高三物理光的電磁說

§20--3光的電磁說

光的干涉現(xiàn)象光的衍射現(xiàn)象光是一種波19世紀中葉，光的波動說已經(jīng)得到了公認，但是光波的本質(zhì)到底是什么，是像水波？還是像聲波呢？19世紀60年代，麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，并從理論上得出電磁波在真空中的傳播速度應(yīng)為：光是一種電磁波≈光速

不同點：機械波的傳播一定需要介質(zhì)，其波速與介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，與波的頻率無關(guān)．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．電磁波在真空中傳播的速度均為3.0×108m／s，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)．電磁波與機械波的比較:

共同點：都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象；它們波動的頻率都取決于波源的頻率；在不同介質(zhì)中傳播，頻率都不變．

麥克斯韋（JamesClerkMaxwell，1831－1879），英國物理學家，經(jīng)典電磁理論的奠基人．1831年6月13日出生于愛丁堡．1847年入愛丁堡大學聽課，專攻數(shù)學．他很重視實驗，涉獵電化學、光學、分子物理學以及機械工程等等．他說：“把數(shù)學分析和實驗研究聯(lián)合使用得到的物理科學知識，比之一個單純的實驗人員或單純的數(shù)學家所具有的知識更加堅實、有益而牢固．”

1850年考入劍橋大學，1854年以優(yōu)異成績畢業(yè)并獲得了學位，留校工作．1856年起任蘇格蘭阿伯丁的馬里沙耳學院的自然哲學講座教授，直到1874年．經(jīng)法拉第舉薦，自1860年起任倫敦皇家學院的物理學和天文學教授．1871年起負責籌劃卡文迪什實驗室，隨后被任命在劍橋大學創(chuàng)辦卡文迪什實驗室并擔任第一任負責人．1879年11月5日麥克斯韋因患癌癥在劍橋逝世，終年僅48歲．麥克斯韋

麥克斯韋一生從事過多方面的物理學研究工作，最杰出的貢獻是在經(jīng)典電磁理論方面．在劍橋讀書期間，麥克斯韋在讀法拉第的《電學實驗研究》時，被書中的新穎見解所吸引，他敏銳地領(lǐng)會到了法拉第的“力線”和“場”的概念的重要性．他注意到全書竟然無一數(shù)學公式，說明法拉第的學說還缺乏嚴密的理論形式．在老師威廉·湯姆孫的啟發(fā)和幫助下，決心用自己的數(shù)學才能來彌補法拉第工作的這一缺陷．麥克斯韋1855～1856《論法拉第力線》

這是麥克斯韋用數(shù)學工具表達法拉第學說的開端1861～1862《論物理力線》

在這一文中的思想已經(jīng)超過法拉第，不僅對各種電磁現(xiàn)象的聯(lián)系，提供了統(tǒng)一的解釋，而且挖掘出更深入的內(nèi)在本質(zhì)，這是麥克斯韋為電磁場理論建立邁出的關(guān)鍵性一步。1865《電磁場的動力學理論》

在實驗事實及動力學的基礎(chǔ)上構(gòu)筑了一座全新的電磁學理論大廈。1865～1873《電磁理論》

被認為可以和牛頓的《自然哲學的數(shù)學原理》交相輝映．麥克斯韋的電磁理論成為經(jīng)典物理學的重要支柱之一．

麥克斯韋的電磁場理論從超距作用過渡到以場為基本變量，是科學認識的一個革命性變革，根據(jù)研究，麥克斯韋大膽斷言：光本身就是電磁波．1886～1888年間赫茲做了一系列實驗證實了電磁波的存在，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傳播速度，發(fā)現(xiàn)電磁波的速度確實與光速相同，證明了光的電磁說的正確性．這樣麥克斯韋的電磁場理論就把電、磁、光學規(guī)律統(tǒng)一起來，完成了人類認識史上的一次“大綜合”．二、電磁波譜

1、紅外線

A、（真空中）波長數(shù)量級：10－6~10－2m。

B、發(fā)現(xiàn)過程：

C、產(chǎn)生：

一切物體（包括大地、人體、農(nóng)作物和車船）都在發(fā)射紅外線，物體的溫度越高，輻射的紅外線越強（波長越短）

D、特點：

最顯著的是熱作用E、應(yīng)用：

（1）紅外線加熱

（2）紅外攝影

（3）紅外線成像

利用靈敏的紅外線探測器接收物體發(fā)出的紅外線，用電子儀器對收到的信號進行處理，就可以知道被測物體的信息

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行紅外線遙感紅外線技術(shù)的應(yīng)用詳介2、紫外線

A、（真空中）波長數(shù)量級：10－9~10－7m。

B、發(fā)現(xiàn)過程：

C、產(chǎn)生：

任何高溫物體發(fā)出的光中都含有紫外線。

D、特性：

化學作用，熒光效應(yīng)，殺菌消毒作用。

E、應(yīng)用：

（1）紫外照相，可辨別出很細微差別

（2）照明和誘殺害蟲的日光燈，黑光燈。

（3）醫(yī)院里病房和手術(shù)室的消毒。

（4）治療皮膚病，硬骨病。

紫外線

畫面上可以清晰的看到錢幣上的防偽標記倫琴射線

波長比紫外線更短的光叫做倫琴射線，也叫X射線是德國物理學家倫琴在1895年發(fā)現(xiàn)的．他的穿透能力很強，能使包在黑紙里的照像底片感光，下圖是產(chǎn)生X射線的裝置，叫做X射線管：1、K是陰極2、A是陽極（也叫對陰極）3、倫琴射線

