电磁波谱

时间:2024-05-13 10:25:20编辑:莆田seo君

电磁波波长排序

电磁波的波长排序为:γ射线<X射线<紫外线<可见光<红外线<微波<无线电波。1、γ射线:γ射线是电磁波谱中波长最短的一种,波长范围在10-12到10-9米之间。γ射线具有很强的穿透能力,能够透过厚度较大的物质,因此在医学影像和辐射治疗中得到广泛应用。2、X射线:X射线的波长介于γ射线和紫外线之间,大约在10-8到10-11米之间。X射线具有较强的穿透能力,可用于医学影像、材料检测等领域。3、紫外线:紫外线的波长范围在10-7到10-8米之间。紫外线具有较强的能量,能够分解某些化学物质,因此广泛应用于紫外线灯、消毒等领域。4、可见光:可见光是人眼能够感知的电磁波,波长范围在380纳米到750纳米之间。可见光是人类日常生活的主要光源,也是摄影、显示器等领域的基础。5、红外线:红外线的波长介于可见光和微波之间,大约在10-6到10-3米之间。红外线具有较强的热识别能力,被广泛应用于红外线测温、红外线感应等领域。6、微波:微波的波长范围在10-3到10-1米之间。微波具有较强的穿透能力,广泛应用于通信、雷达、微波炉等领域。7、无线电波:无线电波的波长最长,一般大于10-1米。无线电波的特点是传播距离远,广泛应用于通信、广播、卫星通信等领域。通过上述描述,我们可以清楚地看到电磁波的波长排序,从γ射线到无线电波,波长逐渐增长。这个排序不仅涉及到波长的变化,还涉及到电磁波不同频段的特性和应用。

电磁波谱的特点

在电磁波谱中,波长最长的是无线电波,无线电波又依波长不同分为长波、中波、短波、超短波和微波。 其次是红外线、可见光、紫外线,再次是X射线。 波长最短的是γ射线。 整个电磁波谱形成了一个完整、连续的波谱图。 各种电磁波的波长(或频率)之所以不同,是由于产生电磁波的波源不同。例如,无线电波是由电磁振荡发射的,微波是利用谐振腔及波导管激励与传输,通过微波天线向空间发射的;红外辐射是由于分子的振动和转动能级跃迁时产生的;可见光与近紫外辐射是由于原子、分子中的外层电子跃迁时产生的;紫外线、X射线和γ射线是由于内层电子的跃迁和原子核内状态的变化产生的;宇宙射线则是来自宇宙空间。太阳光谱上红外线的波长大于可见光线,波长为0.75~1000μm。红外线可分为三部分,即近红外线,波长为(0.75-1)~(2.5-3)μm之间;中红外线,波长为(2.5-3)~(25-40)μm之间;远红外线,波长为(25-40)~l000μm 之间。

电磁波谱产生的物理机制是什么

电磁波是由电场和磁场相互作用而产生的一种波动现象,其物理机制可以通过麦克斯韦方程组和电磁波方程来描述。麦克斯韦方程组描述了电场和磁场之间的相互作用关系,包括电场向磁场的变化产生磁场,以及磁场向电场的变化产生电场等等。电磁波方程则描述了电磁波在自由空间中的传播规律,即电磁波的速度为真空中的光速,而其波长和频率则由电场和磁场的振动来决定。因此,电磁波谱产生的物理机制可以简单地描述为电场和磁场相互作用并以光速传播的过程,这是电磁学和波动学的基本原理和规律。【摘要】
电磁波谱产生的物理机制是什么【提问】
电磁波是由电场和磁场相互作用而产生的一种波动现象,其物理机制可以通过麦克斯韦方程组和电磁波方程来描述。麦克斯韦方程组描述了电场和磁场之间的相互作用关系,包括电场向磁场的变化产生磁场,以及磁场向电场的变化产生电场等等。电磁波方程则描述了电磁波在自由空间中的传播规律,即电磁波的速度为真空中的光速,而其波长和频率则由电场和磁场的振动来决定。因此,电磁波谱产生的物理机制可以简单地描述为电场和磁场相互作用并以光速传播的过程,这是电磁学和波动学的基本原理和规律。【回答】


