光學(xué)基礎(chǔ)電磁波譜

1、光學(xué)基礎(chǔ)電磁波譜二、電磁波譜二、電磁波譜紅外線（熱傳遞方式之一）紅外線（熱傳遞方式之一）紫外線（殺菌、皮膚癌、顏料褪色）紫外線（殺菌、皮膚癌、顏料褪色）可見(jiàn)光（肉眼有感應(yīng)的電磁波）可見(jiàn)光（肉眼有感應(yīng)的電磁波）一、各種電磁波一、各種電磁波光的干涉現(xiàn)象光的干涉現(xiàn)象光的衍射現(xiàn)象光的衍射現(xiàn)象光是一種波光是一種波 19 19世紀(jì)中葉，光的波動(dòng)說(shuō)已經(jīng)得到了公認(rèn)，世紀(jì)中葉，光的波動(dòng)說(shuō)已經(jīng)得到了公認(rèn)，但是光波的本質(zhì)到底是什么，是像水波？還但是光波的本質(zhì)到底是什么，是像水波？還是像聲波呢？是像聲波呢？ 19 19世紀(jì)世紀(jì)6060年代，麥克斯韋預(yù)言了電磁波年代，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

2、空中的傳的存在，并從理論上得出電磁波在真空中的傳播速度應(yīng)為：播速度應(yīng)為：sm1011.38光是一種電磁波光是一種電磁波光速光速 1 1、麥克斯韋根據(jù)電磁理論，發(fā)現(xiàn)電磁波的波麥克斯韋根據(jù)電磁理論，發(fā)現(xiàn)電磁波的波速與光速相同，提出了光是一種電磁波的假速與光速相同，提出了光是一種電磁波的假說(shuō)說(shuō) 赫茲通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了光的電磁本質(zhì)赫茲通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了光的電磁本質(zhì). . 光的電磁說(shuō)把光學(xué)和電學(xué)統(tǒng)一起來(lái)了光的電磁說(shuō)把光學(xué)和電學(xué)統(tǒng)一起來(lái)了關(guān)于光的電磁說(shuō)的幾點(diǎn)強(qiáng)調(diào) 2 2、光的顏色是由電磁波的頻率決定的光的顏色是由電磁波的頻率決定的 不同頻率的色光在真空中波速相同，在介質(zhì)不同頻率的色光在真空中波速相同，在介質(zhì)中波速

3、不同中波速不同 同一色光在不同介質(zhì)中，頻率（顏色）不變，同一色光在不同介質(zhì)中，頻率（顏色）不變，波長(zhǎng)和波速都要改變波長(zhǎng)和波速都要改變關(guān)于光的電磁說(shuō)的幾點(diǎn)強(qiáng)調(diào) 3 3、電磁波與機(jī)械波的比較電磁波與機(jī)械波的比較: : 共同點(diǎn)：共同點(diǎn)： 都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象；都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象； 它們波動(dòng)的頻率都取決于波源的頻率；它們波動(dòng)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?cè)诓煌橘|(zhì)中傳播，頻率都不變 關(guān)于光的電磁說(shuō)的幾點(diǎn)強(qiáng)調(diào) 電磁波譜電磁波譜波長(zhǎng)不同的電磁波性質(zhì)不同，波長(zhǎng)不同的電磁波性質(zhì)不同，根據(jù)電磁波的波長(zhǎng)劃分為幾根據(jù)電磁波的波長(zhǎng)劃分為幾個(gè)不同的區(qū)域。個(gè)不同的區(qū)域。電磁波譜電磁波譜宇宙

