青島版科學(xué)五下《認(rèn)識(shí)光》PPT課件2.ppt

認(rèn)識(shí)光,張翀昊,蘇格蘭物理學(xué)家詹姆士克拉克19世紀(jì)物理學(xué)界的巨人之一的研究成果問世，物理學(xué)家們才對(duì)光學(xué)定律有了確定的了解。從某些意義上來說，麥克斯韋正是邁克爾法拉第的對(duì)立面。法拉第在試驗(yàn)中有著驚人的直覺卻完全沒有受過正式訓(xùn)練，而與法拉第同時(shí)代的麥克斯韋則是高等數(shù)學(xué)的大師。他在劍橋大學(xué)上學(xué)時(shí)擅長(zhǎng)數(shù)學(xué)物理，在那里艾薩克牛頓于兩個(gè)世紀(jì)之前完成了自己的工作。,牛頓發(fā)明了微積分。微積分以“微分方程”的語言來表述，描述事物在時(shí)間和空間中如何順利地經(jīng)歷細(xì)微的變化。海洋波浪、液體、氣體和炮彈的運(yùn)動(dòng)都可以用微分方程的語言進(jìn)行描述。麥克斯韋抱著清晰的目標(biāo)開始了工作用精確的微分方程表達(dá)法拉第革命性的研究結(jié)果和他的力場(chǎng)。,麥克斯韋從法拉第電場(chǎng)可以轉(zhuǎn)變?yōu)榇艌?chǎng)且反之亦然這一發(fā)現(xiàn)著手。他采用了法拉第對(duì)于力場(chǎng)的描述，并且用微分方程的精確語言重寫，得出了現(xiàn)代科學(xué)中最重要的方程組之一。它們是一組8個(gè)看起來十分艱深的方程式。世界上的每一位物理學(xué)家和工程師在研究生階段學(xué)習(xí)掌握電磁學(xué)時(shí)都必須努力消化這些方程式。隨后，麥克斯韋向自己提出了具有決定性意義的問題：如果磁場(chǎng)可以轉(zhuǎn)變?yōu)殡妶?chǎng)，并且反之亦然，那若它們被永遠(yuǎn)不斷地相互轉(zhuǎn)變會(huì)發(fā)生什么情況？麥克斯韋發(fā)現(xiàn)這些電磁場(chǎng)會(huì)制造出一種波，與海洋波十分類似。令他吃驚的是，他計(jì)算了這些波的速度，發(fā)現(xiàn)那正是光的速度！在1864年發(fā)現(xiàn)這一事實(shí)后，他預(yù)言性地寫道：“這一速度與光速如此接近，看來我們有充分的理由相信光本身是一種電磁干擾。”,這可能是人類歷史上最偉大的發(fā)現(xiàn)之一。有史以來第一次，光的奧秘終于被揭開了。麥克斯韋突然意識(shí)到，從日出的光輝、落日的紅焰、彩虹的絢麗色彩到天空中閃爍的星光，都可以用他匆匆寫在一頁紙上的波來描述。今天我們意識(shí)到整個(gè)電磁波譜從電視天線、紅外線、可見光、紫外線、X射線、微波和射線都只不過是麥克斯韋波，即振動(dòng)的法拉第力場(chǎng)。根據(jù)愛因斯坦的相對(duì)論，光在路過強(qiáng)引力場(chǎng)時(shí)，光線會(huì)扭曲。,光是一種人類眼睛可以見的電磁波（可見光譜）。在科學(xué)上的定義，光有時(shí)候是指所有的電磁波譜。光是由一種稱為光子的基本粒子組成。具有粒子性與波動(dòng)性，或稱為波粒二象性1。光可以在真空、空氣、水等透明的物質(zhì)中傳播。光的速度：光在真空中的速度為每秒30萬千米（精確點(diǎn)就是c=299792458m/s），光從太陽到地球只需八分鐘。人類肉眼所能看到的可見光只是整個(gè)電磁波譜的一部分。電磁波之可見光譜范圍大約為390760nm(0.00000001)，光分為人造光和自然光。自身發(fā)光的物體稱為光源，光源分冷光源和熱光源。如圖為人造光源。夜空中的禮花有實(shí)驗(yàn)證明光就是電磁輻射，這部分電磁波的波長(zhǎng)范圍約在紅光的0.77微米到紫光的0.39微米之間。波長(zhǎng)在0.77微米以上到1000微米左右的電磁波稱為“紅外線”。在0.39微米以下到0.04微米左右的稱“紫外線”。紅外線和紫外線不能引起視覺，但可以用光學(xué)儀器或攝影方法去量度和探測(cè)這種發(fā)光物體的存在