文档介绍：电磁波及其的应用
什么是电磁波?电磁波又称电磁辐射,是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动,其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面,有效的传递能量和动量。从科学的角度来说,电磁波是能量的一种,凡是高于绝对零度的物体,都会释出电磁波。先来看看什么是电磁波谱,按照波长或频率的顺序把不同的电磁波排列起来,就是电磁波谱。如果把每个波段的频率由低至高依次排列的话,它们是工频电磁波、无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线及γ射线。以无线电的波长最长,宇宙射线的波长最短。电磁波正像人们一直生活在空气中而眼睛却看不见空气一样,人眼可接收到的电磁辐射,波长大约在380nm至780nm之间,即,可见光除可见光之外,人们也看不见无处不在的电磁波。
另外,关于电磁波的产生,电磁波是电磁场的一种运动形态,电与磁可说是一体两面,变化的电场会产生磁场,同样变化的磁场也会产生电场,变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场,这就是电磁场,而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波,电磁的变动就如同微风轻拂水面产生水波一般,因此被称为电磁波。
电磁波是横波,与声波和水波相似,电磁波具有波的性质,可以发生折射等现象。当电磁波频率低时,主要借由有形的导电体才能传递;电磁波频率高时即可以在自由空间内传递,也可以束缚在有形的导电体内传递。在空间传播的电磁波,距离最近的电场(磁场)强度方向相同,其量值最大两点之间的距离,就是电磁波的波长λ,电磁每秒钟变动的次数便是频率f。三者之间的关系可通过公式c=λf。另外,
电磁波与机械波不同,它的传播不需要介质,同频率的电磁波,在不同介质中的速度不同。不同频率的电磁波,在同一种介质中传播时,频率越大折射率越大,速度越小。且电磁波只有在同种均匀介质中才能沿直线传播,若同一种介质是不均匀的,电磁波在其中的折射率是不一样的,在这样的介质中是沿曲线传播的。通过不同介质时,会发生折射、反射、绕射、散射及吸收等等。电磁波的传播有沿地面传播的地面波,还有从空中传播的空中波以及天波。波长越长其衰减也越少,电磁波的波长越长也越容易绕过障碍物继续传播。机械波与电磁波都能发生折射、反射、衍射、干涉,、反射属于粒子性; 衍射、干涉为波动性。
由以上性质,电磁波有许多方面的应用,按照波长或频率的不同有着不同方面的应用,无线电波用于通信,微波用于微波炉、卫星通信,红外线用于遥控、热成像仪、红外制导导弹,可见光是所有生物用来观察事物的基础,紫外线用于医用消毒、验证假钞、测量距离、工程上的探伤,X射线用于CT照相,伽玛射线用于治疗,使原子发生跃迁从而产生新的射线等。
对于无线电波,无线电广播与电视都是利用电磁波来进行的。在无线电广播中,人们先将声音信号转变为电信号,然后将这些信号由高频振荡的电磁波带着向周围空间传播。而在另一地点,人们利用接收机接收到这些电磁波后,又将其中的电信号还原成声音信号,这就是无线广播的大致过程。而在电视中,除了要像无线广播中那样处理声音信号外,还要将图像的光信号转变为电信号,然后也将这两种信号一起由高频振荡的电磁波带着向周围空间传播,而电视接收机接收到这些电磁波后又将其中的电信号还原成声音信号和光信号,从而显示出电视的画面和喇叭里的声音。
电磁波除了在通信方面的应用,