什么叫電磁波

什么是電磁波

電磁波的英文名稱：Electromagnetic

電磁波的定義

　　從科學(xué)的角度來說，電磁波是能量的一種，凡是能夠釋出能量的物體，都會(huì)釋出電磁波。 正像人們一直生活在空氣中而眼睛卻看不見空氣一樣，人們也看不見無處不在的電磁波。電磁波就是這樣一位人類素未謀面的“朋友”。

電磁波的產(chǎn)生

　　電磁波是電磁場(chǎng)的一種運(yùn)動(dòng)形態(tài)。電與磁可說是一體兩面，變動(dòng)的電會(huì)產(chǎn)生磁，變動(dòng)的磁則會(huì)產(chǎn)生電。變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)構(gòu)成了一個(gè)不可分離的統(tǒng)一的場(chǎng)，這就是電磁場(chǎng)，而變化的電磁場(chǎng)在空間的傳播形成了電磁波，電磁的變動(dòng)就如同微風(fēng)輕拂水面產(chǎn)生水波一般，因此被稱為電磁波，也常稱為電波。

電磁波的性質(zhì)

　　電磁波頻率低時(shí)，主要借由有形的導(dǎo)電體才能傳遞。原因是在低頻的電振蕩中，磁電之間的相互變化比較緩慢，其能量幾乎全部返回原電路而沒有能量輻射出去；電磁波頻率高時(shí)即可以在自由空間內(nèi)傳遞，也可以束縛在有形的導(dǎo)電體內(nèi)傳遞。在自由空間內(nèi)傳遞的原因是在高頻率的電振蕩中，磁電互變甚快，能量不可能全部返回原振蕩電路，于是電能、磁能隨著電場(chǎng)與磁場(chǎng)的周期變化以電磁波的形式向空間傳播出去，不需要介質(zhì)也能向外傳遞能量，這就是一種輻射。舉例來說，太陽與地球之間的距離非常遙遠(yuǎn)，但在戶外時(shí)，我們?nèi)匀荒芨惺艿胶挽汴柟獾墓馀c熱，這就好比是“電磁輻射借由輻射現(xiàn)象傳遞能量”的原理一樣。

　　電磁波為橫波。電磁波的磁場(chǎng)、電場(chǎng)及其行進(jìn)方向三者互相垂直。振幅沿傳播方向的垂直方向作周期性交變，其強(qiáng)度與距離的平方成反比，波本身帶動(dòng)能量，任何位置之能量功率與振幅的平方成正比。

　　其速度等于光速c（每秒3×10的8次方米）。在空間傳播的電磁波，距離最近的電場(chǎng)（磁場(chǎng)）強(qiáng)度方向相同，其量值最大兩點(diǎn)之間的距離，就是電磁波的波長(zhǎng)λ，電磁每秒鐘變動(dòng)的次數(shù)便是頻率f。三者之間的關(guān)系可通過公式c=λf。

　　通過不同介質(zhì)時(shí)，會(huì)發(fā)生折射、反射、繞射、散射及吸收等等。電磁波的傳播有沿地面?zhèn)鞑サ牡孛娌?，還有從空中傳播的空中波以及天波。波長(zhǎng)越長(zhǎng)其衰減也越少，電磁波的波長(zhǎng)越長(zhǎng)也越容易繞過障礙物繼續(xù)傳播。

電磁波的計(jì)算
c=λf
　　c：波速(這是一個(gè)常量，c約等于3*10^8m/s) 單位：m/s λ：波長(zhǎng) 單位：m f：頻率 單位：Hz

電磁波譜

按照波長(zhǎng)或頻率的順序把這些電磁波排列起來，就是電磁波譜。如果把每個(gè)波段的頻率由低至高依次排列的話，它們是工頻電磁波、無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線及γ射線。以無線電的波長(zhǎng)最長(zhǎng)，宇宙射線的波長(zhǎng)最短。
　　無線電波 3000米～0.3毫米。
　　紅外線 0.3毫米～0.75微米。
　　可見光 0.7微米～0.4微米。
　　紫外線 0.4微米～10毫微米
　　X射線 10毫微米～0.1毫微米
　　γ射線 0.1毫微米～0.001毫微米
　　高能射線 小于0.001毫微米
　　傳真（電視）用的波長(zhǎng)是3～6米；雷達(dá)用的波長(zhǎng)更短，3米到幾毫米。

