γ射線。二、電磁波譜可見(jiàn)光、紅外線、紫外線、X射線28電磁波譜10-410-510-610-710-810-910-1010-1110-1210-1310-14101210