兰州零距离直播官网:光是电磁波的一钟,为什么?

来源:百度文库 编辑:高考问答 时间:2024/04/26 07:00:17

答:光是电磁波。虽然可见光的波长范围在电磁波中只占很窄的一个波段,但是早在人们认识到光是电磁波以前,人们就对光进行了研究。

17世纪对光的本质提出了两种假说:一种假说认为光是由许多微粒组成的;另一种假说认为光是一种波动。19世纪在实验上确定了光有波的独具的干涉现象,以后的实验证明光是电磁波。20世纪初又发现光具有粒子性,人们在深入入研究微观世界后,才认识到光具有波粒二象性。

光可以为物质所发射、吸收、反射、折射和衍射。当所研究的物体或空间的大小远大于光波的波长时,光可以当作沿直线进行的光线来处理;但当研究深入到现象细节,其空间范围和光波波长差不多大小的时候,就必须要考虑光的波动性。而研究光和微观粒子的相互作用时,还要考虑光的粒子性。

光学方法是研究大至天体、小至微生物以至分子、原子结构的非常有效的方法。利用光的干涉效应可以进行非常精密的测量。物质所放出来的光携带着关于物质内部结构的重要信息,例如:原子所放出来原子光谱的就和原子结构密切相关。

近年来利用受激辐射机制所产生的激光能够达到非常大的功率,且光束的张角非常小,其电场强度甚至可以超过原子内部的电场强度。利用激光已经开辟了非线性光学等重要研究方向,激光在工业技术和医学中已经有了很多重要的应用。

波动说·光是电磁波的一种

Time:1887年

Place:德国小城卡尔斯鲁厄(Karlsruhe)

discoverer:海因里希·鲁道夫·赫兹(Hernrich Rudolf Hertz)

Experiment purpose:证实麦克斯韦(Maxwell)理论预言:电磁波的存在。

The instrument:
(1)发生器 两个大铜球作为电容,并通过铜棒连接到两上相隔很近的小铜球上。导线从两个小球上伸展出去,缠绕在一个大感应线圈的两端,然后连接到一个梅丁格电池上。
(2)接收器:两个开口的长方形铜环,在开口处也各镶了一个小铜球。

The Process:
合上发生器的电路开关。电流穿过装置里的感应线圈,并开始对铜球电容进行充电。当电压上升到2万伏左右,两个小球之间的空气就会被击穿,电荷就可以从中穿过,往来于两个大铜球之间,从而形成一个高频的振荡回路(LC回路)。当整个系统形成了一个完整的回路以后,细小的电流束在空气中不停地扭动,激出蓝色的火花。火花稍纵即逝,因为每一次的振荡都伴随着少许能量的损失,使得电容两端的电压很快又降到击穿值以下。

If Maxwell is right,那么每当发生器火花放电的时候,在两个铜球之间就应该产生一个振荡的电场,同时引发一个向外传播的电磁波。它会飞越空间,到达接收器,在那里感生一个振荡的电动势,从而在接收器的开口处也同样激发出火花来。

哦~~~~~他看到了,微弱的火花!真的有火花从接收器的两个小球之穿过。

Conclusion:光是电磁波的一种。普通光的频率刚好落在能够为我们的眼睛所感觉到的范围内。光学完全被包容于新兴的电磁学里面。

PS:根据实验数据,Hertz得出了电磁波的波长,把它乘以电路的振荡频率,就可以计算出电磁波的前进速度。这个数值在可容许的误差内恰好等于30万公里/秒,也就是光速。

在当年人们只是由实验看到光速和电磁波速相同就肯定了光是电磁波,现在当然有更确切的实验依据和完备的微观解释。
还有一个比较简单的实验验证是研究不同温度下物理的辐射,其频率范围从微波到红外线到可见光一直到远紫外线,而它们的产生机制是相同的,所以光波也就无疑与微波一样是电磁波了。

电磁波的频谱非常宽,人眼都看不到,它们有相同的本质属性,可见光,只是电磁波中极窄的一段频带,实验证明它与电磁波有相同的本质属性

麦克斯韦的电磁理论告诉我们:电磁波的速度等于光速。因而光是一种电磁波

因为它也有波长