电磁波谱电磁波的应用.ppt

电 磁 波 机 械 波研 究 对 象 电 磁 现 象 力 学 现 象周 期 性 电 场 强 度 E和 磁 感 应 强 度 B随 时 间 和 空 间 做 周 期 性 变 化 位 移 随 时 间 和 空间 做 周 期 性 变 化传 播 情 况 传 播 无 需 介 质 ， 在 真 空 中 波速 总 等 于 光 速 c， 在 介 质 中传 播 时 ， 波 速 与 介 质 及 频 率都 有 关 传 播 需 要 介 质 ，波 速 与 介 质 有 关 ，与 频 率 无 关 电 磁 波 机 械 波产 生 机 理 周 期 性 变 化 的 电 磁 场由 近 及 远 的 传 播 由 (波 源 )质 点 的 振动 在 介 质 中 传 播是 否 横 波 是 可 以 是是 否 纵 波 否 可 以 是相 同 点 发 射 、 折 射 、 衍 射 、 干 涉/v f T 3.3 电 磁 波 谱 电 磁 波 的应 用 电 磁 波 谱按 照 波 长 （ 频 率 ） 的 顺 序 把 所 有 的 电 磁 波 排列 起 来 ， 称 为 电 磁 波 谱 。无 线 电 波 红 外 线 可 见 光 紫 外 线 X射 线 射 线400700nm波 长 在 减 小 频 率 在 增 大 通 常 使 用 的 无 线 电 波 的 波 长 范 围 从 几 毫 米 到 几 千 米 ，根 据 波 长 或 频 率 把 无 线 电 波 分 成 几 个 波 段 ， 如 下 表所 示 ：无 线 电 波 红 外 线 、 可 见 光 、 紫 外 线 1、 红 外 线 可 见 光 引 起 视 觉？ ？760400nm红 760nm 紫 400nm红 外 线 的 波 长 为 760nm 10 6nm， 不 能 引 起 视 觉 任何 物 体 都 在 辐 射 红 外 线 ， 温 度 越 高 ， 辐 射 的 红 外 线越 强 ， 波 长 越 短赫 歇 尔 ， 1800年 ， 利 用 温 度 计 在 日 光 光 谱 红 端以 外 观 察 到 增 温 现 象 。 红外线主要作用是热作用红 外 线 的 波 长 较 长 ， 容 易衍 射 ， 容 易 穿 过 云 层 加 热 烘 烤 理 疗 遥 感 遥 控 遥 测 制 导红 外 摄 影 热 成 像 红 外 线 加 热 ，这 种 加 热 方式 优 点 是 能使 物 体 内 部发 热 ， 加 热效 率 高 ， 效果 好 。 非 接 触 红 外 测 温 仪 利 用 红 外线 检 测 人体 的 健 康状 态 ， 本图 片 是 人体 的 背 部热 图 ， 透过 图 片 可以 根 据 不同 颜 色 判断 病 变 区域 红 外 线 检 视 器 是 利 用 红 外 线 能 穿 透 颜 料 的 特 性 ，揭 示 顏 料 层 下 隐 藏 的 资 料 利 用 红 外 线 发 射 器 、接 收 器 及 屏 幕 显 示 器 ， 油 画 上 炭 笔 初 稿 及 已 往曾 经 进 行 过 的 修 复 工 作 都 能 一 一 呈 现 于 眼 前 红 外 线 卫 星 云 图显 示 一 九 九 九 年九 月 十 六 日 台 风约 克 于 清 晨 靠 近香 港 时 ,中 心 的 风眼 清 晰 可 见 红 外 遥 感 ， 可 以 在 飞机 或 卫 星 上 勘 测 地 热 ，寻 找 水 源 、 监 测 森 林火 情 ， 估 计 农 作 物 的长 势 和 收 成 ， 预 报 台风 、 寒 潮 。 行 星 状 星 云 NGC 7027的 红 外 线 照 片 红 外 摄 影 ，（ 远 距 离 摄 影 、高 空 摄 影 、 卫星 地 面 摄 影 ）这 种 摄 影 不 受白 天 黑 夜 的 限制 。 里 特 ， 1801年 ， 发 现 紫 光 以 外 仍 能 使 胶 片 感 光 ， 即有 另 一 种 不 可 见 光 ， 称 为 紫 外 线紫 外 线 的 波 长 为 60nm 400nm， 不 能 引 起 视 觉紫 外 线 的 主 要 作 用 是 荧 光 作用 和 化 学 作 用 日 光 灯 杀 菌 消 毒 医 疗防 伪 标 志紫 外 线 有 助 人 体 合 成 维 生 素 D 利 用 紫 外线 的 荧 光作 用 检 验人 民 币 的真 伪 紫 外 线 杀 菌 灯 250nm-260m波 长 能 起 到很 好 的 杀 菌 作 用 ， 此 波 长区 间 能 破 坏 其 染 色 体 ， 起到 光 化 作 用 。 由 于 紫 外 线 能 够 穿 透 细 胞使 其 死 亡 ， 因 此 用 紫 外 线 消毒 时 要 注 意 不 能 直 接 照 射 到人 的 皮 肤 ， 尤 其 是 人 的 眼 睛 ，紫 外 线 杀 菌 灯 点 亮 时 不 要 直视 灯 管 。 