电磁波谱-波长从长到短的顺序图解

今天和大家分享一下关于电磁波谱的序列图——波长从长到短的问题。希望对你有帮助。以下是这个问题的总结。让我们来看看。

电磁波谱

1.电磁波谱

将各种电磁波按其波长(或频率)排列成图表(图2-3)称为电磁波谱。在电磁波谱中，由于波源不同，各种电磁波的波长(或频率)也不同。比如无线电波是通过电磁振荡发射的，而微波是通过谐振腔和波导激发发射的，通过微波天线发射到空；红外辐射是由分子振动和转动能级跃迁引起的；原子和分子中外层电子的跃迁产生可见光和近紫外辐射；紫外线、伽马射线和X射线是由原子核内的电子跃迁和状态变化产生的。宇宙射线来自宇宙空。

图2-3电磁频谱及其应用

在电磁波谱中，由于波长(或频率)的不同，各类电磁波的性质差异很大(如传播方向性、穿透性、可见度、颜色等方面的差异)。比如可见光，人眼可以直接感受到，看到各种颜色的物体；红外线可以克服夜间障碍；微波能穿透云、雾、烟、雨等。但它们也有共性:①各种电磁波在真空(或空气体中传播速度相同，传播速度等于光速；②遵守反射、折射、干涉、衍射和偏振的统一规律。

在电磁波谱中，各个波段的划分是相对的，它们之间没有严格的界限。事实上，从宇宙射线到工业波，整个电磁频谱都是连续的。本书中使用的每个光谱的波长范围划分如下:

紫外线波段0.01 ~ 0.38微米

可见光波段0.38 ~ 0.76微米

紫色0.38 ~ 0.43微米

蓝光0.43 ~ 0.47微米

0.47 ~ 0.50μ m青色光

绿光0.50 ~ 0.56微米

黄光0.56 ~ 0.59微米

橙光0.59 ~ 0.62微米

红光0.62 ~ 0.76微米

红外波段0.76 ~ 1000微米

近红外波段0.76~3.0μm

中红外波段3.0~6.0μm

远红外波段6.0~15.0μm

远红外波段15.0 ~ 1000微米

微波波段1毫米~ 1米

毫米波1 ~ 10毫米

厘米波1 ~ 10厘米

分米波0.1 ~ 1m

2.遥感技术应用中的光谱分割

目前遥感技术的光谱主要是从紫外到微波，其主要特点如下。

(1)紫外线:波长范围为0.01 ~ 0.38微米...太阳辐射含有紫外线。当它穿过大气层时，波长小于0.3μm的紫外线几乎全部被吸收。只有波长为0.3 ~ 0.38微米的紫外线才能穿过大气层到达地面，能量很小，能使溴化银胶片感光。紫外波段在遥感中的应用较其他波段要晚，目前主要用于探测碳酸盐岩的分布。碳酸盐岩对短波区紫外线的反射比其他类型的岩石强。漂浮在水面上的油膜比周围水面反射的紫外线强，可以用来监测油污。而空紫外波段可探测高度大致在2000m以下，不适合高空遥感。

(2)可见光:在电磁波谱中，它只占很窄的范围，波长范围为0.38 ~ 0.76微米...由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫光组成。人眼可以直接感受到可见光，不仅对于可见光的全色光，对于不同波段的单色光也是如此。因此，可见光是识别物质特征的主要波段。在遥感技术中，经常使用光学摄影来接收和记录地物对可见光的反射特性。可见光也可以分成几个波段，同一场景可以同时拍摄，获得不同波段的照片；可见光的反射特性也可以通过扫描来接收和记录。可见光是遥感中最常用的波段。

(3)红外线:波长范围为0.76 ~ 1000微米。为方便实际应用，分为近红外(0.76 ~ 3.0微米)、中红外(3.0 ~ 6.0微米)、远红外(6.0 ~ 15.0微米)、超远红外(15.0 ~ 1000微米)。

近红外在性质上类似于可见光，所以也叫光学红外。因为它主要是在表面反射太阳的红外辐射，所以也叫反射红外。在遥感技术中，摄影和扫描用于接收和记录地面物体对太阳辐射的红外反射。目前由于感光材料的感光度限制，在摄影时只能感应到0.76 ~ 1.3微米的波长范围。近红外波段也是遥感技术中的常用波段。

