高三物理电磁波谱.ppt

14.5《电磁波谱》 教学目标 1、知识与技能： 了解电磁波在现代社会中的应用 了解电磁波谱的特点和应用 2、过程与方法： 理解各种电磁波的特点 3、情感态度与价值观： 体会科学与社会的结合之美 体会事物是有两面性的 【重点难点】 1、重点：各种电磁波的特点 2、难点：各种电磁波的特点 * 高中物理新人教版选修３- 4系列课件 一、麦克斯韦简介 三、电磁波谱 红外线 紫外线 伦琴射线 二、各种电磁波 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？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 1、麦克斯韦根据电磁理论，发现电磁波的波速与光速相同，提出了光是一种电磁波的假说． 赫兹通过实验证实了光的电磁本质. 光的电磁说把光学和电学统一起来了． 关于光的电磁说的几点强调 2、光的颜色是由电磁波的频率决定的． 不同频率的色光在真空中波速相同，在介质中波速不同． 同一色光在不同介质中，频率（颜色）不变，波长和波速都要改变． 在同一介质中，频率越高，波速越小． 关于光的电磁说的几点强调 3、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． 关于光的电磁说的几点强调 3、电磁波与机械波的比较: 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． 返回 关于光的电磁说的几点强调 （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．” 麦克斯韦 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． （1831－1879） 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”．