第四节 光的电磁说

光的电磁说教学目标（一）知识目标1、知道的内容．2、知道可见光是一定频率范围的电磁波．3、知道红外线、紫外线、X射线等不同频率的电磁波的特点．4、知道电磁波谱、了解光谱的类别及各类光谱的产生知道明线光谱和吸收光谱是元素的特征谱线．5、知道麦克斯韦的电磁说及光的电磁本性的实验依据，并要求知道电磁波及产生机理．（二）能力目标通过史料的学习，培养学生对问题的理解能力和分析能力.（三）情感目标1、让学生体会到科学发展是一代一代科学家辛勤劳动的曲折过程，树立为科学献身的精神2、从中体会到科学研究的一些基本方法——“实验(事实)——理论假设——实验(提供新的事实)——修正理论(甚至建立新的假设)”，以及人们的认识就是从不断地纠正偏差错误中提高的．教学建议回顾1————来源网络整理，仅供供参考人类对光的本性的认识过程，给学生指明学习本章的线索--教材内容的层次和系统，这对发挥学生学习的主动性是十分有益的．通过简要的史料介绍，一方面让学生体会到科学发展是一代一代科学家辛勤劳动的曲折过程，树立为科学献身的精神；另一方面，从中体会到科学研究的一些基本方法--"实验(事实)--理论假设--实验(提供新的事实)--修正理论(甚至建立新的假设)"，以及人们的认识就是从不断地纠正偏差错误中提高的．"光的本性"的认识史，也是对学生进行辩证唯物主义教育的好教材．讲述时要着重说明提出的背景和它的事实依据．还要着重说明提出的重要意义在于使人们认识到光波与机械波有本质的不同．揭露了光现象的电磁本质，把光和电磁统一了起来．需要强调的几点：1、对红外线、紫外线、X射线的讲述，要让学生抓住主要特征和它们的应用，并尽可能联系可见到的实例．如有可能，可做实验演示．2、要使学生理解不同频率范围的电磁波，它们本质上是相同的，它们的行为服从共同的规律，但因为频率的不同又各自具有某些特性．注意：本节内容大多类似科普常识的介绍，没有太难以理解的理论，可以知道学生看书、归纳、总结，锻炼学生的自学能力．教学设计————来源网络整理，仅供供参考 2示例关于一节，内容大多类似科普常识的介绍，没有太难以理解的理论，可以指导学生看书、归纳、总结，锻炼学生的自学能力．在学生自学的时候，可以让学生思考有关问题，1、光的干涉和衍射现象证实了光具有波动性，但光是什么波呢？2、我们知道，一切机械波，包括声波在内，都需要有介质存在，机械波是不能在真空中传播的．但是光在真空里却能够传播，这如何解释呢？探究活动1、查阅资料：光学发展史中有关部分内容．3————来源网络整理，仅供供参考。

第四节光的电磁说教学目的：1、了解光的电磁说2、知道红外线和紫外线的波长特点及主要应用教学重点：知道光是一种电磁波教学难点：红外线和紫外线的波长特点及主要应用教学用具：教学方法：启发式综合教学法教学过程：引入：光的干涉和衍射现象无可怀疑地证明了光是一种波。

但光的本质是什么呢？授新：一、光的电磁说：1、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速度是3.0 x i08m/s，与当时测得的光速十分接近。

它认为：光与电磁现象有着本质的联系。

由此他提出：光是一种电磁波2、1887 年，德国的物理学家赫兹证实了电磁波的存在，并测出电磁波的速度与光速相同。

二、红外线：1人的眼睛能看到的叫可见光。

波长最短的是紫光，长约370nm波长是长的是红光，波长约为750nm波长更长的不能引起视觉，叫做红外线。

波长更短的也不能引起视觉，叫做紫外线。

2、一切物体都能发出红外线3、用途之一：遥控。

4、用途之二：热作用。

三、紫外线：1、紫外线有荧光作用：如：日光灯、防伪2紫外线能合成维生素D,有助于促进钙的吸引。

3、紫外线能杀死多种细菌。

四、X 射线：比紫光波长更短，也叫伦琴射线。

穿透能力很强。

五、无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、丫射线，都是电磁波，按波长或频率的不同顺序排列起来，称做电磁波谱。

