高三物理 第二十章 光的波动性 三、光的电磁说(备课资料).doc

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1、●备课资料一、红外线简介红外线亦称“红外光”，是英国天文学家赫谢耳于1800年用三棱镜的分光作用探讨光谱的热效应时发现的，红外线是眼睛看不见的一种射线，在电磁波谱中，波长介于红光和微波之间，按波长的差别，大致可将红外线分为三段：0.77~3.0μm为近红外区，3.0~30.0μm为中红外区，30.0~1000μm为远红外区，红外线虽然不能引起视觉效果，但有显著的热效应.由于波长较长，它对云雾、沙尘等有较强的穿透能力.赫谢耳发现红外线之初，完全不明白这种射线和可见光之间的联系，他认为是发现了一种新的

2、辐射.直到1923年，人们才完全弄清红外线的真实面目.1834年，佛贝士证明了红外线和普通可见光一样可以发生偏振现象.1837年，傅科又从干涉作用求出了近红外光的波长.1865年，麦克斯韦在理论上证明了电磁波的存在，并且认为光波也是电磁波.1887年，赫兹用实验证实了电磁波的存在，并证明了它们的速度和偏振作用同光波完全一样.1923年，尼科尔斯和提尔利用赫兹所做的小型火花振荡器类似的仪器成功地产生了波长为220μm的远红外线，至此才完全明白了红外线辐射属于电磁波.二、紫外线简介紫外线又称“紫外光”

3、“紫外辐射”，是德国物理学家里特于1801年发现的，是位于电磁波谱中紫光和X射线之间的电磁波，波长约为0.04~0.39μm，不能引起人的视觉，故又称为“黑光”.紫外线通常可用光电元件和感光乳胶来检测，但有些物质可因紫外线照射而发出荧光或肉眼可见光.紫外线可由高温物体表面激发产生，如太阳，也可由气体放电管中的原子激发产生.前者产生连续光谱，后者产生单一波长的线状光谱.紫外光波谱通常以0.2μm为界分为远、近两个紫外区.紫外线穿透能力较强，但易被某些物质吸收，一般地，能透过可见光的物质，都能强烈吸收

4、紫外线的某些波段.例如，玻璃能吸收波长小于0.35μm的紫外线，地球大气层中的氧和臭氧几乎能吸收全部太阳辐射中波长小于0.29μm的紫外线；石英吸收波长小于0.2μm的紫外线，这一波长的紫外线也能被空气强烈吸收，因此，观察这一波段的紫外线时光谱仪器内部必须抽成真空，这个波段称为真空紫外，适用于观察这一波段的光谱仪称为“真空紫外光谱仪”.水银灯和电弧有较强的波长在0.25~0.39μm的紫外线，是常用的紫外光源.紫外线可对人体产生直接或间接的影响.首先是直接影响，因其穿透力不强，故对人体作用多局限于

5、皮肤，如使皮肤变红、色素沉着等，有时会导致皮肤灼伤，轻者皮肤变红、触痛，重者引起皮肤起泡、水肿直至脱皮.常年在日晒条件下工作的人，例如农民、海员、建筑工人等，皮肤易变厚、老化，患皮肤癌的几率比其他职业人群要高许多.紫外线还可导致机体内分泌和代谢过程的变化，使人出现体重减轻、食欲增加、呼吸频率下降、不易感到疲劳等.因此，我们一定要注意预防紫外线的过量照射.三、X射线简介X射线的本质和光一样，是一种电磁波，但它的波长比可见光短得多，大约在1埃左右.X射线是德国物理学家伦琴在1895年发现的，具有很强的

6、穿透性，能穿透可见光不能穿透的物质，包括我们人体.X射线虽然我们肉眼看不见，但可以使胶片感光，这是X射线作照相检查的基础，X射线还能被某些荧光的物质吸收，发出荧光，这是X射线用于荧屏透视的原理.我们人体各部分组织的密度不一样，厚度不一致，因此，它们对X射线的吸收数也不一样，密度较大的、体积较大的器官组织吸收的X射线多，在荧光屏上的影像为黑暗部分，相反，在底片上因曝光少而呈白色，反之，密度小的器官影像在荧光屏上为明亮部分，胶片上因感光多而显黑暗.这样我们便得到了明暗不同的平面图象.当某种组织器官发生

7、病变或损伤，对X射线的吸收也不同于正常组织，这样就会形成异常的X线平面图像，医生可以从中找出体内病灶，从而作出诊断，如肺结核、胃溃疡、骨折、脑肿瘤等.X射线透视也有缺点，人体的器官是三维结构的立体实物，而X射线照片是平面图象，不能提供更多、更明确的立体信息.如何从平面变成立体呢？科学家们应用一种古老的数学图像重建原理，做法是从不同方位和角度对一个物体进行投影，然后用数学方法重建它的图像，但在荧光屏上显示出一个实体图像需要采集30万~150万个数据，还要进行繁琐的计算才能实现，这必须有电子计算机的帮

8、助.