电磁波谱
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文档简介
(共55张PPT)
光的干涉现象
光的干涉现象
光的衍射现象
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, 是像水波或声波 还是像别的什么呢
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, 是像水波或声波 还是像别的什么呢
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, 是像水波或声波 还是像别的什么呢
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, 是像水波或声波 还是像别的什么呢
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
麦克斯韦 提出：“光在本质上是一种电磁波”
赫兹 用实验证实电磁波的存在，发现电磁波的速度确实与光速相同，证明了光的电磁说
麦克斯韦 （1831－1879）
麦克斯韦 （1831－1879）
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。
麦克斯韦 （1831－1879）
1855～1856
1861～1862
《论法拉第力线》
《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。
麦克斯韦 （1831－1879）
1855～1856
1861～1862
1865
《论法拉第力线》
《论物理力线》
《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。
麦克斯韦 （1831－1879）
1855～1856
1861～1862
1865
1865～1873
《论法拉第力线》
《论物理力线》
《电磁场的动力学理论》
《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 （1831－1879）
1855～1856
1861～1862
1865
1865～1873
《论法拉第力线》
《论物理力线》
《电磁场的动力学理论》
《电磁理论》
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”。
无线电波
微波
---102
-------10-2
-------10-4
-------10-6
-------10-8
-------10-10
波长: /m
红外线
可见光
紫外线
X射线
射线
紫靛蓝绿黄橙红
电磁波谱(按频率由小到大)
可见光
红外线
无线电波
紫外线
伦琴射线
γ射线
在电磁波中, 能够作用于人的眼睛并引起视觉的, 只是一个很窄的波段, 通常叫做可见光. 其中波长最短的是紫光, 波长约为400nm波长最长的是红光, 波长约为770nm, 波长更长的光不能引起视觉, 叫做红外线, 红外线的波长范围很宽, 约为770nm～106nm.
在电磁波中, 能够作用于人的眼睛并引起视觉的, 只是一个很窄的波段, 通常叫做可见光. 其中波长最短的是紫光, 波长约为400nm波长最长的是红光, 波长约为770nm, 波长更长的光不能引起视觉, 叫做红外线, 红外线的波长范围很宽, 约为770nm～106nm.
播放：红外线的热效应.DAT
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
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
红外线技术的应用
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．
红外线检视器是利用红外线能穿透颜料的特性, 揭示颜料层下隐藏的资料. 利用红外线发射器、接收器及屏幕显示器, 油画上炭笔初稿及已往曾经进行过的修复工作都能一一呈现于眼前.
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.
行星状星云NGC 7027的红外线照片
一切物体都在不断地向外辐射红外线.
红外线有显著的热效应. 波长长，衍射能力强，传播远.
1. 遥控、遥感 2. 红外线加热 3. 红外线摄影
应用：
特点：
来源：
紫外线也是不可见光, 他的波长比紫光还短, 大约为5nm～400nm. 紫外线有荧光作用, 有些物质受到紫外线照射时可以发出可见光.
紫外线可以促使人体合成维生素D, 有助于人体对钙的吸收, 所以儿童经常晒太阳能够预防缺钙引起的佝偻病, 但是过多的紫外线会使皮肤粗糙, 甚至诱发皮肤癌.
紫外线能够杀灭多种细菌, 可以用紫外线进行消毒.
紫外线也是不可见光, 他的波长比紫光还短, 大约为5nm～400nm. 紫外线有荧光作用, 有些物质受到紫外线照射时可以发出可见光.
紫外线可以促使人体合成维生素D, 有助于人体对钙的吸收, 所以儿童经常晒太阳能够预防缺钙引起的佝偻病, 但是过多的紫外线会使皮肤粗糙, 甚至诱发皮肤癌.
紫外线能够杀灭多种细菌, 可以用紫外线进行消毒.
紫外线也是不可见光, 他的波长比紫光还短, 大约为5nm～400nm. 紫外线有荧光作用, 有些物质受到紫外线照射时可以发出可见光.
