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电磁波分类与典型应用概述
2012.07.02 00:05

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电磁波的分类和应用是高考物理常考知识点,同时也是大家很容易忘记的地方。在本文中,笔者给大家做一个系统的归纳,希望对大家的物理学习有帮助。

电磁波谱

在下图中,依照波长的大小对电磁波(Electromagnetic wave)进行了波谱分段。

请注意,这张图与我们物理教材和很多教辅资料上的图表(一般都是按照频率大小来分类)不一样。

电磁波谱

如果按照频率由小到大的顺序(图表中由右向左)来看,电磁波谱包括如下分类:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线(伦琴射线)、γ射线(伽马射线)。在此王尚提醒大家我们日常生活中经常提到的微波,是介于红外线与无线电波之间的范围内。

电磁波家族各个成员的典型应用

无线电波

波长从几千千米到0.3米左右。

无线电波主要应用是通信技术,包括一般的电视和无线电广播、手机等的波段就是用这种波。

微波

波长从0.3米到10^-3米。

微波这些波多用在雷达或其它通讯系统。

红外线

红外线的波长从10^-3米到7.8×10^-7米。

红外线的热效应特别显著;加热物体(微波炉)、红外遥感(电视机的遥控器)、夜视仪。

可见光

从整个电磁波谱来看,可见光是人们所能感光的极狭窄的一个波段。可见光的波长范围很窄,大约在7600 ~4000埃(在光谱学中常采用埃作长度单位来表示波长,1埃=10^-10米)。

应用举例:照明、摄影。

紫外线

紫外线的波长从(380~10)×10^-9米,它有显著的化学效应和荧光效应。这种波产生的原因和光波类似,常常在放电时发出。由于它的能量和一般化学反应所牵涉的能量大小相当,因此紫外光的化学效应最强。

典型应用:验钞机、杀菌消毒、荧光防伪标志等。

X射线

伦琴射线波长从(10~0.01)×10^-9米。X射线是电原子的内层电子由一个能态跳至另一个能态时或电子在原子核电场内减速时所发出的;它是由原子中的内层电子发射的。

典型应用:(拔牙的时候拍的片子)医用透视检查、CT照相、探测。

γ射线

γ射线是波长从10^-10~10^-14米的电磁波。这种不可见的电磁波是从原子核内发出来的,放射性物质或原子核反应中常有这种辐射伴随着发出。γ射线的穿透力很强,对生物的破坏力很大。

典型应用:工业探伤(检测钢板内部的裂缝等)、放疗。

扩展阅读:无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线的产生机理是什么?

电磁波的产生

电磁波是电磁场的一种运动形态。变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场,这就是电磁场,而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波,电磁的变动就如同微风轻拂水面产生水波一般,因此被称为电磁波,也常称为电波。电与磁可说是一体两面,变化的电场会产生磁场(即电流会产生磁场),变化的磁场则会产生电场。

电磁波速度与频率关系

与普通的波一样(如声波和水波),电磁波具有波的性质,如发生折射等现象。它的速度,波长,频率之间也满足关系式:速度v=波长λ×频率f。

电磁波在空气中的传播速度为光速,从同步卫星到地球的传播时间大约1/8秒。

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