第三节 光的电磁说

教学建议

关于光的电磁说的几点强调

一、关于光的电磁说的几点说明

1、光的电磁说

　　A、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用学统一起来了．

　　B、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，波速起小．

　　C、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被派的频率；在不同介质中传播，频率都不变．

　　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．

2、电磁波谱

　　按频率由小到大（波长由大到小）排列形成的电磁波谱是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线．这些频率不同的电磁波本质是相同的．它们的行为服从共同的规律，但是他们产生的机理不同，因而具有不同的特性．在观察方法和应用上也有所不同．

　　A．不同电磁波产生的机理

　　无线电波是振荡电路中自由电子作周期性的运动产生的．红外线、可见光、紫外线是原子外层电子受激发产生的．伦琴射线是原子内层电子受激发产生的．γ射线是原子核受激发产生的．

　　B、频率（波长）不同的电磁波表现出作用不同．红外线主要作用是热作用，可以利用红外线来加热物体和进行红外线遥感；紫外线主要作用是化学作用，可用来杀菌和消毒；伦琴射线有较强的穿透本领，利用其穿透本领与物质的密度有关，进行对人体的透视和检查部件的缺陷；γ射线的穿透本领更大，在工业和医学等领域有广泛的应用，如探伤，测厚或用γ刀进行手术．

二、相应的列表说明

　　（一）电磁波谱

　　1、红外线、紫外线及伦琴射线的产生、特点和应用

射线名称	红外线	紫外线	伦琴射线
发现时间	1800年	1801年	1895年
发现人	赫谢耳	里特	伦琴
产生	一切物理都在不停地辐射	高温物体发出的光中含有	高速电子流射到固体上产生
特点	热作用强	化学作用	穿透本领大
主要应用	加热物体、远距离摄影、红外线遥感	分辨照相、激发荧光、杀菌消毒	透视人体、探测金属内部

　　2、电磁波谱：由无线电波、红外线、、可见光、紫外线、伦琴射线、 射线组合起来构成电磁波谱。

　　3、不同的电磁波产生的机理不同：（1）振荡电路中的自由电子振荡——无线电波；（2）原子外层电子受激——红外线、可见光、紫外线；（3）原子内层电子受激——伦琴射线；（4）原子核受激—— 射线。

　　（二）光谱和光谱分析

　　光谱的分类、产生和特点

光谱的分类		产生办法	特点
发射光谱	连续光谱	炽热固体、液体及高压气体发光	包括红光到紫光连续分布的一切光波
	线状谱	稀薄气体或金属蒸汽发光	只有一些不连续的亮线
吸收光谱（特征光谱）		高温物体发出的白光通过温度较低的物质	在连续谱的背景上出现一些暗线

　　2、光谱分析：每种元素都有自己的特征谱线。根据光谱来鉴别物质和确定它的化学组成的方法，叫光谱分析。

关于教学中的几点建议

　　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．

教法建议

　　回顾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．

　　讲述光的电磁说时要着重说明光的电磁说提出的背景和它的事实依据．还要着重说明提出光的电磁说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．光的电磁说揭露了光现象的电磁本质，把光和电磁统一了起来．