电磁波的传播电磁波的传播方向课件

第六章 波6-1 波速、頻率與波長6-2 波的特性6-3 都卜勒效應6-4 光6-5 電磁波高中基礎物理(一)第六章 波高中基礎物理(一)6-5電磁波電磁輻射原理電磁波的傳播電磁波的發現電磁波譜範例題6-5電磁波電磁輻射原理電磁輻射原理1.靜電場：靜止不動的電荷在空間中產生不隨時間而改變的電場，稱為靜電場。2.靜磁場：等速度移動的電荷或穩定的電流，在空間中可產生不隨時間而變的磁場，稱為靜磁場。3.時變電場與時變磁場：加速運動電荷或不穩定電流，同時產生隨時間而變的磁場與電場，此時馬克士威推論電場與磁場會構成電磁波，由波源向外傳播。電磁輻射原理靜電場：靜止不動的電荷在空間中產生不隨時間而改變電磁波的傳播電磁波的傳播方向電磁波的傳播方向，同時與電場同時與電場、磁場方向垂直磁場方向垂直。電磁波的傳播電磁波的傳播方向，同時與電場、磁場方向垂直。電磁波的發現1.馬克士威算出電磁波在真空中的傳播速率為 3108 公尺秒，即為光在真空中傳播的速率，因而可推論光波是一種電磁波。2.赫茲於 1888 年在實驗室以簡單的電荷裝置發射出電磁波，證實了馬克士威的電磁理論。3.馬可尼於 1901 年成功的傳送無線電報，開啟無線通訊的時代。電磁波的發現馬克士威算出電磁波在真空中的傳播速率為 310電磁波譜（1/3）各種電磁波的頻率或真空中的波長之分布。電磁波譜（1/3）各種電磁波的頻率或真空中的波長之分布。電磁波譜（2/3）l無線電波（radio wave）：主要應用於無線電視、無線廣播、無線電通訊、雷達、行動電話的訊號傳播。l微波：衛星通訊、家用微波爐。l紅外線：家用電器用品遙控器、物理治療、紅外線觀測與攝影。l可見光：刺激人類產生視覺。電磁波譜（2/3）無線電波（radio wave）：主要應用電磁波譜（3/3）l紫外線：紫外線可用來殺菌消毒。太陽輻射中過量的紫外線對人體有害。lX 射線：可穿透肌肉，常用來作為醫學上診斷牙齒、骨骼的工具，另外也用於晶體結構的研究。l 射線：具有極高的穿透力，常用於醫學癌症治療上。電磁波譜（3/3）紫外線：紫外線可用來殺菌消毒。太陽輻射中過範例 電磁波分布圖範例 電磁波分布圖範例 解答答答(C)解解(A)無線電波波長較紅外線長。(B)微波波長較紅外線長。(C)X 射線波長較紫外線短、較射線長。(D)射線的本質不是電磁波，而是氦原子核。(E)射線的本質不是電磁波，而是電子。範例 解答答(C)範例 類題答答(A)解解 紅光波長較紫光長，A 區又較紅光波長更長。範例 類題答(A)範例 電磁波的應用(1/2)請閱讀下列短文後，回答 1.、2.題人們對宇宙的探索，主要是靠觀察星光。因為真空中的光速是每秒三十萬公里，我們所觀察到的其實都是在稍早時間的天體的形象。除了光波外，來自外太空的輻射線還包括紫外線，以及由高速的帶電粒子所組成的宇宙射線等。對於較接近我們的太陽系中的星體，科學家們也曾發射一些偵測器，以作更近距離的觀察。例如，美國航太總署發射的精神號探測車，在 2004 年初降落於火星的古稀伯（Gusev）隕石坑。這個隕石坑直徑約 200 公里；而地理上常見的隕石坑直徑則約為 20 公尺到 1 公里。火星是太陽系中的行星，其表面的大氣壓力及重力加速度大約分別是地球對應值的 0.006 和 0.4 倍。精神號的裝備類似於地質探勘機器人，主要是利用立體攝影機和紅外線攝影機拍攝火星的地形影像，再以無線電波傳回地球。範例 電磁波的應用(1/2)請閱讀下列短文後，回答 112範例 電磁波的應用(2/2)1.上文提及的輻射線與光波中，哪一種不以光速傳播？(A)可見光(B)宇宙射線(C)紫外線(D)無線電波2.當地球距離火星約為 6107 公里時，精神號探測車將火星表面影像利用無線電傳播回地球，則地球上的科學家須等待多久才能收到訊號？(A)2 分鐘(B)20 分鐘(C)2 秒(D)20 秒(E)200 秒答答 1.(B)2.(E)解解 1.宇宙射線是帶電粒子 2.光速為 300000 kms，範例 電磁波的應用(2/2)1.上文提及的輻射線與光13範例 類題下列敘述，何者正確？(A)核輻射的無線電波，對人體有極大傷害(B)紅外線可用來殺菌消毒(C)黃光為可見光，所以不是電磁波(D)X 射線常用於晶體結構的研究(E)微波常用於微波爐，可以用來加熱任何食物，所以頻率最大範例 類題下列敘述，何者正確？14範例 類題 解答答答(D)解解(A)核輻射的射線，對人體有極大傷害。(B)應為紫外線。(C)可見光仍是電磁波。(E)應為微波被食物中的水分子吸收而發熱，若食物中不含水分子則無法加熱。範例 類題 解答答(D)15