小结板书设计：光的电磁说一、电磁说：红外线：紫外线X射线电磁波谱教学效果分析:。

光的电磁理论电磁波谱电磁场基本⽅程1.电磁波谱可⻅光波⻓范围，频率范围紫光波⻓最⼩，能量最⼤；红光波⻓最⼤，能量最⼩2.电磁场基本⽅程⻨克斯⻙⽅程组积分物理性质不连续的界⾯只能⽤积分形式微分只在媒质的物理性质连续的区域内成⽴微分形式及其物理意义1.静⽌电荷产⽣的是⽆旋场2.磁场是⽆源场3.变化磁场产⽣电场4.变化电场产⽣磁场不仅电荷和电流是产⽣电磁场的源，⽽且时变磁场和时变电场互相激励，因此，时变电场和时变磁场构成了不可分割的统⼀整体--电磁场，⼀旦场源激起了时变电磁场，电磁场将以有限的速度向远处传播，形成电磁波。

物质⽅程边界条件电磁场在两媒质分界⾯的⼀般形式磁感应强度法向分量连续电场强度切向分量连续光学：两种电介质的分界⾯电感应强度D和磁感应强度B的法向分量连续电场强度E和磁场强度H的切向分量连续3.电磁波的能流密度⽮量光强度坡印亭⽮量值：在任⼀点处垂直于传播⽅向上的单位⾯积上、在单位时间上流过的能量⽅向：该点处电磁波能量流动的⽅向S=E X H光强度能流密度的时间平均值光波的各种信息只能测光强光波在各向同性介质中的传播1.波动⽅程电磁波传播的波动⽅程是⽮量⽅程介质折射率将描述介质光学性质的常数和描述介质电磁学性质的常数联系起来了2.时谐均匀平⾯波时谐均匀平⾯波时谐均匀平⾯波特解时间周期性空间周期性时间周期性和空间周期性的联系常⽤形式传播⽅向：正向和负向介质中波⻓变短波数变⼤时间频率不变速度减⼩光程⼏何路程和介质折射率的乘积等效到真空进⾏⽐较时谐均匀平⾯波的复数表示复数形式复振幅沿任意⽅向传播的时谐均匀平⾯波时谐均匀平⾯波的性质1.横波性电⽮量的振动⽅向垂直于波的传播⽅向磁⽮量的振动⽅向垂直于波的传播⽅向2.电⽮量和磁⽮量互相垂直3.电⽮量和磁⽮量同相位，同步变化同时取最⼤值，同时为04.光强I5.光⽮量引起⼈眼视觉作⽤的是电场光波的偏振特性1.光波的偏振态完全偏振线偏振光椭圆偏振光圆偏振光传播⽅向相同，振动⽅向互相垂直，相位差恒定的两线偏振光的组合⾮偏振（⾃然光）振幅相同，相位关系不确定的两个光⽮部分偏振完全偏振+⾃然光偏振度P在部分偏振光的总光强中完全偏振光所占的⽐例⾮偏振光：P=0；完全偏振光：P=1；部分偏振光：0<P<1公式对于圆偏振光、椭圆偏振光以及含圆偏振光和椭圆的部分偏振光不适⽤2.椭圆偏振光、线偏振光和圆偏振光椭圆偏振光相位差和振幅⽐决定了椭圆形状和空间取向顺时针-----右旋，0-Pi逆时针----左旋，Pi-2Pi线偏振光相位差为mPim为奇数，⼆四象限m为偶数，⼀三象限圆偏振光振幅相等，相位差Pi/2的奇数倍右旋Pi/2左旋3Pi/2化为书上的公式再讨论光波在介质⾯上的反射和折射1.反射定律、折射定律反射波、透射波和⼊射波传播⽅向之间的关系在线性介质中，⼊射波、反射波和折射波的频率相等⼊射⾯：⼊射波波⽮量和界⾯法线⽮量所在的平⾯斯涅尔定律：反射定律+折射定律⼊射波、反射波和折射波传播⽮量共⾯2.菲涅尔公式反射波、透射波和⼊射波传播振幅和相位之间的关系与⼊射波的振动⽅向有关分解为s分量：垂直于⼊射⾯振动的分量p分量：平⾏于⼊射⾯振动的分量反射系数透射系数反射系数和透射系数之间的关系折射光总是与⼊射光同相位半波损失正⼊射，光疏到光密掠⼊射3.反射率和透射率功率密度之⽐，不是光强之⽐反射率折射率1.⼊射光为线偏振光公式关系线偏振光⼊射，反射光和折射光仍然是线偏振光；但振动⽅向发⽣改变2.⼊射光是⾃然光反射率R反射光偏振度、透射光偏振度⾃然光斜⼊射，反射光和折射光都变成了部分偏振光3.光在界⾯上的反射、透射特性由三个因素决定⼊射光的偏振态⼊射⻆界⾯两侧的折射率（电磁特性）4.在⼩⻆度⼊射和⼤⻆度⼊射情况下正⼊射：⼊射⻆为0反射率透射率掠⼊射：⼊射⻆接近90度反射率透射率5.布儒斯特⻆反射光和折射光相互垂直反射光中不存在p分量，p分量⼊射波全部透射到介质2布儒斯特⻆---⼊射⻆公式起偏⻆：对于任意振动⽅向的均匀平⾯波，当以布儒斯特⻆⼊射时，其p分量产⽣全透射，反射波中只剩下s分量。

