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【种花家务·物理】4-6-10光的电磁本性『数理化自学丛书6677版』

2023-08-01 10:07:18 来源：哔哩哔哩

【阅前提示】本篇出自『数理化自学丛书6677版』，此版丛书是“数理化自学丛书编委会”于1963-1966年陆续出版，并于1977年正式再版的基础自学教材，本系列丛书共包含17本，层次大致相当于如今的初高中水平，其最大特点就是可用于“自学”。当然由于本书是大半个世纪前的教材，很多概念已经与如今迥异，因此不建议零基础学生直接拿来自学。不过这套丛书却很适合像我这样已接受过基础教育但却很不扎实的学酥重新自修以查漏补缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我写的注解。

【山话嵓语】『数理化自学丛书』其实还有新版，即80年代的改开版，改开版内容较新而且还又增添了25本大学基础自学内容，直接搞出了一套从初中到大学的一条龙数理化自学教材大系列。不过我依然选择6677版，首先是因为6677版保留了很多古早知识，让我终于搞明白了和老工程师交流时遇到的奇特专业术语和计算模式的来由。另外就是6677版的版权风险极小，即使出版社再版也只会再版80年代改开版。我认为6677版不失为一套不错的自学教材，不该被埋没在故纸堆中，是故才打算利用业余时间，将『数理化自学丛书6677版』上传成文字版。

第六章光的波动性

【资料图】

【山话|| 本系列专栏中的力单位达因等于10⁻⁵牛顿；功的单位尔格等于10⁻⁷焦耳；热量的单位卡路里等于焦耳；电荷的单位静库（1库伦=3×10⁹静库）；电势的单位静伏等于300伏特。另外这套老教材中力的单位常用公斤、克等，但如今是不允许的，力是不能使用质量单位的。】

§6-10光的电磁本性

【01】通过光的干涉、衍射和对复色光的色散所进行的初步讨论，使我们知道光具有明显的波动性。然而，光是象水波、声波那祥的波吗？为什么它在没有媒质存在的真空里也能传播？究竟光是怎样一种波呢？

【02】麦克斯韦的理论研究，赫兹和列别捷夫的实验回答了这个问题。

【03】1864年麦克斯韦通过理论研究指出：(1)电场跟磁场的改变，不是局限在它周围的空间，而是以电磁波的形式向外辐射出去，它跟光一样，也能在真空中传播；(2)电磁波的传播速度跟光的传播速度相同；(3)电磁波跟光一样也能发生反射、折射、干涉和衍射等现象。因而他提出了光的电磁学说：光现象实质上是一种电磁现象，光波就是一种频率很高的电磁波。

【04】1888年德国物理学家赫兹(1857~1894)首先用人工的方法获得了电磁波，并且通过电谐振接收到它，这就证实了电磁波的实际存在。后来又通过实验发现，电磁波在金属表面上要反射，在金属凹面镜上反射后会聚焦，通过沥青棱镜的时候要发生折射等现象。从而证实了光波在本质上跟电磁波是一样的。

【05】1891~1893年，科学家们分别用实验的方法测出了电磁波的传播速度，它和光的传播速度近似相等。后来麦斯尔又进一步作了较为精确的测定，得出的结果是 299,780 公里/秒，和迈克耳逊测定的光速（c＝299,796±4公里/秒）十分符合。

【06】1900年俄国的物理学家列别捷夫(1866~1912)从实验知道光对固体的表面有压力作用，他的实验证明，光本身就是一种物质。因此它在真空中传播就自然不需要依靠其他媒质了。

【07】根据光的电磁理论，光波是一种频率很高的电磁波。可见光的频率范围大致是 ×10¹⁴~×10¹⁴ 赫兹，紫外线频率比可见光大，伦琴射线的频率比紫外线更大，而从放射性元素射出的 γ 射线的频率比伦琴射线的频率还要大，它是目前阶段所知道的电磁波中频率最高的一种；比可见光频率小的是红外线，现代无线电技术中广泛应用的电磁波是比红外线频率更小的电磁波，它的频率范围大约是 10⁵~3×10¹² 赫兹。

【08】随着各种电磁波的频率大小不同，它的性质也有明显的改变。下面是各种电磁波按频率由小到大排列成的电磁波谱。

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