第100讲 电磁波 光电效应与波粒二象性 （2021 天津） 1．光刻机是制造芯片的核心装备，利用光源发出的紫外线，将精细图投影在硅片上，再经技术处理制成芯片。为提高光刻机清晰投影最小图像的能力，在透镜组和硅片之间充有液体。紫外线进入液体后与其在真空中相比（ ） A．波长变短 B．光子能量增加 C．频率降低 D．传播速度增大 （2022 江苏） 2．上海光源通过电子-光子散射使光子能量增加，光子能量增加后（ ） A．频率减小 B．波长减小 C．动量减小 D．速度减小 （2022 河北） 3．如图是密立根于1916年发表的钠金属光电效应的遏止电压与入射光频率的实验曲线，该实验直接证明了爱因斯坦光电效应方程，并且第一次利用光电效应实验测定了普朗克常量h。由图像可知（ ） A．钠的逸出功为 B．钠的截止频率为 C．图中直线的斜率为普朗克常量h D．遏止电压与入射光频率成正比 一.知识回顾 1．麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场（如图所示）。 2．电磁场：变化的电场和变化的磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一的电磁场。 3．电磁波 （1）产生：变化的电场和磁场由近及远地向周围传播，形成了电磁波。 （2）电磁波是横波，在空间传播不需要介质。 电磁波的电场、磁场、传播方向三者两两垂直，如图所示。 （3）电磁波的波速：真空中电磁波的波速与光速相同，c＝3.0×108 m/s。 （4）v＝λf对电磁波同样适用。 （5）电磁波能产生反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象。 （6）赫兹在人类历史上首先捕捉到了电磁波，并证实了麦克斯韦的电磁场理论。 （7）电磁波与机械波的比较 名称项目 电磁波 机械波 产生 由周期性变化的电场、磁场产生 由质点（波源）的振动产生 波的特点 横波 纵波或横波 波速 在真空中等于光速c＝3×108 m/s；在介质中波速较小 在空气中不大（如声波波速在空气中约为340 m/s）；在液体和固体中较大 是否需要介质 不需要介质（在真空中仍可传播） 必须有介质（真空中不能传播） 传播能量 电磁能 机械能 4．电磁波的发射 （1）发射电磁波的条件 ①要有足够高的振荡频率； ②必须是开放电路，使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间。 （2）信号的调制：为了利用电磁波传递信号，就要对电磁波调制。有调幅和调频两种调制方法。 ①调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变。 ②调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而变。 5．电磁波的传播 三种传播方式：天波、地波、直线传播。 6．电磁波的接收 （1）当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强，这种现象叫作电谐振。 （2）使接收电路产生电谐振的过程叫作调谐。 （3）从经过调制的高频振荡电流中还原出原来的信号的过程叫作解调，它是调制的逆过程。调幅波的解调也叫检波。 7. 电磁波谱 Ⅰ （1）定义 按电磁波的波长大小或频率高低的顺序把它们排列成谱，叫作电磁波谱。 将电磁波按波长从长到短排列顺序是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线。 （2）电磁波谱的特性、应用 电磁波谱 频率/Hz 真空中波长/m 特性 应用 递变规律 无线电波 小于3×1011 大于10－3 波动性强，易发生衍射 无线电技术 红外线 1011～1015 10－3～10－7 热效应 红外线遥感 可见光 1015 10－7 引起视觉 照明、摄影 紫外线 1015～1017 10－7～10－9 化学效应、荧光效应、 能杀菌 医用消毒、防伪 X射线 1016～1019 10－8～10－11 穿透能力强 检查、医用透视 γ射线 大于1019 小于10－11 穿透能力最强 工业探伤、医用治疗 说明 （1）波长不同的电磁波，表现出不同的特性。其中波长较长的无线电波和红外线，易发生干涉、衍射现象；波长较短的X射线、γ射线，穿透能力较强。 （2）电磁波 ... ...
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