电磁波及电磁波谱

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ElectricField磁场MagneticField波长Wavelength传播方向PropagationDirectionEHXZ偏振面PlaneofPolarization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kxtAsin电磁波满足方程：f.λ=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(ThomasYoung,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γ射线。伦琴射线和γ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-0.38μm，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，（0.38-0.76μm）。可见光(1)0.76-1000μm(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：30-100cmL:15-30cmS:7.5-15cmC:3.75-7.5cmX:2.4-3.75cmKu:1.57(1.7)-2.4cmK:1.1-1.57(1.7)cmKa:0.75-1.1cm电磁波谱—不同电磁波的特点17紫外线(UV)：0.01-0.4μm，碳酸盐岩分布、水面油污染。可见光：0.4-0.76μm，鉴别物质特征的主要波段；是遥感最常用的波段。红外线(IR)：0.76-1000μm。近红外0.76-3.0μm’中红外3.0-6.0μm；远红外6.0-15.0μm；超远红外15-1000μm。（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—遥感常用波段补充：长度单位换算1nm=10-3μm=10-7cm=10-9m1μm=10-3mm=10-4cm=10-6m1Å=1×10-10m