高三物理光的电磁说

§20--3光的电磁说

光的干涉现象光的衍射现象光是一种波19世纪中叶，光的波动说已经得到了公认，但是光波的本质到底是什么，是像水波？还是像声波呢？19世纪60年代，麦克斯韦预言了电磁波的存在，并从理论上得出电磁波在真空中的传播速度应为：光是一种电磁波≈光速

不同点：机械波的传播一定需要介质，其波速与介质的性质有关，与波的频率无关．而电磁波本身就是一种物质，它可以在真空中传播，也可以在介质中传播．电磁波在真空中传播的速度均为3.0×108m／s，在介质中传播时，波速和波长不仅与介质性质有关，还与频率有关．电磁波与机械波的比较:

共同点：都能产生干涉和衍射现象；它们波动的频率都取决于波源的频率；在不同介质中传播，频率都不变．

麦克斯韦（JamesClerkMaxwell，1831－1879），英国物理学家，经典电磁理论的奠基人．1831年6月13日出生于爱丁堡．1847年入爱丁堡大学听课，专攻数学．他很重视实验，涉猎电化学、光学、分子物理学以及机械工程等等．他说：“把数学分析和实验研究联合使用得到的物理科学知识，比之一个单纯的实验人员或单纯的数学家所具有的知识更加坚实、有益而牢固．”

1850年考入剑桥大学，1854年以优异成绩毕业并获得了学位，留校工作．1856年起任苏格兰阿伯丁的马里沙耳学院的自然哲学讲座教授，直到1874年．经法拉第举荐，自1860年起任伦敦皇家学院的物理学和天文学教授．1871年起负责筹划卡文迪什实验室，随后被任命在剑桥大学创办卡文迪什实验室并担任第一任负责人．1879年11月5日麦克斯韦因患癌症在剑桥逝世，终年仅48岁．麦克斯韦

麦克斯韦一生从事过多方面的物理学研究工作，最杰出的贡献是在经典电磁理论方面．在剑桥读书期间，麦克斯韦在读法拉第的《电学实验研究》时，被书中的新颖见解所吸引，他敏锐地领会到了法拉第的“力线”和“场”的概念的重要性．他注意到全书竟然无一数学公式，说明法拉第的学说还缺乏严密的理论形式．在老师威廉·汤姆孙的启发和帮助下，决心用自己的数学才能来弥补法拉第工作的这一缺陷．麦克斯韦1855～1856《论法拉第力线》

这是麦克斯韦用数学工具表达法拉第学说的开端1861～1862《论物理力线》

在这一文中的思想已经超过法拉第，不仅对各种电磁现象的联系，提供了统一的解释，而且挖掘出更深入的内在本质，这是麦克斯韦为电磁场理论建立迈出的关键性一步。1865《电磁场的动力学理论》

在实验事实及动力学的基础上构筑了一座全新的电磁学理论大厦。1865～1873《电磁理论》

被认为可以和牛顿的《自然哲学的数学原理》交相辉映．麦克斯韦的电磁理论成为经典物理学的重要支柱之一．

麦克斯韦的电磁场理论从超距作用过渡到以场为基本变量，是科学认识的一个革命性变革，根据研究，麦克斯韦大胆断言：光本身就是电磁波．1886～1888年间赫兹做了一系列实验证实了电磁波的存在，并且测出了实验中的电磁波频率和波长，从而计算出电磁波的传播速度，发现电磁波的速度确实与光速相同，证明了光的电磁说的正确性．这样麦克斯韦的电磁场理论就把电、磁、光学规律统一起来，完成了人类认识史上的一次“大综合”．二、电磁波谱

1、红外线

A、（真空中）波长数量级：10－6~10－2m。

B、发现过程：

C、产生：

一切物体（包括大地、人体、农作物和车船）都在发射红外线，物体的温度越高，辐射的红外线越强（波长越短）

D、特点：

最显著的是热作用E、应用：

（1）红外线加热

（2）红外摄影

（3）红外线成像

利用灵敏的红外线探测器接收物体发出的红外线，用电子仪器对收到的信号进行处理，就可以知道被测物体的信息

红外线主要作用是热作用，可以利用红外线来加热物体和进行红外线遥感红外线技术的应用详介2、紫外线

A、（真空中）波长数量级：10－9~10－7m。

B、发现过程：

C、产生：

任何高温物体发出的光中都含有紫外线。

D、特性：

化学作用，荧光效应，杀菌消毒作用。

E、应用：

（1）紫外照相，可辨别出很细微差别

（2）照明和诱杀害虫的日光灯，黑光灯。

（3）医院里病房和手术室的消毒。

（4）治疗皮肤病，硬骨病。

紫外线

画面上可以清晰的看到钱币上的防伪标记伦琴射线

波长比紫外线更短的光叫做伦琴射线，也叫X射线是德国物理学家伦琴在1895年发现的．他的穿透能力很强，能使包在黑纸里的照像底片感光，下图是产生X射线的装置，叫做X射线管：1、K是阴极2、A是阳极（也叫对阴极）3、伦琴射线