4、線宇宙線 3 3、電磁波與機(jī)械波的比較電磁波與機(jī)械波的比較: : 不同點(diǎn)：不同點(diǎn)： 機(jī)械波的傳播一定需要介質(zhì)，其波速與介質(zhì)的機(jī)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(wú)關(guān)性質(zhì)有關(guān)，與波的頻率無(wú)關(guān) 而電磁波本身就是一種物質(zhì)，它可以在真空中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電磁波在真空中傳播的速度均為3.03.010108 8m ms s，在介質(zhì)中傳播時(shí)，波速和波長(zhǎng)不僅與介質(zhì)性質(zhì)有在介質(zhì)中傳播時(shí)，波速和波長(zhǎng)不僅與介質(zhì)性質(zhì)有關(guān)，還與頻率有關(guān)關(guān)，還與頻率有關(guān)關(guān)于光的電磁說(shuō)的幾點(diǎn)強(qiáng)調(diào) 紅外線紅外線 在電

5、磁波中，能夠作用于人的眼睛并引起視在電磁波中，能夠作用于人的眼睛并引起視覺(jué)的，只是一個(gè)很窄的波段，通常叫做可見(jiàn)光。覺(jué)的，只是一個(gè)很窄的波段，通常叫做可見(jiàn)光。 其中波長(zhǎng)最短的是紫光，波長(zhǎng)約為其中波長(zhǎng)最短的是紫光，波長(zhǎng)約為380nm380nm波波長(zhǎng)最長(zhǎng)的是紅光，波長(zhǎng)約為長(zhǎng)最長(zhǎng)的是紅光，波長(zhǎng)約為7 780nm.80nm. 波長(zhǎng)更長(zhǎng)的光不能引起視覺(jué)，叫做紅外線，波長(zhǎng)更長(zhǎng)的光不能引起視覺(jué)，叫做紅外線，紅外線的波長(zhǎng)范圍，約為紅外線的波長(zhǎng)范圍，約為770770nmnm10106 6nmnm紅外線紅外線 一切物體一切物體, ,都在輻射紅外線都在輻射紅外線. . 物體溫度越高物體溫度越高, ,輻射的紅外線越強(qiáng)輻

6、射的紅外線越強(qiáng). . 物體溫度越高物體溫度越高, ,輻射的紅外線波長(zhǎng)越短輻射的紅外線波長(zhǎng)越短. . 熱輻射-即紅外線輻射,熱傳遞方式之一利用靈敏的紅外線探利用靈敏的紅外線探測(cè)器接收物體發(fā)出的測(cè)器接收物體發(fā)出的紅外線，用電子儀器紅外線，用電子儀器對(duì)收到的信號(hào)進(jìn)行處對(duì)收到的信號(hào)進(jìn)行處理，就可以知道被測(cè)理，就可以知道被測(cè)物體的信息物體的信息 紅外線主要作紅外線主要作用是熱作用，可以用是熱作用，可以利用紅外線來(lái)加熱利用紅外線來(lái)加熱物體和進(jìn)行紅外線物體和進(jìn)行紅外線遙感遙感 紅外線技紅外線技術(shù)的應(yīng)用術(shù)的應(yīng)用注意注意: 烤箱中的紅光烤箱中的紅光,不是不是紅外線紅外線,紅外線是看不見(jiàn)紅外線是看不見(jiàn)的的.紅外線

7、感應(yīng)防盜報(bào)警器紅外線感應(yīng)防盜報(bào)警器 它是將紅外線遙感探測(cè)技術(shù)和無(wú)線數(shù)碼遙控它是將紅外線遙感探測(cè)技術(shù)和無(wú)線數(shù)碼遙控技術(shù)結(jié)合的高科技新型產(chǎn)品，利用人體所產(chǎn)生的技術(shù)結(jié)合的高科技新型產(chǎn)品，利用人體所產(chǎn)生的微弱紅外線而觸發(fā)。當(dāng)有人試圖進(jìn)入它的探測(cè)范微弱紅外線而觸發(fā)。當(dāng)有人試圖進(jìn)入它的探測(cè)范圍時(shí)，它就會(huì)發(fā)出警報(bào)聲，直到人離開(kāi)才停止。圍時(shí)，它就會(huì)發(fā)出警報(bào)聲，直到人離開(kāi)才停止。紅外線反射型檢測(cè)傳感器紅外線反射型檢測(cè)傳感器它是一種一體化的紅外線發(fā)射、接收器件，內(nèi)它是一種一體化的紅外線發(fā)射、接收器件，內(nèi)部包含紅外線發(fā)射、接收及信號(hào)放大與處理電部包含紅外線發(fā)射、接收及信號(hào)放大與處理電路，能夠以非接觸的形式檢測(cè)出前方