伦 琴 (德 国 物 理 学 家 )在 研 究 阴 极 射 线 时 ， 让 一 束 电子 流 通 过 一 个 用 纸 板 包 裹 起 来 的 玻 璃 管 每 次 电 子 流通 过 时 都 会 使 一 片 偶 然 放 在 旁 边 的 胶 片 感 光 伦 琴 经试 验 证 实 这 不 是 阴 极 射 线 引 起 的 ， 说 明 试 验 中 肯 定 存在 着 某 种 穿 透 物 质 能 力 更 强 的 不 可 见 射 线 伦 琴 把 这种 未 知 的 射 线 称 为 “ X射 线 ” 故 又 称 伦 琴 射 线 X射 线 管 (阳 极 )高 速 电 子 打 在对 阴 极 ， 表 面原 子 的 内 层 电子 受 激 发 发 出x射 线 X射 线 （ 伦 琴 射 线 ） 伦 琴 射 线 的 波 长 数 量 级 为 10110 3nm， 有 强 的 穿 透 性 ， 射 线穿 透 的 物 质 的 厚 度 跟 物 质 密 度有 关 不 能 穿 过 铅 板 医 学 透 视 检 查 治 疗工 业 透 视 探 测 胸 透 全 称 荧 光 透 视 ， 为 常 用 X线 检 查 方 法 。 它 是 利 用 X线 具 有穿 透 性 、 荧 光 性 和 摄 影 效 应 的 特 性 ， 使 人 体 在 荧 屏 上 形 成 影 像 ，由 于 人 体 组 织 有 密 度 和 厚 度 的 差 别 ， 当 X线 穿 透 人 体 不 同 组 织时 ， X线 被 吸 收 的 程 度 不 同 ， 所 以 到 达 荧 屏 上 的 X线 量 就 有 差异 ， 形 成 黑 白 对 比 不 同 的 影 像 ， 为 医 生 的 诊 断 提 供 依 据 。 X射 线 照 射 下 的 鱼 X射线照射下的手 此 外 还 有 比 伦 琴 射 线 波 长 更 短 的 电 磁 波 (10-2nm)，那 就 是 射 线 宇 宙 射 线 放 射 性 元 素 衰 变穿 透 力 极 强 工 业 探 伤 伽 马 刀 杀 死 病 态 细 胞对 正 常 细 胞 极 强 的 破 坏 作 用伽 玛 射 线 () 利 用 伽 马 射 线 的 强 穿 透 性 、 准 确 定 位 性 和 对 细 胞 的 强破 坏 性 ， 伽 玛 刀 主 要 用 于 治 疗 颅 脑 肿 瘤 3.4 无 线 电 波 的 发 射 、 传 播和 接 收 一 、 无 线 电 波 的 发 射怎 样 才 能 有 效 的 将 电 磁 波 发 射 出 去 ？l1、 振 荡 电 路 产 生 的 电 场 、 磁 场 必 须 分 布 到 广大 开 放 空 间 。 “ 开 放 电 路 ”l2、 要 有 足 够 高 的 振 荡 频 率 。 问 题 ： 我 们 要 传 递 的 讯 号 不 是 等 幅 高 频 振 荡电 流 ， 而 是 一 些 低 频 讯 号 （ 如 ： 声 音 讯 号 频率 只 有 几 百 至 几 千 赫 兹 ， 图 象 讯 号 频 率 也 不过 上 万 赫 兹 ） 能 否 把 它 们 直 接 发 送 出 去 ？类 比 ： (电 磁 波 发 射 汽 车 运 货 )“ 货 物 ” 要 传 送 的 声 音 、 图 象 等 讯 号“ 装 上 货 物 ” 的 过 程 调 制 信 号 过 程一 、 无 线 电 波 的 发 射 调 制方 法 一 ： 调 幅 AM调 制方 法 二 ： 调 频 FM 无 线 电 波 的 波 段 分 布 （ 根 据 ： 波 长 /频 率 ） 阅 读 教 材 讨 论 交 流 :无 线 电 波 有 几 种 主 要 传 播 方 式 ？ 为什 么 不 同 波 段 的 无 线 电 电 波 采 用 不同 的 传 播 方 式 ? 长 波 、 中 波 、 中 短 波 短 波微 波 微 波二 、 无 线 电 波 的 传 播 方 式 ： 长 波 （ 中 波 、 中 短 波 ） :波 长 较 长 ， 容 易 产 生 衍 射 现 象 。长 波 在 地 面 传 播 时 能 绕 过 障 碍 物（ 大 山 、 高 大 建 筑 物 ）长 波 长 波 容 易 被 电 离 层 吸 收 ；短 波 容 易 被 电 离 层 反 射 ；微 波 容 易 穿 过 电 离 层 。短 波 微 波 : 频 率 很 高 ； 直 线 传 播 。微 波 微 波 电 磁 波 遇 到 障 碍 物要 发 生 反 射 ， 波 长越 短 ， 传 播 的 直 线性 越 好 ， 反 射 性 越强 ， 因 此 雷 达 用 的是 微 波 波 段 的 无 线电 波 。 雷 达 是 利 用 无 线电 波 来 测 定 物 体位 置 的 无 线 电 设备 。 三 、 无 线 电 波 的 接 收 ： 接 收 电 路 在 无 线 电 技 术 中 ， 用 天 线 和 地 线 组 成 的 接 收电 路 来 接 收 电 磁 波 选 台 （ 电 谐 振 ）调 谐 调 谐 利 用 “ 电 谐 振 ” 现 象检 波 （ 解 调 ）接 收