电磁波谱-电磁波的应用教学

1、电磁波电磁波机械波机械波研究对象研究对象电磁现象电磁现象力学现象力学现象周期性周期性电场强度电场强度E和磁感应强度和磁感应强度B随时间和空间做周期性变化随时间和空间做周期性变化位移随时间和空位移随时间和空间做周期性变化间做周期性变化传播情况传播情况传播无需介质，在真空中波传播无需介质，在真空中波速总等于光速速总等于光速c，在介质中，在介质中传播时，波速与介质及频率传播时，波速与介质及频率都有关都有关传播需要介质，传播需要介质，波速与介质有关，波速与介质有关，与频率无关与频率无关电磁波电磁波机械波机械波产生机理产生机理周期性变化的电磁场周期性变化的电磁场由近及远的传播由近及远的传播由由(波源波源

2、)质点的振质点的振动在介质中传播动在介质中传播是否横波是否横波是是可以是可以是是否纵波是否纵波否否可以是可以是相同点相同点发射、折射、衍射、干涉发射、折射、衍射、干涉/vfT3.3 电磁波谱 电磁波的应用 电磁波谱电磁波谱fv=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。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。无线电波无线电波红外线红外线可见光可见光紫外线紫外线X射线射线射线射线400700nm波长在减小波长在减小频率在增大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

3、波分成几个波段，如下率把无线电波分成几个波段，如下表所表所示：示：无线电波红外线、可见光、紫外线1、红外线可见光可见光 引起视觉引起视觉？760400nm红红760nm紫紫400nm红外线的波长为红外线的波长为760nm106nm，不能引起视觉任何物体都在辐射，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，波长越短红外线，温度越高，辐射的红外线越强，波长越短赫歇尔，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。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，容易红外线的波长较长，容易衍射，容易穿过云层衍射，容易穿过云层

4、加热加热 烘烤烘烤 理疗理疗 遥感遥感 遥控遥控 遥测遥测 制导制导红外摄影红外摄影 热成像热成像红外线加热，红外线加热，这种加热方式这种加热方式优点是能使物优点是能使物体内部发热，体内部发热，加热效率高，加热效率高，效果好。效果好。 非接触红外测温仪 利用红外线检利用红外线检测人体的健康测人体的健康状态，本图片状态，本图片是人体的背部是人体的背部热图，透过图热图，透过图片可以根据不片可以根据不同颜色判断病同颜色判断病变区域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、接收器及顏料层下隐藏的资料利用红外线发

5、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复工作都能一一呈现于眼前红外线卫星云图红外线卫星云图显示一九九九年显示一九九九年九月十六日台风九月十六日台风约克于清晨靠近约克于清晨靠近香港时香港时, ,中心的风中心的风眼清晰可见眼清晰可见红外遥感，可以在飞红外遥感，可以在飞机或卫星上勘测地热，机或卫星上勘测地热，寻找水源、监测森林寻找水源、监测森林火情，估计农作物的火情，估计农作物的长势和收成，预报台长势和收成，预报台风、寒潮。风、寒潮。 行星状星云行星状星云NGC 7027NGC 7027的红外线照片的红外线照

6、片红外摄影，（远距红外摄影，（远距离摄影、高空摄影、离摄影、高空摄影、卫星地面摄影）这卫星地面摄影）这种摄影不受白天黑种摄影不受白天黑夜的限制。夜的限制。里特，里特，1801年，年，发现紫光以外仍能使胶片感光，即有另一种发现紫光以外仍能使胶片感光，即有另一种不可见光，称为紫外线不可见光，称为紫外线紫外线的波长为紫外线的波长为60nm400nm，不能引起视觉，不能引起视觉紫外线的主要作用是荧光紫外线的主要作用是荧光作用和化学作用作用和化学作用日光灯日光灯 杀菌杀菌 消毒消毒 医疗医疗防伪标志防伪标志紫外线有助人体合成维生素有助人体合成维生素D利用紫外线利用紫外线的荧光作用的荧光作用检验人民币检验

7、人民币的真伪的真伪紫外线杀菌灯紫外线杀菌灯250nm-260m波长能起到很好波长能起到很好的杀菌作用，此波长区间能破的杀菌作用，此波长区间能破坏其染色体，起到光化作用。坏其染色体，起到光化作用。 由于紫外线能够穿透细胞使其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，注意不能直接照射到人的皮肤，尤其是人的眼睛，紫外线杀菌尤其是人的眼睛，紫外线杀菌灯点亮时不要直视灯管。灯点亮时不要直视灯管。 伦琴伦琴( (德国德国 物理学家物理学家) )在研究阴极射线时，让一束电子流通过一个用在研究阴极射线时，让一束电子流通过一个用纸板包裹起来的玻璃管

8、每次电子流通过时都会使一片偶然放在旁边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线称为“X X射线射线” 故又称伦琴射线故又称伦琴射线X射线管射线管(阳极)高速电子打在高速电子打在对阴极，表面对阴极，表面原子的原子的内层电内层电子受激发子受激发发出发出x射线射线X射线（伦琴射线）伦琴射线的波长数量级为伦琴射线的波长数量级为101103nm，有强

9、的穿透性，射线，有强的穿透性，射线穿透的物质的厚度跟物质密度穿透的物质的厚度跟物质密度有关不能穿过铅板有关不能穿过铅板医学透视检查医学透视检查 治疗治疗工业透视探测工业透视探测胸透全称荧光透视，为常用胸透全称荧光透视，为常用X线检查方法。它是利用线检查方法。它是利用X线具线具有穿透性、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线穿透人体不同线穿透人体不同组织时，组织时，X线被吸收的程度不同，所以到达荧屏上的线被吸收的程度不同，所以到达荧屏上的X线量就线量就有差异，形成黑白对比不同的影像，为医生的诊断提供依据。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射线照射下的鱼射线照射下的鱼X射射线线照照射射下下的的手手此外还有比伦琴射线波长更短的电磁波此外还有比伦琴射线波长更短的电磁波(10-2nm)，那就是，那就是射线射线宇宙射线宇宙射线放射性元素衰变放射性元素衰变穿透力极强