8、一定范圍路，能夠以非接觸的形式檢測(cè)出前方一定范圍內(nèi)的人體或物體。工作穩(wěn)定可靠，性能優(yōu)良，內(nèi)的人體或物體。工作穩(wěn)定可靠，性能優(yōu)良，可廣泛應(yīng)用于各種自動(dòng)檢測(cè)、報(bào)警和控制等裝可廣泛應(yīng)用于各種自動(dòng)檢測(cè)、報(bào)警和控制等裝置中。如：光電計(jì)數(shù)器，接近式照明開(kāi)關(guān)，自置中。如：光電計(jì)數(shù)器，接近式照明開(kāi)關(guān)，自動(dòng)干手器，自控水龍頭，動(dòng)干手器，自控水龍頭，感應(yīng)門(mén)鈴，倒車(chē)告警電路感應(yīng)門(mén)鈴，倒車(chē)告警電路紅外線水分計(jì)紅外線水分計(jì) 利用紅外線照射加溫功能利用紅外線照射加溫功能,使使被測(cè)試樣本內(nèi)的水分蒸發(fā)散失被測(cè)試樣本內(nèi)的水分蒸發(fā)散失,自動(dòng)換算其含水率自動(dòng)換算其含水率,適用于各形適用于各形式的產(chǎn)品水分測(cè)定式的產(chǎn)品水分測(cè)定, 依其

9、功能特依其功能特性可分為上皿天平式、電子天平性可分為上皿天平式、電子天平式、陶瓷熱管式及最新研發(fā)產(chǎn)品式、陶瓷熱管式及最新研發(fā)產(chǎn)品-微量水分計(jì)微量水分計(jì)紅外溫度變送器紅外溫度變送器 它是一個(gè)非接觸測(cè)量系統(tǒng)，根據(jù)紅外輻射它是一個(gè)非接觸測(cè)量系統(tǒng)，根據(jù)紅外輻射的測(cè)量原理，由一個(gè)濾鏡和紅外探測(cè)器的測(cè)量原理，由一個(gè)濾鏡和紅外探測(cè)器(熱電偶熱電偶堆堆)組成。使用時(shí)對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)物體，能測(cè)量物體的組成。使用時(shí)對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)物體，能測(cè)量物體的溫度溫度紫外線紫外線 紫外線也是不可見(jiàn)光，他的波長(zhǎng)比紫光還短，紫外線也是不可見(jiàn)光，他的波長(zhǎng)比紫光還短，大約為大約為5 50nm0nm380nm380nm紫外線有熒光作用，有些紫外線有熒

10、光作用，有些物質(zhì)受到紫外線照射時(shí)可以發(fā)出可見(jiàn)光物質(zhì)受到紫外線照射時(shí)可以發(fā)出可見(jiàn)光 紫外線可以促使人體合成維生素紫外線可以促使人體合成維生素D D，有助于人有助于人體對(duì)鈣的吸收，所以兒童經(jīng)常曬太陽(yáng)能夠預(yù)防缺體對(duì)鈣的吸收，所以兒童經(jīng)常曬太陽(yáng)能夠預(yù)防缺鈣引起的佝僂病，但是過(guò)多的紫外線會(huì)使皮膚粗鈣引起的佝僂病，但是過(guò)多的紫外線會(huì)使皮膚粗糙，甚至誘發(fā)皮膚癌糙，甚至誘發(fā)皮膚癌 紫外線能夠殺滅多種細(xì)菌，可以用紫外線進(jìn)行紫外線能夠殺滅多種細(xì)菌，可以用紫外線進(jìn)行消毒消毒注意：紅外線與紫外線人眼都是看不到的注意：紅外線與紫外線人眼都是看不到的 畫(huà)面上可以清晰的看到錢(qián)畫(huà)面上可以清晰的看到錢(qián)幣上的防偽標(biāo)記幣上的防偽標(biāo)