物理教案－光的电磁说一、教学目标1.了解光的本质是电磁波。

2.熟练掌握光的电磁性质，包括光的传播性、反射性、折射性等。

3.掌握利用光的电磁性质解决实际问题的方法。

二、教学内容1.光的本质是电磁波。

2.光的传播性质：直线传播、反射、折射。

3.光的电磁性质：折射定律、反射定律、光的干涉和衍射现象。

三、教学重点1.理解光的本质是电磁波。

2.掌握光的传播性质，并能应用到实际问题中。

3.理解光的电磁性质，包括折射定律、反射定律以及干涉和衍射现象。

四、教学方法1.讲授法：通过讲述和示范，介绍光的电磁性质。

2.实验法：通过实验观察光的传播与反射、折射，帮助学生理解光的特性。

3.讨论法：引导学生进行光的干涉和衍射现象的讨论，培养学生分析和解决问题的能力。

五、教学过程第一步：导入（5分钟）通过提问学生对光有什么认识，引起学生兴趣，并引导学生思考光的本质是什么。

第二步：讲解光的本质（15分钟）通过简明扼要的讲解，向学生介绍光的本质是电磁波，光的电磁波特性与其他电磁波的关系。

第三步：光的传播性质（20分钟）1.光的直线传播：讲解光在真空中的传播特性，引导学生认识到光的直线传播是由于光的波动性质。

2.光的反射：引导学生观察实验现象和实验结果，帮助学生掌握光的反射定律。

3.光的折射：通过实验和讲解，帮助学生理解光的折射定律。

第四步：光的电磁性质（30分钟）1.光的折射定律：通过理论讲解和实验，教授光的折射定律，帮助学生理解光的折射现象。

2.光的反射定律：通过理论讲解和实验，教授光的反射定律，帮助学生理解光的反射现象。

3.光的干涉和衍射现象：通过讲解和实例分析，引导学生理解光的干涉和衍射现象，并且能够解决相关问题。

第五步：巩固练习（20分钟）根据所学内容，设计一些巩固练习，让学生运用所学知识解决实际问题。

第六步：课堂总结（10分钟）对本节课所学内容进行总结，提醒学生注意理解光的本质是电磁波，掌握光的传播性质和电磁性质，并能运用所学知识解决实际问题。