紫外线可以促使人体合成维生素D, 有助于人体对钙的吸收, 所以儿童经常晒太阳能够预防缺钙引起的佝偻病, 但是过多的紫外线会使皮肤粗糙, 甚至诱发皮肤癌.
紫外线能够杀灭多种细菌, 可以用紫外线进行消毒.
注意：红外线与紫外线人眼都是看不见的
播放：紫外线的荧光效应.DAT
画面上可以清晰的看到钱币上的防伪标记
一切高温物体发的光中都含有紫外线
来源：
特点:
应用:
荧光作用、化学作用、杀菌消毒作用
1. 紫外线有荧光作用, 如日光灯, 防伪
2. 能合成维生素D, 有助促进钙的吸收
3. 紫外线能够杀灭多种细菌
注意: 红外线与紫外线人眼都是看不见的
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:
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:
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:
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:
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
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
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)
特点：
应用：
人体透视、检查金属部件裂纹
穿透能力很强
比伦琴射线波长更短
射线
特点: 穿透能力更强
应用:
射线的穿透本领更大, 在工业和医学等领域有广泛的应用，如探伤，测厚或用 刀进行手术．
1. 不同电磁波产生的机理
无线电波是振荡电路中自由电子作周期性的运动产生的. 红外线、可见光、紫外线是原子外层电子受激发产生的. 伦琴射线是原子内层电子受激发产生的. γ射线是原子核受激发产生的.
关于电磁波谱的几点强调:
1. 不同电磁波产生的机理
无线电波是振荡电路中自由电子作周期性的运动产生的. 红外线、可见光、紫外线是原子外层电子受激发产生的. 伦琴射线是原子内层电子受激发产生的. γ射线是原子核受激发产生的.
2. 不同电磁波的波长和频率可能出现交错 重叠
关于电磁波谱的几点强调:
1. 提出者：麦克斯韦
2. 几点理解
1)光是一种电磁波
2)不同频率的光在真空中波速相同, 在 介质中波速不同．
3)不同介质中, 光的频率(颜色)不变, 波 长和波速改变．
4)同一介质中, 光的频率越高, 波速越小.
关于光的电磁说的几点强调:
证实者：赫兹
2. 不同点：
机械波的传播需要介质；电磁波可以在真空中传播，也可以在介质中传播．
1. 相同点：
都能产生干涉和衍射现象; 在不同介质中传播, 频率都不变.
电磁波与机械波的区别:
机械波的波速与介质有关，与频率无关；电磁波的波速不仅与介质有关，还与频率有关．
1 2 3 4 5
BD AC B B A
6 7 8
AD A B
第1课时 电磁波的发现 电磁振荡
1 2 3 4 5
AB B D C D
6 7
ABD D
第2课时 电磁波的发射和接收
8.无线电广播中波段长范围为187m~560m，为避免邻近电台的干扰，两个电台频率至少应 相差104Hz，则在此波段中最多可容纳的电台数为多少个？
1 2 3 4 6
AB ABC D D BC
第3课时 电磁波与信息化社会 电磁波谱
5.增强；减弱
7.某一战斗机正以一定的速度朝雷达的正上方水平匀速飞行，已知雷达发射相邻两次电磁波之间的时间间隔为5×10-4s，某时刻在雷达荧光屏上显示的波形如图所示，t=173s后雷达向正上方发射和接收的波形如图乙所示，雷达荧光屏上相邻刻度间表示的时间间隔为10-4s，电磁波的传播速度 为c=3.0×108m/s， 则该战斗机的飞行 速度大约为多少？
【解析】由题意知，荧光屏上相邻刻度间的时间间隔t0=10-4s，图甲发射电磁波和接收波的时间间隔是t1=4×10-4s，图乙的时间间隔是t2=1×10-4s，所以第一次飞机位置距离雷达的距离为s1=3.0×108s×4×10-4/2=6.0×104m，第二次飞机在雷达正上方，所以飞机高度h=3.0×108s×10-4/2=1.5×104m，所以173s内飞机飞行的距离为
8.某种无色透明玻璃对于真空中波长为0.60 m的单色光的折射率为1.50，求： （1）这种光的频率； （2）这种光在这种玻璃中的传播速度及波长。
光的干涉现象
光的干涉现象
光的衍射现象
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, 是像水波或声波 还是像别的什么呢
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, 是像水波或声波 还是像别的什么呢
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, 是像水波或声波 还是像别的什么呢