11、記 紫外線紫外線注意注意: 消毒燈、驗(yàn)鈔機(jī)燈看起消毒燈、驗(yàn)鈔機(jī)燈看起來(lái)是淡藍(lán)色的。這不是紫外來(lái)是淡藍(lán)色的。這不是紫外線。線。 紫外線看不見(jiàn)。紫外線看不見(jiàn)。 消毒燈、驗(yàn)鈔機(jī)燈除發(fā)消毒燈、驗(yàn)鈔機(jī)燈除發(fā)出紫外線外，還發(fā)出少量紫出紫外線外，還發(fā)出少量紫光和藍(lán)光光和藍(lán)光電磁波譜電磁波譜波長(zhǎng)短波長(zhǎng)長(zhǎng)頻率高頻率低 按頻率由小到大（波長(zhǎng)由大到?。┡帕行伟搭l率由小到大（波長(zhǎng)由大到小）排列形成的電磁波譜是：無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、成的電磁波譜是：無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、倫琴射線、紫外線、倫琴射線、射線射線 這些頻率不同的電磁波本質(zhì)是相同的它這些頻率不同的電磁波本質(zhì)是相同的它們的行為服從共同的規(guī)律，們的

12、行為服從共同的規(guī)律， 但是他們產(chǎn)生的機(jī)理不同，因而具有不同但是他們產(chǎn)生的機(jī)理不同，因而具有不同的特性在觀察方法和應(yīng)用上也有所不同的特性在觀察方法和應(yīng)用上也有所不同 關(guān)于電磁波譜的幾點(diǎn)強(qiáng)調(diào)關(guān)于電磁波譜的幾點(diǎn)強(qiáng)調(diào) 1 1不同電磁波產(chǎn)生的機(jī)理不同電磁波產(chǎn)生的機(jī)理 無(wú)線電波是振蕩電路中自由電子作周期性無(wú)線電波是振蕩電路中自由電子作周期性的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的 紅外線、可見(jiàn)光、紫外線是原子外層電子紅外線、可見(jiàn)光、紫外線是原子外層電子受激發(fā)產(chǎn)生的受激發(fā)產(chǎn)生的 倫琴射線是原子內(nèi)層電子受激發(fā)產(chǎn)生的倫琴射線是原子內(nèi)層電子受激發(fā)產(chǎn)生的 射線是原子核受激發(fā)產(chǎn)生的射線是原子核受激發(fā)產(chǎn)生的關(guān)于電磁波譜的幾點(diǎn)強(qiáng)調(diào)關(guān)于電

13、磁波譜的幾點(diǎn)強(qiáng)調(diào) 2 2、頻率頻率( (波長(zhǎng)波長(zhǎng)) )不同的電磁波表現(xiàn)出作用不同不同的電磁波表現(xiàn)出作用不同 紅外線主要作用是熱作用，可以利用紅外線紅外線主要作用是熱作用，可以利用紅外線來(lái)加熱物體和進(jìn)行紅外線遙感；來(lái)加熱物體和進(jìn)行紅外線遙感； 紫外線主要作用是化學(xué)作用，可用來(lái)殺菌和紫外線主要作用是化學(xué)作用，可用來(lái)殺菌和消毒；消毒； 倫琴射線有較強(qiáng)的穿透本領(lǐng)，利用其穿透本倫琴射線有較強(qiáng)的穿透本領(lǐng)，利用其穿透本領(lǐng)與物質(zhì)的密度有關(guān)，進(jìn)行對(duì)人體的透視和檢領(lǐng)與物質(zhì)的密度有關(guān)，進(jìn)行對(duì)人體的透視和檢查部件的缺陷；查部件的缺陷； 射線的穿透本領(lǐng)更大，在工業(yè)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)射線的穿透本領(lǐng)更大，在工業(yè)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，如探傷，測(cè)厚或用域有廣泛的應(yīng)用，如探傷