不同种类的电磁波什么相同

不同种类的电磁波有很多相同之处,其中最明显的是它们都是由电场和磁场交替变化而产生的。这种交替变化的过程可以形成一种波动,因此这些波动被称为电磁波。以下是一些不同种类的电磁波的共同点:1. 速度相同:所有电磁波的速度都是光速,即299792458米/秒。2. 传播方式相同:电磁波在真空中传播时是纵波,即电场和磁场的振动方向垂直于波的传播方向。在介质中传播时则可能是横波或者混合波。3. 波长与频率相关:所有电磁波的波长和频率之间存在关系,即波长越短,频率越高,反之亦然。4. 电磁波可以被反射、折射和衍射:所有电磁波都可以被反射、折射和衍射,这些现象都可以用来解释光的传播。5. 具有能量和动量:所有电磁波都具有能量和动量,这些特性与物质粒子相似,因此电磁波也被称为粒子(光子)和波动的双重性。总之,不同种类的电磁波在很多方面都有相似之处,这是由于它们都是由电磁场的变化而产生的波动。【摘要】
不同种类的电磁波什么相同【提问】
不同种类的电磁波有很多相同之处,其中最明显的是它们都是由电场和磁场交替变化而产生的。这种交替变化的过程可以形成一种波动,因此这些波动被称为电磁波。以下是一些不同种类的电磁波的共同点:1. 速度相同:所有电磁波的速度都是光速,即299792458米/秒。2. 传播方式相同:电磁波在真空中传播时是纵波,即电场和磁场的振动方向垂直于波的传播方向。在介质中传播时则可能是横波或者混合波。3. 波长与频率相关:所有电磁波的波长和频率之间存在关系,即波长越短,频率越高,反之亦然。4. 电磁波可以被反射、折射和衍射:所有电磁波都可以被反射、折射和衍射,这些现象都可以用来解释光的传播。5. 具有能量和动量:所有电磁波都具有能量和动量,这些特性与物质粒子相似,因此电磁波也被称为粒子(光子)和波动的双重性。总之,不同种类的电磁波在很多方面都有相似之处,这是由于它们都是由电磁场的变化而产生的波动。【回答】
你讲得真棒!可否详细说一下【提问】
不同种类的电磁波有很多相同之处,其中最明显的是它们都是由电场和磁场交替变化而产生的。这种交替变化的过程可以形成一种波动,因此这些波动被称为电磁波。以下是一些不同种类的电磁波的共同点:1. 速度相同:所有电磁波的速度都是光速,即299792458米/秒。2. 传播方式相同:电磁波在真空中传播时是纵波,即电场和磁场的振动方向垂直于波的传播方向。在介质中传播时则可能是横波或者混合波。3. 波长与频率相关:所有电磁波的波长和频率之间存在关系,即波长越短,频率越高,反之亦然。4. 电磁波可以被反射、折射和衍射:所有电磁波都可以被反射、折射和衍射,这些现象都可以用来解释光的传播。5. 具有能量和动量:所有电磁波都具有能量和动量,这些特性与物质粒子相似,因此电磁波也被称为粒子(光子)和波动的双重性。总之,不同种类的电磁波在很多方面都有相似之处,这是由于它们都是由电磁场的变化而产生的波动。【回答】


电磁波谱的波长范围

实验证明,无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、γ射线等都是电磁波,只是波源不同,波长(或频率)也各不同。将各种电磁波在真空中的波长(或频率)按其长短,依次排列制成的图表(图2-2)叫做电磁波谱。



