电磁波与电磁波普

1、电磁波与电磁波普第1页，共21页，2022年，5月20日，6点55分，星期五遥感原理烟台师范学院地理与资源管理学院一、电磁波及其特性波的概念：波是振动在空间的传播。机械波：声波、水波和地震波电磁波（ElectroMagnetic Spectrum ) 由振源发出的电磁振荡在空气中传播。演示第2页，共21页，2022年，5月20日，6点55分，星期五遥感原理烟台师范学院地理与资源管理学院电磁波是通过电场和磁场之间相互联系传播的：原理电磁辐射:这种电磁能量的传递过程（包括辐射、吸收、反射和透射）称为电磁辐射。第3页，共21页，2022年，5月20日，6点55分，星期五遥感原理烟台师范学院地理与资源

2、管理学院电磁波的特性电磁波是横波在真空中以光速传播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；在与物质相互作用时，主要表现为粒子性，这就是电磁波的波粒二象性。波动性：电磁波是以波动的形式在空间传播的，因此具有波动性粒子性：它是由密集的光子微粒组成的，电磁辐射的实质是光子微粒的有规律的运动。电磁波的粒子性，使得电磁辐射的能量具有统计性第4页，共21页，2022年，5月20日，6点55分，星期五遥感原理烟台师范学院地理与资源管理学院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。第5页，共21页，2022年，5月20日，6点55分，

3、星期五遥感原理烟台师范学院地理与资源管理学院二、电磁波谱电磁波谱：将各种电磁波在真空中的波长按其长短，依次排列制成的图表。 在电磁波谱中，波长最长的是无线电波，其按波长可分为长波、中波、短波和微波。波长最短的是射线 电磁波的波长不同，是因为产生它的波源不同。2、遥感常用的电磁波波段的特性第6页，共21页，2022年，5月20日，6点55分，星期五The Electromagnetic SpectrumMore than meets the eye!第7页，共21页，2022年，5月20日，6点55分，星期五Examples from Space!第8页，共21页，2022年，5月20日，6点5

4、5分，星期五WavelengthThe distance from one wave crest to the nextRadio waves have longest wavelength and Gamma rays have shortest!第9页，共21页，2022年，5月20日，6点55分，星期五Wavelength UnitsMeters (like on last slide and in book, p. 613)More commonly in nanometers (1 nm = 10-9 meters)Angstroms still usedNamed for Swed

5、ish Astronomer who first named these wavelengths1 nanometer = 10 Ao第10页，共21页，2022年，5月20日，6点55分，星期五Speed of light = wavelength (l) x frequency = 3 x 108 m/s in vacuumWavenumber = 1/ wavelength ( cm-1)Frequency in GHz (1 Hz = sec 1) Language of the Energy Cycle:The Electromagnetic SpectrumEnergyWavele

6、ngth l第11页，共21页，2022年，5月20日，6点55分，星期五Solar Spectrum = Shortwave spectrum=visible spectrum: Sun at 6000K; peak emission at 0.5 mm第12页，共21页，2022年，5月20日，6点55分，星期五CO2H2OO3Terrestrial Spectrum = Longwave Spectrum = Infrared Spectrum = Thermal Spectrum: Sahara Desert on Nimbus 4 SatelliteTheoretical Planc

7、k curves:Earth 300K, peak emission 15 mm第13页，共21页，2022年，5月20日，6点55分，星期五Earth SpectrumIncoming from Sun:High energy, short wavelengthOutgoing from EarthLow energyLong wavelength0.5 mm10 mm20 mm第14页，共21页，2022年，5月20日，6点55分，星期五Electromagnetic SpectrumHigh energyShort wavelength / high frequencyEmitted a

8、t high TSunEarth第15页，共21页，2022年，5月20日，6点55分，星期五遥感原理烟台师范学院地理与资源管理学院第16页，共21页，2022年，5月20日，6点55分，星期五遥感原理烟台师范学院地理与资源管理学院紫外线(UV)：0.01-0.4m，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

9、遥感；有主动与被动之分；具有穿透能力；发展潜力大。2、遥感常用的电磁波波段的特性第17页，共21页，2022年，5月20日，6点55分，星期五遥感原理烟台师范学院地理与资源管理学院三、电磁辐射源自然辐射源太阳辐射：是可见光和近红外的主要辐射源；常用5900的黑体辐射来模拟；其辐射波长范围极大；辐射能量集中-短波辐射。大气层对太阳辐射的吸收、反射和散射。地球的电磁辐射：小于3 m的波长主要是太阳辐射的能量；大于6 m的波长，主要是地物本身的热辐射；3-6 m之间，太阳和地球的热辐射都要考虑。第18页，共21页，2022年，5月20日，6点55分，星期五遥感原理烟台师范学院地理与资源管理学院太阳辐射照度分布曲线第19页，共21页，2022年，5月20日，6点55分，星期五遥感原理烟台师范学院地理与资源管理学院太阳与地球辐射的电磁波谱第20页，共21页，20