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, 是像水波或声波 还是像别的什么呢
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
麦克斯韦 提出：“光在本质上是一种电磁波”
赫兹 用实验证实电磁波的存在，发现电磁波的速度确实与光速相同，证明了光的电磁说
麦克斯韦 （1831－1879）
麦克斯韦 （1831－1879）
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。
麦克斯韦 （1831－1879）
1855～1856
1861～1862
《论法拉第力线》
《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。
麦克斯韦 （1831－1879）
1855～1856
1861～1862
1865
《论法拉第力线》
《论物理力线》
《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。
麦克斯韦 （1831－1879）
1855～1856
1861～1862
1865
1865～1873
《论法拉第力线》
《论物理力线》
《电磁场的动力学理论》
《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 （1831－1879）
1855～1856
1861～1862
1865
1865～1873
《论法拉第力线》
《论物理力线》
《电磁场的动力学理论》
《电磁理论》
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”。
无线电波
微波
---102
-------10-2
-------10-4
-------10-6
-------10-8
-------10-10
波长: /m
红外线
可见光
紫外线
X射线
射线
紫靛蓝绿黄橙红
电磁波谱(按频率由小到大)
可见光
红外线
无线电波
紫外线
伦琴射线
γ射线
在电磁波中, 能够作用于人的眼睛并引起视觉的, 只是一个很窄的波段, 通常叫做可见光. 其中波长最短的是紫光, 波长约为400nm波长最长的是红光, 波长约为770nm, 波长更长的光不能引起视觉, 叫做红外线, 红外线的波长范围很宽, 约为770nm～106nm.
在电磁波中, 能够作用于人的眼睛并引起视觉的, 只是一个很窄的波段, 通常叫做可见光. 其中波长最短的是紫光, 波长约为400nm波长最长的是红光, 波长约为770nm, 波长更长的光不能引起视觉, 叫做红外线, 红外线的波长范围很宽, 约为770nm～106nm.
播放：红外线的热效应.DAT
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
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
红外线技术的应用
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．
红外线检视器是利用红外线能穿透颜料的特性, 揭示颜料层下隐藏的资料. 利用红外线发射器、接收器及屏幕显示器, 油画上炭笔初稿及已往曾经进行过的修复工作都能一一呈现于眼前.
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.
行星状星云NGC 7027的红外线照片
一切物体都在不断地向外辐射红外线.
红外线有显著的热效应. 波长长，衍射能力强，传播远.
1. 遥控、遥感 2. 红外线加热 3. 红外线摄影
应用：
特点：
来源：
紫外线也是不可见光, 他的波长比紫光还短, 大约为5nm～400nm. 紫外线有荧光作用, 有些物质受到紫外线照射时可以发出可见光.
紫外线可以促使人体合成维生素D, 有助于人体对钙的吸收, 所以儿童经常晒太阳能够预防缺钙引起的佝偻病, 但是过多的紫外线会使皮肤粗糙, 甚至诱发皮肤癌.
紫外线能够杀灭多种细菌, 可以用紫外线进行消毒.
紫外线也是不可见光, 他的波长比紫光还短, 大约为5nm～400nm. 紫外线有荧光作用, 有些物质受到紫外线照射时可以发出可见光.
紫外线可以促使人体合成维生素D, 有助于人体对钙的吸收, 所以儿童经常晒太阳能够预防缺钙引起的佝偻病, 但是过多的紫外线会使皮肤粗糙, 甚至诱发皮肤癌.
紫外线能够杀灭多种细菌, 可以用紫外线进行消毒.
紫外线也是不可见光, 他的波长比紫光还短, 大约为5nm～400nm. 紫外线有荧光作用, 有些物质受到紫外线照射时可以发出可见光.
紫外线可以促使人体合成维生素D, 有助于人体对钙的吸收, 所以儿童经常晒太阳能够预防缺钙引起的佝偻病, 但是过多的紫外线会使皮肤粗糙, 甚至诱发皮肤癌.
紫外线能够杀灭多种细菌, 可以用紫外线进行消毒.
注意：红外线与紫外线人眼都是看不见的
播放：紫外线的荧光效应.DAT
画面上可以清晰的看到钱币上的防伪标记
一切高温物体发的光中都含有紫外线
来源：
特点:
应用:
荧光作用、化学作用、杀菌消毒作用
1. 紫外线有荧光作用, 如日光灯, 防伪
2. 能合成维生素D, 有助促进钙的吸收
3. 紫外线能够杀灭多种细菌
注意: 红外线与紫外线人眼都是看不见的
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:
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:
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:
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:
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
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
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)
特点：
应用：
人体透视、检查金属部件裂纹
穿透能力很强
比伦琴射线波长更短
射线
特点: 穿透能力更强
应用:
射线的穿透本领更大, 在工业和医学等领域有广泛的应用，如探伤，测厚或用 刀进行手术．
1. 不同电磁波产生的机理
无线电波是振荡电路中自由电子作周期性的运动产生的. 红外线、可见光、紫外线是原子外层电子受激发产生的. 伦琴射线是原子内层电子受激发产生的. γ射线是原子核受激发产生的.
关于电磁波谱的几点强调:
1. 不同电磁波产生的机理
无线电波是振荡电路中自由电子作周期性的运动产生的. 红外线、可见光、紫外线是原子外层电子受激发产生的. 伦琴射线是原子内层电子受激发产生的. γ射线是原子核受激发产生的.
2. 不同电磁波的波长和频率可能出现交错 重叠
关于电磁波谱的几点强调:
1. 提出者：麦克斯韦
2. 几点理解
1)光是一种电磁波
2)不同频率的光在真空中波速相同, 在 介质中波速不同．
3)不同介质中, 光的频率(颜色)不变, 波 长和波速改变．
4)同一介质中, 光的频率越高, 波速越小.
关于光的电磁说的几点强调:
证实者：赫兹
2. 不同点：
机械波的传播需要介质；电磁波可以在真空中传播，也可以在介质中传播．
1. 相同点：
都能产生干涉和衍射现象; 在不同介质中传播, 频率都不变.
电磁波与机械波的区别:
机械波的波速与介质有关，与频率无关；电磁波的波速不仅与介质有关，还与频率有关．
1 2 3 4 5
BD AC B B A
6 7 8
AD A B
第1课时 电磁波的发现 电磁振荡
1 2 3 4 5
AB B D C D
6 7
ABD D
第2课时 电磁波的发射和接收
8.无线电广播中波段长范围为187m~560m，为避免邻近电台的干扰，两个电台频率至少应 相差104Hz，则在此波段中最多可容纳的电台数为多少个？
1 2 3 4 6
AB ABC D D BC
第3课时 电磁波与信息化社会 电磁波谱
5.增强；减弱
7.某一战斗机正以一定的速度朝雷达的正上方水平匀速飞行，已知雷达发射相邻两次电磁波之间的时间间隔为5×10-4s，某时刻在雷达荧光屏上显示的波形如图所示，t=173s后雷达向正上方发射和接收的波形如图乙所示，雷达荧光屏上相邻刻度间表示的时间间隔为10-4s，电磁波的传播速度 为c=3.0×108m/s， 则该战斗机的飞行 速度大约为多少？
【解析】由题意知，荧光屏上相邻刻度间的时间间隔t0=10-4s，图甲发射电磁波和接收波的时间间隔是t1=4×10-4s，图乙的时间间隔是t2=1×10-4s，所以第一次飞机位置距离雷达的距离为s1=3.0×108s×4×10-4/2=6.0×104m，第二次飞机在雷达正上方，所以飞机高度h=3.0×108s×10-4/2=1.5×104m，所以173s内飞机飞行的距离为
8.某种无色透明玻璃对于真空中波长为0.60 m的单色光的折射率为1.50，求： （1）这种光的频率； （2）这种光在这种玻璃中的传播速度及波长。