电磁波及电磁波谱.ppt

电磁波及电磁波谱 主讲教师 刘丹丹 1 电磁波 2 电磁波的特点 3 电磁波谱 电磁波 根据麦克斯韦电磁场理论 变化的电场能够在它的周围引起变化的磁场 这个变化的磁场又在较远的区域内引起新的变化电场 并在更远的区域内引起新的变化磁场 这种变化的电场和磁场交替产生 以有限的速度由近及远在空间内传播的过程称为电磁波 电磁波的特点电磁波是横波 在传播过程中 遵循波的反射 折射 衍射 散射 干涉 吸收等传播规律 电磁波是横波 在真空中以光速传播 电磁波满足方程 f c 波动性 E h f 粒子性 具有波粒二象性 麦克斯韦 1831 1879 普朗克 1858 1947 爱因斯坦 1879 1955 电磁波具有波粒二象性 电磁波在传播过程中 主要表现为波动性 与物质相互作用时 主要表现为粒子性 波粒二象性的程度与电磁波的波长有关 波长愈短 辐射的粒子性愈明显 波长愈长 辐射的波动特性愈明显 粒子性 把电磁波作为粒子对待时 能量 E hf 波长越短 能量越大 粒子性越强 直线性越强 电磁波的特点电磁波是横波 在传播过程中 遵循波的反射 折射 衍射 散射 干涉 吸收等传播规律 电磁波具有波粒二象性 波动性 粒子性 干涉 衍射 偏振 光子 photon 量子 电磁波是横波 在真空中以光速传播 光的干涉和衍射 ThomasYoung 1803 电磁波谱为了便于比较电磁辐射的内部差异和描述 按照它们的波长 频率 大小 依次排列画成图表 这个图表就叫做电磁波谱 伦琴射线 X射线 是一种波长比紫外线更短的不可见光 0 03 3纳米 有较强的穿透能力 比伦琴射线还短的那就是 射线 伦琴射线和 射线 X射线照射下的鱼 X射线照射下的手 紫外线 2 由德国物理学家里特于1801年首先发现的 一切高温物体发出的光中 都有紫外线 1 紫外线是一种波长比紫光还短的不可见光 其波长范围约3纳米 0 38 m 显著作用 A 荧光 B 化学作用 C 杀菌消毒 观察物体 照像等等 都是可见光的应用 在电磁波中是一个很窄的波段 0 38 0 76 m 可见光 1 0 76 1000 m 2 显著作用 热作用 3 由英国物理学家赫谢尔于1800年首先发现红外线 一切物体都在不停地辐射红外线 物体温度越高 辐射红外线的本领越强 红外线 4 用途 红外摄影 红外遥感技术 微波 波长为1mm到1m波段的无线电波 它具有很强的穿透云雾的能力 并可用于全天候遥感 微波波段 1mm 1m 最常用1cm 1m 遥感常用波段符号 P 30 100cmL 15 30cmS 7 5 15cmC 3 75 7 5cmX 2 4 3 75cmKu 1 57 1 7 2 4cmK 1 1 1 57 1 7 cmKa 0 75 1 1cm 电磁波谱 不同电磁波的特点 17 紫外线 UV 0 01 0 4 m 碳酸盐岩分布 水面油污染 可见光 0 4 0 76 m 鉴别物质特征的主要波段 是遥感最常用的波段 红外线 IR 0 76 1000 m 近红外0 76 3 0 m 中红外3 0 6 0 m 远红外6 0 15 0 m 超远红外15 1000 m 近红外又称光红外或反射红外 中红外和远红外又称热红外 微波 1mm 1m 全天候遥感 有主动与被动之分 具有穿透能力 发展潜力大 电磁波谱 遥感常用波段 补充 长度单位换算1nm 10 3 m 10 7cm 10 9m1