《光的電磁說》版課件

1、第二十一章 光的波動性光的電磁說第1頁，共22頁。光的電磁說光的電磁說麥克斯韋電磁波譜紅外線紫外線倫琴射線第2頁，共22頁。光的干涉現(xiàn)象光的衍射現(xiàn)象光是一種波光的電磁說 19世紀(jì)中葉，光的波動說已經(jīng)得到了公認(rèn)，但是光波的本質(zhì)到底是什么，是像水波？還是像聲波呢？ 19世紀(jì)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返回目錄第3頁，共22頁。光的電磁說 1、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說赫茲通過實驗證實了光的電磁本質(zhì)，光的電磁說把光學(xué)和電學(xué)統(tǒng)一起來了 2、光的顏色是由電磁波的頻率決定的不同頻率的色

2、光在真空中波速相同，在介質(zhì)中波速不同同一色光在不同介質(zhì)中，頻率（顏色）不變，波長和波速都要改變在同一介質(zhì)中，頻率越高，波速起小 3、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 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3.0108ms，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)關(guān)于光的電磁說的幾點強調(diào) 返回目錄第4頁，共22頁。 麥克斯韋（James Clerk Maxwell，18

3、311879），英國物理學(xué)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(xué)聽課，專攻數(shù)學(xué)他很重視實驗，涉獵電化學(xué)、光學(xué)、分子物理學(xué)以及機械工程等等他說：“把數(shù)學(xué)分析和實驗研究聯(lián)合使用得到的物理科學(xué)知識，比之一個單純的實驗人員或單純的數(shù)學(xué)家所具有的知識更加堅實、有益而牢固” 1850年考入劍橋大學(xué)，1854年以優(yōu)異成績畢業(yè)并獲得了學(xué)位，留校工作1856年起任蘇格蘭阿伯丁的馬里沙耳學(xué)院的自然哲學(xué)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(xué)院的物理學(xué)和天文學(xué)教授1871年起負(fù)責(zé)籌劃卡文迪什實驗室，隨后被任命在劍橋大學(xué)創(chuàng)辦卡文迪什實驗室并擔(dān)任第一任負(fù)責(zé)

4、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 麥克斯韋返回目錄第5頁，共22頁。 麥克斯韋一生從事過多方面的物理學(xué)研究工作，最杰出的貢獻(xiàn)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(xué)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(xué)公式，說明法拉第的學(xué)說還缺乏嚴(yán)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(xué)才能來彌補法拉第工作的這一缺陷 返回目錄第6頁，共22頁。麥克斯韋18551856論法拉第力線 這是麥克斯韋用數(shù)學(xué)工具表達(dá)法拉第學(xué)說的開端18611862論物理力線 在這一文中的思想

5、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(xué)理論 在實驗事實及動力學(xué)的基礎(chǔ)上構(gòu)筑了一座全新的電磁學(xué)理論大廈。18651873電磁理論 被認(rèn)為可以和牛頓的自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理交相輝映麥克斯韋的電磁理論成為經(jīng)典物理學(xué)的重要支柱之一 返回目錄第7頁，共22頁。 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(xué)認(rèn)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 18861888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

6、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(xué)規(guī)律統(tǒng)一起來，完成了人類認(rèn)識史上的一次“大綜合”返回目錄第8頁，共22頁。光的電磁說紅外線 在電磁波中，能夠作用于人的眼睛并引起視覺的，只是一個很窄的波段，通常叫做可見光。其中波長最短的是紫光，波長約為400nm波長最長的是紅光，波長約為770nm，波長更長的光不能引起視覺，叫做紅外線，紅外線的波長范圍很寬，約為770nm106nm返回目錄第9頁，共22頁。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(jìn)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

