电磁波的特性

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
可见光

射线源自文库
波长 m
108
104
100
104
108
1012
1016
10 12
10 10
10 4
10 2
10 2
10 4
10 6
( cm )
微波 宇 宙 射 射 线 线
X
射 线
紫 外 线
可 红 见 外 光 线
毫 米 波
二、电磁波的特性
1.电磁波是横波
y
Ey
x
z
Hz
三、电磁波谱
电磁波的范围很广。为了便于比较，以便对各种电磁波 有全面的了解，我们可以按照波长（或频率）的大小，把它 们依次排成波谱，称为电磁波谱。
电 磁 波 谱
10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10
频率Hz 长波无线电波 760nm 短波无线电波 红外线 紫外线 400nm X射线
厘 分 米 米 波 波
超 短 波
短 波
中 波
长 波
无 线 电 波
3 10 22 3 10 16 3 10 14 3 10 12 3 10 4
(Hz )
电磁波谱
真空中波长
主要产生方式
长波
无 线 电 波 中波 短波 超短波 微波
3 103 m — 3 104 m 200m — 3 10 m 10m — 200m
0
4000— 4460
0

由炽热 物体、气体 放电或其他 光源激发分 子或原子等 微观客体所 产生的电磁 辐射
紫外线
50 A— 4000 A
0
电磁波谱
真空中波长
0 0
主要产生方式
用高速电子流 轰击原子中内层电子 而产生的电磁辐射 由放射性原子衰变时 发出的电磁辐射或用 高能粒子与原子核碰 撞所产生电磁辐射
3
由线路中 电磁振荡所激 发的电磁辐射
1m — 10m 0.1m — 1m
电磁波谱 红外线
真空中波长
主要产生方式
0.76m — 600m
6200— 7600 5920— 6200 5780— 5921 5000— 5780 4640— 5000
可 见 光
红 橙 黄 绿 青 蓝 紫
4460— 4640 A
X 射线
0.4 A— 50 A
γ 射线
0.4 A以下
0
1．无线电波
无线电波主要用于广播，电视和通信等。无线电波在空间的 传播主要有地波、天波和空间波三种不同的方式。
2．红外线 红外线的波长在780nm ~ 1mm之间，其特点是热效应显著， 能透过浓雾或较厚的气层，常用作加热、 遥测、遥感等。
3．紫外线
5.
射线
射线的波长比X射线更短 ( 0.001nm) ,
其光子的能 量比X射线更大，穿透能力更强，可用于金属探险伤，物位测定 等，是研究物质微观结构的有力武器。电磁波谱中各波段的划 分主要依照获得它们的手段和探测它们的方法。 随着科学技术的发展，各波段都已冲破界限进入邻近波段 的范围，这就是前图中各种电磁波相邻波段互相重叠的缘故。
紫外线的波长范围为 10nm ~ 0.4m 由于其波长比紫光更 短，因此粒子性已比较明显。紫外光子的能量足以破坏生物的 细胞等物质，因而具有消毒、杀菌、灭虫等作用。长期或过强 照射紫外线会损害人的免疫系统，也会抑制农作物生长，损害 海洋生物，破坏大自然的生物链。地球上的生物在太阳光的照 射下之所以能安然无恙，要归功于能吸收阳光中相当一部分紫 外线的大气中的臭氧层因此，保护臭氧层不受破坏是环保的一 个重要课题。
紫外线还具有较强的荧光作用，一些物质(如煤油、含氧化 纳的玻璃、含稀土元素的纸币、人的牙齿、指甲、皮肤等)在紫 外线的照射下，会发生微弱的可见光，这种现象叫荧光效应。 对在紫外线照射下物质发生的光谱进行分析，可以获得物质结 构的信息，这就是紫外分析。
4．X射线
X射线又叫伦琴射线，它的波长在 0.001 ~ 10nm 之间，可通 过高速电子束对金属靶的轰击而获得，X射线具有很强的穿透能 力，常用于工业探伤，晶体结构分析和医疗检查等许多方面。
时变电流或 加速运动的 电荷向空间 辐射电磁波 研究设计产 生能满足各 种应用要求 的电磁波
作为信息的载体应用于 通信、广播、电视 电 磁 波 作为探求未知物质世界 的手段应用于雷达、导 航、遥测、遥感和遥控 能量存在的一种形式 电磁波辐射问题
一
电磁波的产生与传播
由麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场产生变化的磁场， 而变化的磁场又产生变化的电场，这样，变化电场和变化磁场 之间相互依赖，相互激发，交替产生，并以一定速度由近及远 地在空间传播出去。这样就产生了电磁波。