電磁波的應(yīng)用

電磁波為橫波，可用于探測(cè)、定位、通信等等。
　　電磁波譜是無線電波,微波,紅外線,可見光,紫外線,倫琴射線(X射線),伽瑪射線.
　　應(yīng)用：
　　◆無線電波用于通信等
　　◆微波用于微波爐
　　◆紅外線用于遙控、熱成像儀、紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈等
　　◆可見光是所有生物用來觀察事物的基礎(chǔ)
　　◆紫外線用于醫(yī)用消毒,驗(yàn)證假鈔,測(cè)量距離,工程上的探傷等
　　◆X射線用于CT照相
　　◆伽瑪射線用于治療,使原子發(fā)生躍遷從而產(chǎn)生新的射線等.
　　◆無線電波。無線電廣播與電視都是利用電磁波來進(jìn)行的。在無線電廣播中，人們先將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，然后將這些信號(hào)由高頻振蕩的電磁波帶著向周圍空間傳播。而在另一地點(diǎn)，人們利用接收機(jī)接收到這些電磁波后，又將其中的電信號(hào)還原成聲音信號(hào)，這就是無線廣播的大致過程。而在電視中，除了要像無線廣播中那樣處理聲音信號(hào)外，還要將圖像的光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，然后也將這兩種信號(hào)一起由高頻振蕩的電磁波帶著向周圍空間傳播，而電視接收機(jī)接收到這些電磁波后又將其中的電信號(hào)還原成聲音信號(hào)和光信號(hào)，從而顯示出電視的畫面和喇叭里的聲音。
　　電磁波的電場(chǎng)(或磁場(chǎng))隨時(shí)間變化，具有周期性。在一個(gè)振蕩周期中傳播的距離叫波長(zhǎng)。振蕩周期的倒數(shù)，即每秒鐘振動(dòng)(變化)的次數(shù)稱頻率。
　　很顯然，波長(zhǎng)與頻率的乘積就是每秒鐘傳播的距離，即波速。令波長(zhǎng)為λ，頻率為f，速度為V，得： λ=V/f波長(zhǎng)入的單位是米(m)，速度的單位是米/秒(m/sec)，頻率的單位為赫茲(Hertz，Hz)。 整個(gè)電磁頻譜，包含從電波到宇宙射線的各種波、光、和射線的集合。不同頻率段落分別命名為無線電波(3KHz—3000GHz)、紅外線、可見光、紫外線、X射線、丫射線和宇宙射線。 在19世紀(jì)末，意大利人馬可尼和俄國人波波夫同在1895年進(jìn)行了無線電通信試驗(yàn)。在此后的100年間，從3KHz直到3000GHz頻譜被認(rèn)識(shí)、開發(fā)和 逐步利用。根據(jù)不同的持播特性，不同的使用業(yè)務(wù)，對(duì)整個(gè)無線電頻譜進(jìn)行劃分，共分9段：甚低頻(VLF）、低頻(LF)、中頻(MF)，高頻(HF)、甚 高頻(VHF)\特高頻(uHF)\超高頻(sHF)\極高頻(EHF)和至高頻，對(duì)應(yīng)的波段從甚(超)長(zhǎng)波、長(zhǎng)波、中波、短波、米波、分米波、厘米波、 毫米波和絲米波(后4種統(tǒng)稱為微波)。見下表。無線電頻譜和波段劃分
　　段號(hào) 頻段名稱 頻段范圍（含上限不含下限） 波段名稱 波長(zhǎng)范圍（含上限不含下限）
　　1 甚低頻（VLF） 3～30千赫（KHz） 甚長(zhǎng)波 100～10km
　　2 低頻（LF） 30～300千赫（KHz） 長(zhǎng)波 10～1km
　　3 中頻（MF） 300～3000千赫（KHz） 中波 1000～100m
　　4 高頻（HF） 3～30兆赫（MHz） 短波 100～10m
　　5 甚高頻（VHF） 30～300兆赫（MHz） 米波 10～1m
　　6 特高頻（UHF） 300～3000兆赫（MHz） 分米波 微波 100～10cm
　　7 超高頻（SHF） 3～30吉赫（GHz） 厘米波 10～1cm
　　8 極高頻（EHF） 30～300吉赫（GHz） 毫米波 10～1mm
　　9 至高頻 300～3000吉赫（GHz） 絲米波 1～0.1mm