电磁波及电磁波谱

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,电磁波及电磁波谱,主讲教师:刘丹丹,内容,主要,1,电磁波,2,电磁波的特点,3,电磁波谱,电磁波,1,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。,电场,Electric Field,磁场,Magnetic Field,波长,Wavelength,传播方向,Propagation Direction,X,Z,偏振面,Plane of Polarization,振幅,Amplitude,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,2,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,(Thomas Young, 1803),2,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。,3,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,-0.38m,，,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，（,0.38-0.76m,）。,可见光,(1) 0.76-1000m,(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,：,30-100cm,L: 15-30cm,S: 7.5-15cm,Ku: 1.57(1.7)-2.4cm,K: 1.1-1.57(1.7)cm,电磁波谱,不同电磁波的特点,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,17,补充：长度单位换算,1 nm = 10,-3,m = 10,-7,cm = 10,-9,m,1 m = 10,-3,mm = 10,-4,cm = 10,-6,m,1 = 1 10,-10,m,