大学物理第十三章汇总

3、紫外线
13.2 电磁波谱
A、（真空中）波长范围：5~400nm 。
B、发现者：（德）特里（1801年）
C、产生： 任何高温物体发出的光中都含有紫外线。
D、特性： 化学作用，荧光效应，杀菌消毒作用。
E、应用：
（1）紫外照相，可辨别出很细微差别。
（2）照明和诱杀害虫的日光灯。 （3）医院里病房和手术室的消毒。 （4）治疗皮肤病。
入射光线
光从一种媒质射入另一 A
种媒质时，传播方向发
生改变的现象。
i改变，r也随之改变 i增大，r增大 i减小，r减小
法线
N
反射光线
C
i
空气
O
玻璃
r
N’ B
折射光线
13.3 光的反射与折射 2、折射定律 折射光线在入射光线和法线所在的平面上，折射光 线和入射光线分居在法线的两侧。
光到底是什么？
13.1 光的波动性
微粒说 牛顿
解释光的直线传播、反射定 律
波动说
惠更斯
解释光的反射和折射定律， 光的衍射、干涉、偏振等现 象
光是一种电磁波。
一、光的干涉 双缝干涉
1、实验装置
单色 光
S
S1
相干光 S2
13.1 光的波动性
P 明 暗 相 间 的 干 涉 条 纹
2、实验现象 单色光照射
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： 3.0108 m s
电磁波谱 1、定义： 把无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦 琴射线、γ射线等合起来，构成了范围非常 广阔的电磁波谱。
无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线
波长逐渐减小、频率逐渐增大
13.2 电磁波谱
2、各种电磁波的产生机理
（1）无线电波： 振荡电路中自由电子的周期性运动产生的
（2）红外线、可见光、紫外线： 原子外层电子受激发产生的
（3）伦琴射线： 原子内层电子受激发产生的
（4）γ射线： 原子核受激发产生的
电磁波谱
13.2 电磁波谱
电磁波谱
13.2 电磁波谱
1、红外线
A、(真空中)波长范围：760~6×105nm。
伦琴射线是波长比紫外线更短的光，也叫X 射线，是德国物理学家伦琴在1895年发现的。它 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 （对阴极）
13.2 电磁波谱
13.3 光的反射与折射
一、光的反射：
在两种媒质的分界面处，光将改变传播方向， 一部分光被反射回原来的媒质中。
B、发现者：（英）赫歇耳（1800年）
C、产生：一切物体（包括大地、人体、农作物和 车船）都在发射红外线，物体的温度越高，辐 射的红外线越强（波长越短）
D、特点：最显著的是热作用 E、应用：（1）红外线加热
（2）红外摄影 （3）红外线成像
13.2 电磁波谱
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．
窄、较暗．
2、小孔衍射 A
S
13.1 光的波动性
（1）孔较大时，屏上 出现清晰的光斑。
B
（2）孔较小时，屏上出 现衍射花样：中央为亮点， 旁边为明暗圆环。
光的干涉现象
13.2 电磁波谱 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 本质到底是什么呢？
光是一种电磁波
白光照射
13.ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 光的波动性 明暗相间的单色条纹 彩色条纹
13.1 光的波动性
3、实验分析
哪些区域出现亮条纹、哪些区域出现暗条纹
P
S 1
Sd 2
Q
P点亮纹：路程差=光的波长的整数倍 Q点暗纹：路程差=光的半波长的奇数倍
二、光的衍射
13.1 光的波动性
光的干涉现象反映了光的波动性，那么光 是否具有衍射现象呢？如果有衍射现象，为什 么在日常生活中我们没有观察到光的衍射现象 呢？
光波的衍射一般不明显（λ：0.76μm—0.4μm) 故此时可粗略地认为：光是沿直线传播的
13.1 光的波动性
1、单缝衍射
取一个不透光的屏，在它的中间装上 一个宽度可以调节的狭缝，用平行的单色 光照射，在缝后适当距离处放一个像屏。
激
光
束
调节狭
像
缝宽窄
屏
13.1 光的波动性
单缝衍射条纹的特征 （1）中央亮纹宽而亮． （2）两侧条纹具有对称性，亮纹较
1、反射定律：
（1）反射光线、入射 光线和法线在同一平面 内，反射光线和入射光 线分居在法线两侧
法线
入射光线
反射光线
ii
（2）反射角等于入射角 M
2、反射种类
13.3 光的反射与折射
M 镜面反射
M 漫反射
都遵循反射定律 3、光路可逆 在反射现象中光路是可逆的
13.3 光的反射与折射
二、光的折射
1、光的折射
频 率(Hz)
3.9 1014 ~ 4.81014 4.81014 ~ 5.0 1014
5.0 1014 ~ 5.4 1014 5.4 1014 ~ 6.11014 6.11014 ~ 6.4 1014 6.4 1014 ~ 6.6 1014 6.6 1014 ~ 7.51014
中心波长 (nm) 660 610 570 540 480 460 430
紫外线
13.2 电磁波谱
画面上可以清晰的看到 钱币上的防伪标记
4、伦琴射线 A、波长很短 B、发现者：（德）伦琴（1895）
13.2 电磁波谱
C、产生条件：
高速电子流射到任何固体上，都会 产生X射线。
D、特性：
穿透本领很强。
E、应用： 工业上金属探伤； 医疗上透视人体。
13.2 电磁波谱 伦琴射线
水波、声波 都会发生衍射现 象，它们发生衍 射的现象特征是 什么？
13.1 光的波动性
波能绕过障碍物或穿过小孔，偏离直线传播 的路径进入“阴影”区域的现象称为衍射现象。
一切波都能发生衍射，通过衍射把能量传到 阴影区域，能够发生明显衍射的条件是：障碍物 或孔的尺寸跟波长差不多．
机械波的衍射一般比较明显，如：声波的衍射 （隔墙有耳）声波的波长（λ：17m—1.7cm ）
13.2 电磁波谱
红外线卫星云图 显示九月十六日台风 约克于清晨靠近香港 时,中心的风眼清晰可 见．
13.2 电磁波谱 2、可见光 (真空中)波长范围：400～760nm
可见光七彩颜色的波长和频率范围
光色 波 长(nm) 红 760~622 橙 622~597 黄 597~577 绿 577~492 青 492~470 兰 470~455 紫 455~400