在电磁波谱中,波长最长的是无线电波,无线电波又依波长不同分为长波、中波、短波、超短波和微波。其次是红外线、可见光、紫外线,再次是X射线。波长最短的是γ射线。整个电磁波谱形成了一个完整、连续的波谱图。各种电磁波的波长(或频率)之所以不同,是由于产生电磁波的波源不同。例如,无线电波是由电磁振荡发射的,微波是利用谐振腔及波导管激励与传输,通过微波天线向空间发射的;红外辐射是由于分子的振动和转动能级跃迁时产生的;可见光与近紫外辐射是由于原子、分子中的外层电子跃迁时产生的;紫外线、X射线和γ射线是由于内层电子的跃迁和原子核内状态的变化产生的;宇宙射线则是来自宇宙空间。

在电磁波谱中,各种类型的电磁波,由于波长(或频率)的不同,它们的性质就有很大的差别(如在传播的方向性、穿透性、可见性和颜色等方面的差别)。例如,可见光可被人眼直接感觉到,看到物体各种颜色;红外线能克服夜障;微波可穿透云、雾、烟、雨等。但它们也具有共同性:

1.各种类型电磁波在真空(或空气)中传播的速度相同,都等于光速:

c=3×1010cm/s

2.遵守同一的反射、折射、干涉、衍射及偏振定律。

目前,遥感技术所使用的电磁波集中在紫外线、可见光、红外线到微波的光谱段,各谱段划分界线在不同资料上采用光谱段的范围略有差异。本书采用表2-1中所列出的波长范围。

表2-1 遥感技术使用电磁波分类名称和波长范围

遥感常用的各光谱段的主要特性如下:

紫外线 波长范围为0.01—0.4μm。太阳辐射含有紫外线,通过大气层时,波长小于0.3μm的紫外线几乎都被吸收,只有0.3—0.4μm波长的紫外线部分能穿过大气层到达地面,且能量很少,并能使溴化银底片感光。紫外波段在遥感中应用比其它波段晚。目前,主要用于探测碳酸盐岩分布。碳酸盐岩在0.4μm以下的短波区域对紫外线的反射比其它类型的岩石强。另外,水面飘浮的油膜比周围水面反射的紫外线要强烈,因此可用于油污染的监测。但是紫外波段从空中可探测的高度大致在2000m以下,对高空遥感不宜采用。

可见光 可见光在电磁波谱中,只占一个狭窄的区间,波长范围0.4—0.76μm。它由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫色光组成。人眼对可见光可直接感觉,不仅对可见光的全色光,而且对不同波段的单色光,也都具有这种能力。所以可见光是作为鉴别物质特征的主要波段。在遥感技术中,常用光学摄影方式接收和记录地物对可见光的反射特征。也可将可见光分成若干个波段同一瞬间对同一景物、同步摄影获得不同波段的像片;亦可采用扫描方式接收和记录地物对可见光的反射特征。可见光是遥感中最常用的波段。

红外线 红外线波长范围为0.76—1000μm,为了实际应用方便,又将其划分为:近红外(0.76—3.0μm),中红外(3.0—6.0μm),远红外(6.0—15.0μm)和超远红外(15—1000μm)。

近红外在性质上与可见光相似,所以又称为光红外。由于它主要是地表面反射太阳的红外辐射,因此又称为反射红外。在遥感技术中采用摄影方式和扫描方式,接收和记录地物对太阳辐射的红外反射。在摄影时,由于受到感光材料灵敏度的限制,目前只能感测0.76—1.3μm波长范围。近红外波段在遥感技术中也是常用波段。

中红外、远红外和超远红外是产生热感的原因,所以又称为热红外。自然界中任何物体,当温度高于绝对温度(-273.15℃)时,均能向外辐射红外线。物体在常温范围内发射红外线的波长多在3—4μm之间,而15μm以上的超远红外线易被大气和水分子吸收,所以在遥感技术中主要利用3—15μm波段,更多的是利用3—5μm和8—14μm波段。红外遥感是采用热感应方式探测地物本身的辐射(如热污染、火山、森林火灾等),所以工作时不仅白天可以进行,夜间也可以进行,能进行全天时遥感。

