1、電磁波及電磁波譜,主講教師:劉丹丹,1,電磁波,2,電磁波的特點(diǎn),3,電磁波譜,電磁波,根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論,變化的電場(chǎng)能夠在它的周圍引起變化的磁場(chǎng)，這個(gè)變化的磁場(chǎng)又在較遠(yuǎn)的區(qū)域內(nèi)引起新的變化電場(chǎng),并在更遠(yuǎn)的區(qū)域內(nèi)引起新的變化磁場(chǎng)，這種變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)交替產(chǎn)生，以有限的速度由近及遠(yuǎn)在空間內(nèi)傳播的過(guò)程稱為電磁波。,b,5,電磁波的特點(diǎn) 電磁波是橫波，在傳播過(guò)程中，遵循波的反射、折射、衍射、散射、干涉、吸收等傳播規(guī)律。,電磁波是橫波,在真空中以 光速傳播,b,6,電磁波滿足方程： f.=c (波動(dòng)性) E=h.f （粒子性） 具有波粒二象性,麥克斯韋（1831-1879）,普朗克（1858-19

2、47）,愛因斯坦（1879-1955）,電磁波具有波粒二象性：電磁波在傳播過(guò)程中，主要表現(xiàn)為波動(dòng)性；與物質(zhì)相互作用時(shí)，主要表現(xiàn)為粒子性。波粒二象性的程度與電磁波的波長(zhǎng)有關(guān)：波長(zhǎng)愈短，輻射的粒子性愈明顯；波長(zhǎng)愈長(zhǎng)，輻射的波動(dòng)特性愈明顯。,b,7,粒子性,把電磁波作為粒子對(duì)待時(shí)，能量:,E = hf,波長(zhǎng)越短，能量越大，粒子性越強(qiáng)，直線性越強(qiáng)。,b,8,電磁波的特點(diǎn) 電磁波是橫波，在傳播過(guò)程中，遵循波的反射、折射、衍射、散射、干涉、吸收等傳播規(guī)律。,電磁波 具有 波粒二象性,波動(dòng)性,粒子性,干涉,衍射,偏振,光子 (photon)/量子,電磁波是橫波,在真空中以 光速傳播,光的干涉和衍射 (Tho

3、mas Young, 1803),b,9,電磁波譜 為了便于比較電磁輻射的內(nèi)部差異和描述，按照它們的波長(zhǎng)（頻率）大小，依次排列畫成圖表，這個(gè)圖表就叫做電磁波譜。,b,10,b,11,倫琴射線（X射線）是一種波長(zhǎng)比紫外線更短的不可見光。0.03-3納米。有較強(qiáng)的穿透能力。比倫琴射線還短的那就是射線。,倫琴射線和射線,X射線照射下的魚,X射線照射下的手,b,12,紫外線,（2）由德國(guó)物理學(xué)家里特于1801年首先發(fā)現(xiàn)的，一切高溫物體發(fā)出的光中，都有紫外線。,（1）紫外線是一種波長(zhǎng)比紫光還短的不可見光；其波長(zhǎng)范圍約3納米-0.38m，,顯著作用：A、熒光，B、化學(xué)作用，C、殺菌消毒,b,13,觀察物體

4、，照像等等，都是可見光的應(yīng)用。,在電磁波中是一個(gè)很窄的波段，（0.38-0.76m）。,可見光,b,14,(1) 0.76-1000m,(2)顯著作用：熱作用。,(3)由英國(guó)物理學(xué)家赫謝爾于1800年首先發(fā)現(xiàn)紅外線，一切物體都在不停地輻射紅外線，物體溫度越高，輻射紅外線的本領(lǐng)越強(qiáng)。,紅外線,(4)用途:紅外攝影、紅外遙感技術(shù),b,15,微波：波長(zhǎng)為1mm到1m波段的無(wú)線電波。它具有很強(qiáng)的穿透云霧的能力，并可用于全天候遙感。,微波波段(1mm-1m, 最常用1cm-1m) 遙感常用波段符號(hào)： P：30-100cm L: 15-30cm S: 7.5-15cm C: 3.75-7.5cm X: 2

5、.4-3.75cm Ku: 1.57(1.7)-2.4cm K: 1.1-1.57(1.7)cm Ka: 0.75-1.1cm,b,16,電磁波譜不同電磁波的特點(diǎn),b,17,紫外線(UV)：0.01-0.4m，碳酸鹽巖分布、水面油污染。 可見光：0.4-0.76 m，鑒別物質(zhì)特征的主要波段；是遙感最常用的波段。 紅外線(IR) ：0.76-1000 m。近紅外0.76-3.0 m中紅外3.0-6.0 m；遠(yuǎn)紅外6.0-15.0 m；超遠(yuǎn)紅外15-1000 m。（近紅外又稱光紅外或反射紅外；中紅外和遠(yuǎn)紅外又稱熱紅外。 微波：1mm-1m。全天候遙感；有主動(dòng)與被動(dòng)之分；具有穿透能力；發(fā)展?jié)摿Υ蟆?電磁波譜遙感常用波段,b,18,補(bǔ)充：長(zhǎng)度單位換