7、利用紅外線來加熱物體和進(jìn)行紅外線遙感 光的電磁說紅外線技術(shù)的應(yīng)用返回目錄詳介第10頁，共22頁。光的電磁說紫外線 紫外線也是不可見光，他的波長比紫光還短，大約為5nm40nm紫外線有熒光作用，有些物質(zhì)受到紫外線照射時可以發(fā)出可見光 紫外線可以促使人體合成維生素D，有助于人體對鈣的吸收，所以兒童經(jīng)常曬太陽能夠預(yù)防缺鈣引起的佝僂病，但是過多的紫外線會使皮膚粗糙，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)行消毒注意：紅外線與紫外線人眼都是看不到的返回目錄第11頁，共22頁。光的電磁說紫外線 畫面上可以清晰的看到錢幣上的防偽標(biāo)記 返回目錄第12頁，共22頁。光的電磁說倫琴射線 波長比紫外線

8、更短的光叫做倫琴射線，也叫X射線是德國物理學(xué)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）返回目錄第13頁，共22頁。 此外還有比倫琴射線波長更短的電磁波，那就是射線，我們將在以后學(xué)習(xí)返回目錄第14頁，共22頁。光的電磁說電磁波譜點擊畫面觀看動畫返回目錄第15頁，共22頁。光的電磁說 按頻率由小到大（波長由大到小）排列形成的電磁波譜是：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、倫琴射線、射線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，但是他們產(chǎn)生的機理不同，因而具有不同的特性在觀察方法和

9、應(yīng)用上也有所不同 1不同電磁波產(chǎn)生的機理 無線電波是振蕩電路中自由電子作周期性的運動產(chǎn)生的紅外線、可見光、紫外線是原子外層電子受激發(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 2、頻率（波長）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，可以利用紅外線來加熱物體和進(jìn)行紅外線遙感；紫外線主要作用是化學(xué)作用，可用來殺菌和消毒；倫琴射線有較強的穿透本領(lǐng)，利用其穿透本領(lǐng)與物質(zhì)的密度有關(guān)，進(jìn)行對人體的透視和檢查部件的缺陷；射線的穿透本領(lǐng)更大，在工業(yè)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，如探傷，測厚或用刀進(jìn)行手術(shù)關(guān)于電磁波譜的幾點強調(diào) 返回目錄第16頁，共22頁。完中學(xué)物理在線資源中心制作第

10、17頁，共22頁。 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)域返回第18頁，共22頁。 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(jìn)行過的修復(fù)工作都能一一呈現(xiàn)于眼前返回第19頁，共22頁。 紅外線衛(wèi)星云圖顯示一九九九年九月十六日臺風(fēng)約克于清晨靠近香港時,中心的風(fēng)眼清晰可見返回第20頁，共22頁。行星狀星云NGC 7027的紅外線照片返回第21頁，共22頁。現(xiàn)代人每天生活在紛繁、復(fù)雜的社會當(dāng)中，緊張、高速的節(jié)奏讓人難得有休閑和放松的時光。人們在奮斗事業(yè)的搏斗中深感

11、身心的疲憊。然而，如果你細(xì)心觀察，你會發(fā)現(xiàn)作為現(xiàn)代人，其實人們每天都在盡可能的放松自己，調(diào)整生活節(jié)奏，追求充實快樂的人生?？此萍姺钡纳鐣?，人們的生活方式其實也不復(fù)雜。大家在忙忙碌碌中體味著平凡的人生樂趣。由此我悟出一個道理，那就是-生活簡單就是幸福。生活簡單就是幸福。一首優(yōu)美的音樂、一支喜愛的歌曲，會讓你心境開朗。你可以靜靜地欣賞你喜愛的音樂，可以在流蕩的旋律中回憶些什么，或者什么都不去想；你可以一個人在房間里大聲的放著搖滾，也可以在網(wǎng)上用耳麥與遠(yuǎn)方的朋友靜靜地共享；你還可以一邊放送著音樂，一邊做著家務(wù).生活簡單就是幸福。一杯清茶，或一杯咖啡，放在你的桌邊，你的心情格外的怡然。你可以瀏覽當(dāng)天

12、的報紙，了解最新的國內(nèi)外動態(tài)，哪怕是街頭趣聞；或者捧一本自己喜歡的雜志、小說，從字里行間獲得那種特別的輕松和愉悅.生活簡單就是幸福。經(jīng)過精心的烹制，一桌可心的菜肴就在你的面前，你招呼家人快來品嘗，再備上最喜歡的美酒，這是多么難得的享受！生活簡單就是幸福。春暖花開的季節(jié)，或是清風(fēng)送爽的金秋，你和家人一起，或是朋友結(jié)伴，走出戶外，來一次假日的郊游，享受大自然帶給你的美麗、芬芳。吸一口新鮮的空氣，忘卻都市的喧囂，身心仿佛受到一番洗滌，這是一種什么樣的輕松感受！生活簡單就是幸福。你參加朋友們的一次聚會，那久違的感覺帶給你溫馨和激動，在觥酬交錯之間你享受與回味真摯的友情。朋友，是那樣的彌足珍貴.生活簡單

13、就是幸福。周末的夜晚，一家老小圍坐在電視機旁，盡享團(tuán)圓的歡樂現(xiàn)代人越來越會生活，越來越會用各種不同的方式來放松自己。垂釣、上網(wǎng)、打牌、玩球、唱卡拉OK、下棋.不一而足。人們根據(jù)自己的興趣愛好尋找放松身心的最佳方式，在相對固定的社交圈子里怡然的生活，而且不斷的擴大交往的圈子，結(jié)交新的朋友有時，你會為新添置的一套漂亮?xí)r裝而快樂無比；有時，你會為孩子的一次小考成績優(yōu)異而倍感欣慰；有時，你會為剛參加的一項比賽拿了名次而喜不自勝；有時，你會為完成了上司交給的一個任務(wù)而信心大增生活簡單就是幸福！生活簡單就是幸福，不意味著我們放棄了對目標(biāo)的追逐，是在忙碌中的停歇，是身心的恢復(fù)和調(diào)整，是下一步?jīng)_刺的前奏，是以

14、飽滿的精力和旺盛的熱情去投入新的“戰(zhàn)斗”的一個“驛站”；生活簡單就是幸福，不意味著我們放棄了對生活的熱愛，是于點點滴滴中去積累人生，在平平淡淡中尋求充實和快樂。放下沉重的負(fù)累，敞開明麗的心扉，去過好你的每一天。生活簡單就是幸福！我的心徜徉于春風(fēng)又綠的江南岸，純粹，清透，雀躍，欣喜。原來，真正的愉悅感莫過于觸摸到一顆不染的初心。人到中年，初心依然，純真依然，情懷依然，幸甚至哉。生而為人，芳華剎那，真的不必太多要求，一盞茶，一本書，一顆篤靜的心，三兩心靈知己，興趣愛好一二，足矣。亦舒說：“什么叫做理想生活？不用吃得太好穿得太好住得太好，但必需自由自在，不感到任何壓力，不做工作的奴隸，不受名利的支配

15、，有志同道合的伴侶，活潑可愛的孩子，豐衣足食，已經(jīng)算是理想?！睍r間如此猝不及防，生命如此倉促，忠于自己的內(nèi)心才是真正的勇敢，以不張揚的姿態(tài)，將自己活成一道獨一無二的風(fēng)景，才是最大的成功。試問，你有多久沒有靠在門檻上看月亮了，你有多久沒有在家門口的那棵大樹下乘涼了，你有多久沒有因為一個人一件事而心生感動了，你又有多久沒有審視自己的內(nèi)心了？與命運的較量中，我們被迫前行，卻忘記了來時的方向；我們習(xí)慣了飛翔，卻成了無腳的鳥。年輕時我們并不了解自己，不知道自己需要什么。不知道什么才是自己最想要的，什么才是最適合自己的，自己又是怎么樣的一個人?！睍r光疊加，滄桑有痕，終究懂得，漫漫人生路，得失愛恨別離，不過