中红外、远红外、超远红外是产生热感觉的原因，所以也叫热红外。自然界中任何物体在温度高于绝对温度(-273.15℃)时都能辐射出红外线。在正常温度范围内，物体发出的红外线波长大多在3.0-40.0微米之间，15.0微米以上的红外线容易被大气和水分子吸收。因此，在遥感技术中，主要使用3.0-15.0微米波段，3.0-5.0微米波段和8.0-14.0微米波段居多。中红外、热红外、远红外都能产生热感觉。红外遥感是探测地面物体的辐射(如热污染、火山、森林火灾等。).)通过热感应，不仅白天可以，晚上也可以，全天都可以遥感。

(4)微波:波长范围为1毫米至1米，微波可分为毫米波、厘米波、分米波。微波辐射和红外辐射都具有热辐射性质。由于微波的波长比可见光和红外光长，可以穿透云层而不受天气影响，因此可以用于全天候、全天时的遥感探测。微波遥感可以采用主动或被动成像。微波对某些物质有一定的穿透能力，可以直接穿透植被、冰雪、土壤等地表覆盖物。因此微波是遥感技术中极具发展潜力的一个遥感波段。

电磁波谱中各波段的名称、波长、特性和应用领域。

波长从大到小:无线电波、微波、红外线、可见光(红、橙、黄、绿、靛)、紫外线、X射线、伽马射线。

波长:

无线电波的波长通常用频率来表示:300 khz ~ 30 GHz。

微波1毫米-1米

红外线0.76-1000μ m

可见光:

红色640-780纳米

橙色640-610纳米

黄色610-530纳米

绿色505-525纳米

蓝色505-470纳米

紫色470-380纳米

紫外线0.01-0.4μ m

x射线0.01-10纳米

伽马射线短于0.02纳米。

使用:

无线电波:如收音机、无线电视、对讲机等。

微波:广泛应用于各种通信业务，包括微波复用通信、微波中继通信、移动通信和卫星通信。现代雷达多为微波雷达，还有射电辐射计、微波炉等。

红外:红外广泛应用于监控设备，一般自带近红外光源。系统设计与可见光非常相似。远红外主要用于军事。

可见光:就是我们平时能看到的各种颜色的光，应用太广泛了。

紫外线:农业上用来引诱昆虫的荧光灯、日光灯、黑光灯都是利用紫外线激发荧光物质发光。

x射线:医学上常用于透视，工业上常用于探伤。X射线能激发荧光，电离气体，使感光乳胶敏感，所以X射线可以用电离计、闪烁计数器和感光乳胶片来探测。

γ射线:γ射线穿透力强，工业上可用于探伤或流水线自动控制。伽马射线对细胞是致命的，用于治疗肿瘤。

根据电磁波产生的方式，可以分为三部分:

高频区(高能辐射区)

这些射线包括x射线、伽马射线和宇宙射线。它们是用带电粒子轰击某些物质而产生的。这些辐射的特点是量子能量高，涨落弱，与物质相互作用时粒子很强。

长波区域(低能量辐射区域)

这些包括最低频率的辐射，如长波、无线电波和微波。它们由具有电容器和电感器谐振结构的电子束管产生和接收，即能量在电容器和电感器之间振荡。它们与物质的相互作用更具波动性。

中间区(中间能量辐射区)

这些包括红外辐射、可见光和紫外辐射。这部分辐射来自原子和分子的运动，在红外区，辐射主要来自分子的转动和振动；在可见光和紫外区，辐射主要来自原子场中电子的跃迁。这部分辐射统称为光辐射，在与物质的相互作用中表现出涨落和粒子二象性。

自然界中各种辐射源的电磁频谱相当丰富和广泛。X射线、紫外线、可见光、红外线和微波的电磁波谱与光电子成像技术直接相关，它们的特征参数是波长λ、频率f和光子能量E..

它们之间的关系为f=c/λ，E=hf=hc/λ，E=1.24/λ，其中E和λ的单位分别为eV和微米，h为普朗克常数(6.6260755 x10j·s)；c为光速，其在true 空中的近似值等于3x10m/s，在工程实践中，光谱参数根据不同的需要和习惯采用不同的测量单位。

对于X射线、紫外线、可见光和红外线，常用微米和纳米来表示波长；对于无线电频谱，频率和波长分别用Hz或m表示；对于高能粒子辐射，常用eV来表示能量。