A、波長很短

B、發(fā)現(xiàn)過程

C、產(chǎn)生條件：

高速電子流射到任體固體上，都會產(chǎn)生X射線。

D、特性：

穿透本領(lǐng)很強。

E、應(yīng)用： 工業(yè)上金屬探傷； 醫(yī)療上透視人體。

三、電磁波譜

1、頻率由低到高（波長由長到短）將不同電磁波排成一列，其順序為無線電波、紅外線、可見光、紫外線、倫琴射線、γ射線

2、電磁波產(chǎn)生的機理

波的種類激發(fā)機制無線電波電磁振蕩紅外線

原子的外層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生可見光紫外線倫琴射線原子內(nèi)層電子受到激發(fā)而產(chǎn)生γ射線原子核受到激發(fā)后產(chǎn)生

利用紅外線檢測人體的健康狀態(tài)，本圖片是人體的背部熱圖，透過圖片可以根據(jù)不同顏色判斷病變區(qū)域．返回

紅外線檢視器是利用紅外線能穿透顏料的特性，揭示顏料層下隱藏的資料．利用紅外線發(fā)射器、接收器及屏幕顯示器，油畫上炭筆初稿稿及已往曾經(jīng)進行過的修復(fù)工作都能一一呈現(xiàn)于眼前．返回

紅外線衛(wèi)星云圖顯示一九九九年九月十六日臺風約克于清晨靠近香港時,中心的風眼清晰可見．返回行星狀星云NGC7027的紅外線照片返回早在19世紀中葉，在非洲就發(fā)現(xiàn)了史前時期的石器。到20世紀初葉，已初步建立起更新世時期舊石器文化的發(fā)展序列。自50年代末以來，非洲在古人類和舊石器方面又有一系列重要發(fā)現(xiàn)，從而使這一大陸的舊石器時代考古在世界舊石器時代考古中占有重要的地位。這里不僅發(fā)現(xiàn)了迄今為止最早的人類化石和石器文化，而且是世界上已知的人類各發(fā)展階段沒有缺環(huán)、年代前后相繼的地區(qū)。石器時代http://www.shiqi.so/lishi/shiqi30cj.htm石器時代

非洲石器時代文化可分為兩大體系。北非，即環(huán)地中海沿岸的部分，在文化上與歐洲和西亞有比較密切的關(guān)系，因而可以使用歐洲和西亞的分期法。在撒哈拉以南的東非、西非和南非地區(qū)，發(fā)展情況與歐洲有所不同，因此使用了一套單獨的分期體系：早期石器時代，從最早的石器出現(xiàn)到大約10萬年前；中期石器時代，從大約10萬年前到1.5萬年前；晚期石器時代，從大約1.5萬年前到鐵器時代的開始(大多數(shù)地區(qū)發(fā)生在2000年前）。關(guān)于晚期石器時代開始的時間，還存在著不同的看法。過了?！崩咸焸涞?。“好叫老太太知道，”寶音忙道，“笙兒為明日采買得用東西，正好聽說這檔花因客商脫節(jié)不湊，檔主情愿便宜發(fā)放，一時也沒人肯要他這許多花，笙兒便動官中的錢，兜回來，借著蒸面餅的火，一并蒸了，好給老太太這邊來?！闭f著笑倒在老太太懷里，“笙兒難得掌權(quán)，不借這個方便給老太太奢享，掌權(quán)做什么呢？”老太太點著寶音的嘴，笑向嘉顏道：“瞧瞧這小蹄子！才能掌了多少權(quán)呢，就把花油刮來，若把家交給她，怕她不把骨髓都吸空了！”寶音扭動不依道：“笙兒雖小，也曉得懷橘遺親的哩！前賢吃頓飯偷兩個綠橘下來，人都夸他，笙兒一學，怎么就錯了么？明明心是一樣的嘛！”第六十一章早露用心在宴前(5)老太太“嗬嗬”笑道：“就信了你，心是一樣的！”又問，“明天給你辦的，只有一桌，要擱嘉顏手里，是做熟的，你這樣小，又是頭一遭，怕為難了罷？”寶音答道：“笙兒遇事多問嫂子大娘們，幾天里懂了從前幾年不懂的事，自覺長進不少，還是心慌，只怕把肉糊了、醬翻了、椅子倒了，沒說的，帶一桌舅母姨娘哥哥妹妹們，都來吃老太太的！只盼老太太看在今早一盆花香的份上，旁人不管，先留一碗飯給笙兒，別叫舅母姨娘哥哥妹妹們擁上來搶光了，落得笙兒只有舔空碗的份！”老太太一頭聽，一頭笑，笑得直叫嘉顏揉胸，伸著手指寶音道：“到那時，我把你這小猴頭拆了喂你們那一桌去！叫你也知道些擔待呢。”洛月在旁邊收拾水盆，低頭抿嘴也笑。老太太又同寶音談了幾句，催道：“有得你好忙呢！你大病又才好，忙里偷閑也該將養(yǎng)些，別老耗在老太婆這兒，去罷！”寶音告辭出來，遇見福珞明秀等人，行了個禮，明秀臉已變了。寶音回去，照著簿子，一件事遞著一件事吩咐下去，提前該先蒸、先擺、先切、先攢的，巨細靡遺，件件到位，有個媳婦感慨道：“虧我在這里做了這么久！哪怕從沒做過，光聽表擺布，一件件也能通下來了。表這等細致清爽勁兒，簡直像是——”怕不吉利，沒說下去。簡直像是寶音在時一般。明秀有些坐不住了，在十二號晚上，到底尋了個空子，硬叫樂韻把寶音那本簿子找出來交到她手里，難免又塞給樂韻一筆