16、是生命的常態(tài)。原來，人生最曼妙的風(fēng)景，就是那顆沒被俗世河流污染的初心。大千世界，有很多的東西可以去熱愛，或許一株風(fēng)中搖曳的小草，一朵迎風(fēng)招展的小花，一條彎彎曲曲的小河，都足夠讓我們觸摸迷失的初心。紫陌紅塵，蕓蕓眾生，皆是過客。若時光允許，我愿意一生柔軟，愛了櫻桃，愛芭蕉，靜守于輪回的渡口，揣一顆云水禪心，將寂寞坐斷，將孤獨守成一幀最美的山水畫卷。一直渴盼著，與心悅的人相守于古樸的小院，守著老舊的光陰，只聞花香，不談悲喜，讀書喝茶，不爭朝夕。陽光暖一點，再暖一點，日子慢一些，再慢一些，從容而優(yōu)雅地老去。浮生蕩蕩，陽春白雪，觸目橫斜千萬朵，賞心不過兩三枝；任憑弱水三千，只取一瓢飲。有夢的季節(jié)，有愛

17、的潤澤，走過的日子，都會成為筆尖溫潤如玉的詩篇。相信越是走到最后，剩下的唯有一顆向真向善向美的初心。似水流年，如花美眷，春潮帶雨晚來急，野渡無人舟自橫朝花夕拾，當(dāng)回望過往，你是此生無憾，還是滿心懊悔呢？隨著芳華的流逝，我們終究會明白：任何的財富都比不上精神上的愉悅，任何的快感都不及對初心的執(zhí)著。愿你不趨炎附勢，不阿諛奉迎，不茍且偷生，不虛擲有限的年華，活出屬于自己的風(fēng)采，活在每一個當(dāng)下，不忘初心，不負(fù)今生曾經(jīng)有人說，成大事者必經(jīng)以下三種境界：“昨夜西風(fēng)凋碧樹，獨上高樓，望盡天涯路”，此第一境界也;“衣帶漸寬終不悔，為伊消得人憔悴”，此第二境界也;“眾里尋他千百度，驀然回首，那人卻在燈火闌珊處”

18、，此第三境界也。我想說的是：事無大小，只要你還在堅持，成功的曙光終會毫不吝嗇地照向你有這樣一個小故事。1987年，她14歲，在湖南益陽的一個小鎮(zhèn)賣茶，1毛錢一杯。因為她的茶杯比別人大一號，所以賣得最快，那時，她總是快樂地忙碌著。她17歲，她把賣茶的攤點搬到了益陽市，并且改賣當(dāng)?shù)靥赜械摹袄薏琛薄＠薏柚谱鞅容^麻煩，但能賣個好價錢，她也總是忙忙碌碌。她20歲，仍在賣茶，不過賣茶的地點又變了，在省城長沙，店面也由攤點變成了小店?？腿诉M(jìn)門后，必能品嘗到熱乎乎的香茶，在盡情享用后，他們或多或少會掏錢再帶上一兩袋茶葉。1997年，她24歲，長達(dá)十年的光陰，她始終在茶葉與茶水間滾打。這時，她已經(jīng)擁有37家茶莊，遍布于長沙、西安、深圳、上海等地。福建安溪、浙江杭州的茶商們一提起她的名字莫不豎起大拇指。她的最大夢想實現(xiàn)了?！霸诼?xí)慣于喝咖啡的潮流下，也有洋溢著茶葉清香的茶莊出現(xiàn)，那就是我開的”說這句話時她已經(jīng)把茶莊開到了故事雖短，內(nèi)涵頗深，一件事，只有始終堅韌不拔地去做，無謂任何艱難險阻，不左右搖擺，不顧左右而言它，才能披荊斬棘，在一千次的跌倒后又一千零一次地站起來。事實上，我們在做一件事的時候，總是不自覺地放大困難，使得我們產(chǎn)生畏懼之心，沒有了乘風(fēng)破浪的豪情與氣魄。困