微波 微波的波长范围1mm—1m。微波又可分为:毫米波、厘米波和分米波,见表2-1。微波辐射和红外辐射两者都具有热辐射性质。由于微波的波长比可见光、红外线要长,能穿透云、雾而不受天气影响,所以能进行全天候全天时的遥感探测。微波遥感可以采用主动或被动方式成像,另外,微波对某些物质具有一定的穿透能力,能直接透过植被、冰雪、土壤等表层覆盖物。因此,微波在遥感技术中是一个很有发展潜力的遥感波段。

在电磁波谱中不同波段,习惯使用的波长单位也不相同,在无线电波段波长的单位取千米或米,在微波波段波长的单位取厘米或毫米;在红外线段常取的单位是微米(μm),在可见光和紫外线常取的单位是纳米(nm)或微米。波长单位的换算如下:

1nm=10-3μm=10-7cm=10-9m

1μm=10-3mm=10-4cm=10-6m

除了用波长来表示电磁波外,还可以用频率来表示,如无线电波常用的单位为吉赫(GHz)。习惯上常用波长表示短波(如γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线等),用频率表示长波(如无线电波、微波等)。


电磁波谱中各波段的名称、波长、特性以及应用领域

波长由大到小:无线电波、微波、红外线、可见光(红橙黄绿蓝靛紫)、紫外线、X射线、γ射线.
波长:
无线电波波长通常用频率表示:300KHz~30GHz
微波 1mm—1m
红外线 0.76—1000μm
可见光:
红640—780nm
橙640—610nm
黄610—530nm
绿505—525nm
蓝505—470nm
紫470—380nm
紫外线 0.01—0.4μm
x射线 0.01——10nm
γ射线 短于0.02nm
用途:
无线电波:
比如收音机,无线电视机,对讲机等等
微波:
广泛应用于各种通信业务,包括微波多路通信,微波中继通信,移动通信和卫星通信.现代雷达大多数是微波雷达,还有无线电辐射计,微波炉等等.
红外线:
红外在监视设备中用的较多,一般自带近红外光源,系统设计与可见光十分类似.远红外多用于军事.
可见光:
就是平常我们能见到的各种颜色的光,那用途太广泛了.
紫外线
日光灯、各种荧光灯和农业上用来诱杀害虫的黑光灯都是用紫外线激发荧光物质发光的.
x射线
医学上常用作透视检查,工业中用来探伤.X射线可激发荧光、使气体电离、使感光乳胶感光,故X射线可用电离计、闪烁计数器和感光乳胶片等检测
γ射线
γ射线有很强的穿透力,工业中可用来探伤或流水线的自动控制.γ 射线对细胞有杀伤力,医疗上用来治疗肿瘤.


光在电磁波谱中波长越短,频率越高。

因为波速与折射率有关,而波长与波速有关即:v=λf ;
对于波速与折射率有:v=c/n ;
其中c为光速,v为波速,n为介质折射率;
而频率越大,折射率n越大,波速越小,再根据v=λf知波长越小。

电磁波,是由同相且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的震荡粒子波,是以波动的形式传播的电磁场,具有波粒二象性。电磁波是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动,其传播方向垂直于电场种电磁波在真空中速率固定,速度为光速。见麦克斯韦方程组。
电磁波伴随的电场方向,磁场方向,传播方向三者互相垂直,因此电磁波是横波。当其能阶跃迁过辐射临界点,便以光的形式向外辐射,此阶段波体为光子,太阳光是电磁波的一种可见的辐射形态,电磁波不依靠介质传播,在真空中的传播速度等同于光速。电磁辐射由低频率到高频率,主要分为:无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线。人眼可接收到的电磁波,称为可见光(波长380~780nm)。电磁辐射量与温度有关,通常高于绝对零度的物质或粒子都有电磁辐射,温度越高辐射量越大,但大多不能被肉眼观察到。
频率是电磁波的重要特性。按照频率的顺序把这些电磁波排列起来,就是电磁波谱。如果把每个波段的频率由低至高依次排列的话,它们是无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线及γ射线。


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