电磁波有哪些种类

电磁波家族是一个多口之家的大家庭。按照电磁波长从大到小,可以分为无线电波、微波、红外线、可见光(赤橙黄绿青蓝紫等七种颜色)、紫外线、X射线、伽马射线等。分别介绍如下:

1、无线电波

无线电波作为电磁波家族“老大哥”,具有###长的波长——大于1毫米和###小的频率——小于300GHz,它占据的频段被称为射频频段。在麦克斯韦预言的电磁波被证实之后,人们开始着手研究电磁波的应用。1893年,物理学家特斯拉宣扬了无线电通讯的基本原理,1904年,马可尼发明电报。无线电波作为传递讯息的通讯载体被人们广为使用,包括电报、电话、广播、电视、手机、卫星、雷达等都是以无线电波为载体进行的信息传播。

2、微波

“二弟”微波频率在300MHz~300GHz,波长在1米到1毫米之间。实际上,微波也是无线电波一部分,只是它属于无线电波的高频段(射电波段)。对于玻璃、塑料和瓷器,微波可以轻而易举地穿透而不被吸收,微波遇到金属材料则会被大量反射。当微波进入物体内部时,由于介质损耗会引起介质温度的升高,使介质材料内外部几乎同时加热升温。这种加热效应是有选择性的,对于水等极性分子,它的介电常数和介质损耗因数都比较大,因此很容易被加热;而蛋白质、碳水化合物等的介电常数相对较小,其对微波的吸收能力比水小得多——这就是微波炉的原理。微波的频率很高,所以其可用的频带很宽,可用于大容量的信息通讯如卫星、雷达等。微波同样充斥着整个世界,在我们现代宇宙中的任何一个方位,还残留着宇宙大爆炸的微波背景辐射,其平均温度约为2.7 K。

电磁家族的“老三”——红外线的波长为0.76到400微米。按照波长从大到小又可以细分为远红外线、中红外线和近红外线。1800年,英国物理学家赫歇尔发现太阳光谱在红光之外还存在具有较强致热效应的区段,因此称之为红外线。红外线波长要比可见光长,能量(频率)比可见光要低,是肉眼不可见的电磁辐射。红外线具有很强的热效应,可以用来加热材料;许多温度分布不均匀的物体也将辐射出不同频率的红外线;红外线还有很好的穿透能力,它可以透过云雾传播。我们用的电视、空调、汽车钥匙、门卡等遥控器都是发射红外线到接受设备使其响应。长期受高强度的红外线辐射对人体也会有伤害,如皮肤会出现红斑,眼睛容易产生白内障等。

4、可见光

在电磁波大家族里,“四小姐”可见光###为爱美。她是###能够“夺人眼球”被人们肉眼所看见的电磁波,而且还有七种颜色的浓妆艳抹:红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。可见光的波长范围为0.38~0.78微米。按照波长的不同分为七种不同色光:红0.770~0.622微米;橙0.622~0.597微米;黄0.597~0.577微米;绿0.577~0.492微米;蓝0.492~0.455微米;紫0.455~0.390微米。太阳之光为地球带来了勃勃生机,植物利用阳光生产氧气,动物依赖阳光的温暖来获得热量和空气中的氧气来呼吸,同样人类的生存也和阳光密不可分。

5、紫外线

“小五”紫外线虽然波长有点儿短——只有10纳米到400纳米(1纳米=0.001微米),但是却脾气却比较“凶”。紫外线是由德国物理学家里特在太阳光谱紫色光之外发现的,故而称紫外线,它也是肉眼不可见的。按照不同波段可以把紫外线分为长波紫外线、中波紫外线和短波紫外线。地球上紫外线主要来自太阳辐射,短波紫外线大都被臭氧层吸收掉了,其他紫外线则穿透大气到了地表。人们使用的各种弧光灯、日光灯、荧光灯和诱杀害虫的黑光灯都会放射出紫外线。紫外线照射下能够杀死许多细菌,它能够穿透细菌和病毒的细胞膜,给它们的DNA造成损伤,使细胞失去繁殖能力。所以,紫外线用来消毒、除臭、净化各类产品,使用起来快速高效且无污染。适量的紫外线照射甚###可以用于治疗皮肤病和软骨病,但强烈的紫外线照射可能会引起皮肤癌或角膜炎。

6、X射线

比紫外线波长还要短的是“小六子”X射线,波长只有0.01~1纳米。按照波长从长到短,又可以细分为软X射线、硬X射线、超硬X射线。X射线具有很高的能量(频率),因此穿透能力非常强,底片、木料、布料在它面前都相当于“透明”的。和可见光不同的是,只有固体材料中微观有序排列的原子才能使X射线发生衍射,因为原子的间距和X射线波长大致相当。X射线是德国物理学家伦琴在研究阴极射线的时候发现的,用他爱妻安娜的手拍摄了###张X光片,无名指上的黑斑点正是他们的结婚戒指。因为发现者伦琴认为他发现的是一种“未知”射线,所以命名为“X射线”——X代表未知数。仅仅在X射线发现后四天,美国医生就用它发现了病人腿上的子弹。X射线是研究材料微观结构的有力工具,可以分析材料中元素成分和其含量。利用X射线的穿透性,还可以进行工业品探伤和机场、火车站等地的无损安检系统。观测宇宙中的X射线,我们也将得到关于恒星、黑洞、超新星和中子星等的信息。

7、伽马射线

“老幺”伽马射线(γ射线)的波长非常之短,小于0.02纳米,很“彪悍”。伽马射线频率很高,能量也非常之高,穿透力极强。要挡住伽马射线的进攻,必须用厚达几个厘米的铅板。伽马射线来源于原子内部辐射,是原子从高能级跃迁到低能级时候释放的辐射,也是核辐射的一种。伽马射线强大的穿透本领可以用于工业零件的探伤或流水线的自动控制。伽马射线具有强大的杀伤力,一旦它进入人体就会与体内细胞发生电离作用,释放出的离子会侵蚀破坏如蛋白质、核酸和酶等有机分子,严重时可以杀死细胞。宇宙中一些剧烈的天体过程如超新星爆发会引起“伽马射线暴”,在很短的时间释放大量高能的伽马射线。在原子核反应过程中也会释放大量的伽马射线,原子弹和氢弹爆炸时就会产生大量伽马射线。强烈的伽马射线照射人体会大量杀死白细胞、发生腹泻、发烧、内分泌失调甚###破坏中枢神经系统。

首页 > 电工基础 > 日期:2022-6-25 来源:Internet 作者:yq 浏览量: