PDF《电磁波频谱》

电磁波频谱 物理・波・电磁波频谱 第一部分:频率比红外线小的波 ?什么是电磁波 带电微粒,比如电子,是由电场包围的.

如果一个带电微粒 加速,那么这个电场就改变了.这个改变后的电场产生了一 个改变的磁场.一个改变的磁场也产生了一个改变的电场. 这个过程不断重复,从而产生了一道波,它以高速运动着. 这些波就被称为电磁波. 当电子震动时就会产生电磁波.电子每秒钟震动的次数决定 了波的数量,也就是每秒钟产生的波的数量,这就是波的频 率.产生的波彼此波峰之间的距离叫做波长,波长和频率有 关.高频的波则波长较短. 有些波我们肉眼可以看到,这些波被称为 可见光 .而有 一些电磁波肉眼是无法看到的,电磁波包括无线电波、微波、 红外线、紫外线、X 光合伽马射线等. ? 推荐影片 - 什么是电磁波频谱? - 电磁波频谱是由什么组成的?

图表 01: 拓展问题 问题 1.电磁波传播的速度有多快? 真空中所有电磁波都以大约

30 万公里每秒的速度传播,这个速度也就是我们所知道的光速.信息和物质的传播速度不 可能超过光速.电磁波在其它介质中的速度会有所不同.比如,在玻璃中,可见光的传播速度大约是

20 万公里/秒.此外,一种波的频率可能使得它无法穿过某种介质,而是被介质吸收了. ?什么是无线电波? 这些卫星锅能探测到 来自外太空的无线电波 一种波的能量越低,它的频率也就越低.能量最低的波是无线电波.电磁波的波 长很长,大约超过

30 米.如果一股电流在一种导体中来回传播,这会导致电子 的振荡,于是就产生了无线电波.如果这些无线电波传播到另一个导体中,这些 波可以使得这个导体中的电子也产生振荡,从而产生一个小的电流.这种原理可 以运用于通讯. ? 推荐影片 -无线电波:水下交流

1 物理・波・电磁波频谱 ?什么是微波? 如果电子振荡的频率高于无线电波的频率,达到大约

20 亿次每秒,产生的波就是我们所知的微波.就像所有电磁波频谱 一样,我们无法确切的定义两种波确切的界限.电磁波的波长小于

30 厘米,大于几毫米.就像无线电波一样,微波也可 以用于通讯.因为电磁波的频率比无线电波高,它们可以携带更多的信息,但是要在远距离的情况下使用微波来传输会 更加困难. 拓展问题 问题 2. 微波炉是如何工作的? ?推荐影片 - 手机如何工作? 微波除了可以用于通讯,还能加热食物.水分子具有两极性,也就是说水分子的一端带有轻微的正电荷,另一端带有轻 微的负电荷.当处于一个电场中时,水分子会旋转来适应这个电场.微波炉使用的微波频率是 2.45 千兆赫(也就是每秒 钟振荡

24 亿5000 万次),这意味着水分子会快速来回旋转,从而与迅速改变的电场相一致.这种振动会使得温度上升, 发生这个变化时水分子会将能量传递到食物的分子中,使得食物分子也发生振动和温度上升. 问题 3.什么是太赫兹波? 太赫兹波是波长 0.3 毫米到

1 毫米之间的波,它比微波短但比红外线的波长要长.在现代技术进步以前,要产生 能够穿透纸张或衣物的太赫兹波是很困难的.近年来,许多飞机场引进了身体扫描仪,这红仪器主要分为两个种 类,使用的是两种不同的技术:X 光反射仪和太赫兹波反射仪. 第二部分:红外线、可见光和紫外线 ?什么是红外线? 波长在 0.007 毫米和 0.3 毫米之间的波我们称为红外线.一般热的物 体会发射出大量的红外线.从太阳到地球大约一半的能量都是以红外 线的形式传播而来的. 许多分子内振动的原子的频率都在红外线频率的范围之内.因为分子 会吸收这些频率的光,所以我们可以使用红外线来辨别这里有哪些分 子.这种技术就是红外线光谱学,我们可以使用许多种不同频率的红 外线,来探知哪些被样本吸收了. 一些温暖的物质,比如人,会发射出红外线 ? 推荐影片 - 红外线:捕猎蛇