(貴陽專版)秋九年級物理全冊第19章走進信息時代第2節(jié)讓信息飛起來電磁波基本知識

電磁波的基本知識自1888年赫茲用實考證了然電磁波的存在，迄今，人們已經(jīng)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)，不單光波是電磁波，還有紅外線、紫外線、X射線、射線等也都是電磁波，科學研究證明電磁波是一個大家族。全部這些電磁波僅在波長（或頻次）上有所差異，而在實質(zhì)上完整相同，且波長不一樣的電磁波在真空中的流傳速度都是。因為波的頻次和波長知足關(guān)系式，因此頻次不一樣的電磁波在真空中擁有不一樣的波長。自從電磁波發(fā)現(xiàn)以來，電磁波的應(yīng)用獲得了飛快的發(fā)展。1895年俄國科學家波波夫發(fā)明了第一個無線電報系統(tǒng)。1914年語音通信成為可能。1920年商業(yè)無線電廣播開始使用，20世紀30年月發(fā)了然雷達，40年月雷達和通信獲得飛快發(fā)展，自50年月第一顆人造衛(wèi)星上天，衛(wèi)星通信事業(yè)獲得迅猛發(fā)展。現(xiàn)在電磁波已在通信、遙感、空間控測、軍事應(yīng)用、科學研究等諸多方面獲得寬泛的應(yīng)用。電磁波的頻次愈高，相應(yīng)的波長就越短。無線電波的波長最長（頻次最低），而射線的波長最短（頻次最高）。目古人類經(jīng)過各樣方式已產(chǎn)生或觀察到的電磁波的最低頻次為，其波長為地球半徑的倍，而電磁波的最高頻次為，它來自于宇宙的射線。將電磁波按頻次或波長的次序擺列起來就組成電磁波譜，不一樣頻率的電磁波段有不一樣的用途。下邊指出了各樣波長范圍(波段)的電磁波名稱。在電磁波譜中，波長最長的是無線電波。一般將頻次低于的電磁波統(tǒng)稱為無線電波。無線電波往常是由電磁振蕩電路經(jīng)過天線發(fā)射出去的。無線電波按波長的不一樣又被分為長波、中波、短波、超短波、微波等波段。此中，長波的波長在3km以上，微波的波長小到0.1mm。不一樣波長（頻次）的電磁波有不一樣的用途。廣播電臺使用的頻次在中波波段；電視臺使用的頻次在超短波段；用來測定物體地點的雷達、無線電導航等使用的頻次在微波段。就其流傳特征而言，長波、中波因為波長很長，衍射現(xiàn)象明顯，因此從電臺發(fā)射出去的電磁波能夠繞過高峰、房子而流傳到千家萬戶；短波的波長較短，衍射現(xiàn)象減弱，主要靠地球外的電離層與地面間的反射，故能傳得很遠。超短波、微波因為波長小而幾乎只能按直線在空間流傳，但因地球表面是球形的，故需設(shè)中繼站，以改變其流傳方向，使之戰(zhàn)勝地球形狀將電信號傳到遠處。電視，遠距離通信、雷達都采納微波。目前，多用同步通信衛(wèi)星作為微波中繼站。一般只要有三顆同步通信衛(wèi)星，便可將無線電信號傳遞到地球上大多數(shù)地域。γ射線是一種比X射線波長更短的電磁波，它的波長在0.3nm以下，頻次在以上，。它來自宇宙射線或是由某些放射性元素在衰變過程中放射出來的。γ射線的能量極高，穿透能力比X射線更強，也可用于金屬探傷等。經(jīng)過對γ射線的研究，還可幫助認識原子核的構(gòu)造。別的，原子武器爆炸時，有大批γ射線放出，它是原子武器主要殺傷要素之一。γ射線也是人類研究天體，認識宇宙的強有力的武器。X射線又稱倫琴射線（俗稱X光），是波長比紫外線更短的電磁波，其波長范圍在之間。它一般是由倫琴射線管產(chǎn)生的，也可由高速電子流轟擊金屬靶產(chǎn)生，它是由原子中的內(nèi)層電子發(fā)射的。X射線擁有很強的穿透能力，能使照相底片感光、使熒光屏發(fā)光。這類性質(zhì)，在醫(yī)療上寬泛用于透視和病理檢查；工業(yè)上是工業(yè)探傷等無損檢測的必需手段。因為X射線的波長與晶體中原子間距的線度相當，也常被用來剖析晶體構(gòu)造。波長范圍在40nm～400nm的電磁波，叫做紫外線。它是比可見光中的紫光波長更短的一種射線，人眼也看不見?；馃嵛矬w的溫度很高(比如太陽)時，就會輻射紫外線。紫外線有明顯的生理作用，殺菌能力較強。在醫(yī)療上有其應(yīng)用；很多昆蟲對紫外線特別敏感，可用紫外燈來誘捕害蟲；紫外線還會惹起激烈的化學作用，使照相底片感光。另一方面，波長為290～320nm的紫外線，對生命有害。臭氧對太陽輻射中的上述紫外線的汲取能力極強，有95%以上可被它汲取。臭氧層在地球上方10～50km之間，它是地球生物的保護傘。在電磁波譜中，可見光只占很小的一部分波段，即波長范圍在400～760nm之間，這些電磁波能令人眼產(chǎn)生光的感覺，因此叫做光波。人眼所看見的不一樣顏色的光，其實是不一樣波長的電磁波，白光則是各樣顏色(紅、橙、黃、綠、青、藍、紫)的可見光的混淆。波長最長的可見光是紅光(=630～760nm)，波長最短的光是紫光(=400～430nm)。因為，光波的波長比無線電波更短，它在流傳時的直線性、反射和折射性質(zhì)就比超短波、微波更加明顯；僅當光經(jīng)過小孔、狹縫等時，才顯然地顯示出衍射現(xiàn)象(參閱第五編"光學")。在微波和可見光之間的一個廣闊波段范圍(波長在600微米--0.76微米之間)的電磁波，叫做紅外線。它在電磁波譜中位于可見光的紅光部分以外，人眼看不見，波長比紅光更長。紅外線是由火熱物體輻射出來的，人體就是一個紅外線源。紅外線的明顯特征是熱效應(yīng)大，能透過濃霧或較厚大氣層而不易被汲取。所謂熱輻射，主要就是指紅外線輻射。紅外線在生產(chǎn)和軍事上有側(cè)重要應(yīng)用。比如用紅外線烘干油漆，干得快、質(zhì)量好；因為坦克、艦艇、人體等全部物體都在不斷地發(fā)射紅外線，而且不一樣的物體所輻射的紅外線，其波長和強度不一樣，故在夜間或濃霧天氣可經(jīng)過紅外線探測器來接收信號，并用電子儀器對接收到的信號進行辦理，或用對紅外線敏感的照相底片進行遠距離拍照和高空拍照，便可察知物體的形狀和特點。這類技術(shù)稱為紅外線遙感。利用遙感技術(shù)可在飛機或衛(wèi)星上勘察地形、地貌，監(jiān)測叢林火情和環(huán)境污染，預告臺風、寒潮，找尋水源或地熱等。別的，依據(jù)物質(zhì)對紅外線的汲取狀