A、波长很短

B、发现过程

C、产生条件：

高速电子流射到任体固体上，都会产生X射线。

D、特性：

穿透本领很强。

E、应用： 工业上金属探伤； 医疗上透视人体。

三、电磁波谱

1、频率由低到高（波长由长到短）将不同电磁波排成一列，其顺序为无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线

2、电磁波产生的机理

波的种类激发机制无线电波电磁振荡红外线

原子的外层电子受到激发后产生可见光紫外线伦琴射线原子内层电子受到激发而产生γ射线原子核受到激发后产生

利用红外线检测人体的健康状态，本图片是人体的背部热图，透过图片可以根据不同颜色判断病变区域．返回

红外线检视器是利用红外线能穿透颜料的特性，揭示顏料层下隐藏的资料．利用红外线发射器、接收器及屏幕显示器，油画上炭笔初稿稿及已往曾经进行过的修复工作都能一一呈现于眼前．返回

红外线卫星云图显示一九九九年九月十六日台风约克于清晨靠近香港时,中心的风眼清晰可见．返回行星状星云NGC7027的红外线照片返回早在19世纪中叶，在非洲就发现了史前时期的石器。到20世纪初叶，已初步建立起更新世时期旧石器文化的发展序列。自50年代末以来，非洲在古人类和旧石器方面又有一系列重要发现，从而使这一大陆的旧石器时代考古在世界旧石器时代考古中占有重要的地位。这里不仅发现了迄今为止最早的人类化石和石器文化，而且是世界上已知的人类各发展阶段没有缺环、年代前后相继的地区。石器时代http://www.shiqi.so/lishi/shiqi30cj.htm石器时代

非洲石器时代文化可分为两大体系。北非，即环地中海沿岸的部分，在文化上与欧洲和西亚有比较密切的关系，因而可以使用欧洲和西亚的分期法。在撒哈拉以南的东非、西非和南非地区，发展情况与欧洲有所不同，因此使用了一套单独的分期体系：早期石器时代，从最早的石器出现到大约10万年前；中期石器时代，从大约10万年前到1.5万年前；晚期石器时代，从大约1.5万年前到铁器时代的开始(大多数地区发生在2000年前）。关于晚期石器时代开始的时间，还存在着不同的看法。过了。”老太太责备道。“好叫老太太知道，”宝音忙道，“笙儿为明日采买得用东西，正好听说这档花因客商脱节不凑，档主情愿便宜发放，一时也没人肯要他这许多花，笙儿便动官中的钱，兜回来，借着蒸面饼的火，一并蒸了，好给老太太这边来。”说着笑倒在老太太怀里，“笙儿难得掌权，不借这个方便给老太太奢享，掌权做什么呢？”老太太点着宝音的嘴，笑向嘉颜道：“瞧瞧这小蹄子！才能掌了多少权呢，就把花油刮来，若把家交给她，怕她不把骨髓都吸空了！”宝音扭动不依道：“笙儿虽小，也晓得怀橘遗亲的哩！前贤吃顿饭偷两个绿橘下来，人都夸他，笙儿一学，怎么就错了么？明明心是一样的嘛！”第六十一章早露用心在宴前(5)老太太“嗬嗬”笑道：“就信了你，心是一样的！”又问，“明天给你办的，只有一桌，要搁嘉颜手里，是做熟的，你这样小，又是头一遭，怕为难了罢？”宝音答道：“笙儿遇事多问嫂子大娘们，几天里懂了从前几年不懂的事，自觉长进不少，还是心慌，只怕把肉糊了、酱翻了、椅子倒了，没说的，带一桌舅母姨娘哥哥妹妹们，都来吃老太太的！只盼老太太看在今早一盆花香的份上，旁人不管，先留一碗饭给笙儿，别叫舅母姨娘哥哥妹妹们拥上来抢光了，落得笙儿只有舔空碗的份！”老太太一头听，一头笑，笑得直叫嘉颜揉胸，伸着手指宝音道：“到那时，我把你这小猴头拆了喂你们那一桌去！叫你也知道些担待呢。”洛月在旁边收拾水盆，低头抿嘴也笑。老太太又同宝音谈了几句，催道：“有得你好忙呢！你大病又才好，忙里偷闲也该将养些，别老耗在老太婆这儿，去罢！”宝音告辞出来，遇见福珞明秀等人，行了个礼，明秀脸已变了。宝音回去，照着簿子，一件事递着一件事吩咐下去，提前该先蒸、先摆、先切、先攒的，巨细靡遗，件件到位，有个媳妇感慨道：“亏我在这里做了这么久！哪怕从没做过，光听表摆布，一件件也能通下来了。表这等细致清爽劲儿，简直像是——”怕不吉利，没说下去。简直像是宝音在时一般。明秀有些坐不住了，在十二号晚上，到底寻了个空子，硬叫乐韵把宝音那本簿子找出来交到她手里，难免又塞给乐韵一笔