电磁波及电磁辐射特性资料
什么是电磁辐射电磁辐射的特性有哪些
什么是电磁辐射电磁辐射的特性有哪些什么是电磁辐射？电磁辐射是指电磁波在空间中传播时产生的能量传输过程。
电磁波是由电场和磁场相互耦合形成的波动现象。
它们以高速传播，且无需介质进行传递，因此可以在空气、真空等不同介质中传播。
电磁辐射广泛存在于我们的生活中，例如广播电视、手机通信、微波炉等设备都会产生电磁辐射。
电磁辐射的特性主要包括以下几个方面：1. 频率和波长：电磁辐射的频率和波长是描述其特性的重要参数。
频率和波长之间存在反比关系，频率越高，波长越短。
电磁辐射的频率范围非常广泛，从极低频的长波到高频的X射线和γ射线都包含在内。
2. 能量：电磁辐射具有能量传递的特性。
不同频率的电磁波具有不同的能量，例如γ射线能量较高，可以穿透物质。
而可见光的能量相对较低，只能被物质表面吸收和反射。
3. 传播速度：电磁辐射以光速传播，即约为300,000 km/s。
无论是无线电信号还是光线，都能在瞬间传递到接收器或观察者那里。
这种快速传播的特性使得电磁波成为了远距离通信的重要手段。
4. 电磁谱：电磁辐射的频率范围很广，可以通过电磁谱进行分类和描述。
电磁谱包括从极低频的无线电波、中波、短波、超短波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等全部频段。
5. 相互作用：电磁辐射与物质之间发生相互作用。
不同频率的电磁波与物质的相互作用方式不同。
例如可见光与物体表面发生反射、折射现象，微波能量能被某些物质吸收产生热效应。
6. 辐射源和辐射剂量：电磁辐射的源头包括天然源和人造源，例如太阳辐射、电视信号、手机信号等。
不同的辐射源辐射强度和频率也不尽相同。
人类与电磁辐射的接触往往需要考虑剂量问题，过量的辐射可能对健康产生负面影响。
总之，电磁辐射是由电磁波传播形成的能量传输过程。
它具有频率范围广、能量传递、快速传播等特点。
了解电磁辐射的特性有助于我们更好地认识和利用电磁波的力量，同时也需要注意适度减少暴露在过量辐射中的风险。
电磁波和电磁辐射
电磁波和电磁辐射电磁波和电磁辐射是物理学中的重要概念，它们在日常生活中起着关键作用。
本文将介绍电磁波和电磁辐射的定义、性质、应用以及相关的安全问题。
一、电磁波的定义和性质电磁波是一种由电场和磁场相互作用而产生的波动现象。
电磁波的传播速度是光速，即30万公里每秒，这使得电磁波能够在真空和各种介质中传播。
根据波长的不同，电磁波可分为不同的频段，包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等。
这些波段的区分主要基于其波长和频率，而波长和频率之间有确定的关系，即速度等于波长乘以频率。
电磁波具有波粒二象性，既可以表现为波动，也可以表现为粒子状的光子。
这使得电磁波在量子力学和经典物理学中都有广泛的应用。
二、电磁辐射的定义和种类电磁辐射是电磁波传播过程中的能量传递现象。
它包括无线电辐射、天线辐射、微波辐射、红外线辐射、可见光辐射、紫外线辐射、X射线辐射和γ射线辐射等不同形式。
正常情况下，电磁辐射是无害的，例如可见光和广播电波。
然而，高能辐射，如紫外线、X射线和γ射线，具有很强的穿透力和能量，对人体和环境可能带来危害。
三、电磁波和电磁辐射的应用1. 通讯应用：电磁波是无线通讯的基础，无线电波、微波和红外线被广泛用于无线通讯、卫星通信、移动通信等领域。
2. 医疗应用：X射线是医学影像学中常用的诊断工具，而γ射线则被用于肿瘤治疗。
3. 电磁感应：电磁波的变化可以引发电磁感应现象，这是电力工业和电子工业中常用的原理。
4. 能源应用：太阳辐射是太阳能利用的基础，利用光电效应将太阳能转化为电能。
四、电磁波和电磁辐射的安全问题尽管正常的电磁波和电磁辐射对人体的影响很小，但高能辐射的长期暴露可能对人体健康产生负面影响。
因此，对于高能辐射，如紫外线、X射线和γ射线，应采取适当的防护措施。
在应用电磁波和电磁辐射的场所，例如医院的X射线检查室，应该建立辐射防护措施，包括铅板、铅玻璃等材料的使用，以减少对人员的辐射危害。
电磁辐射的基本原理与特性
电磁辐射的基本原理与特性电磁辐射是我们日常生活中与之密切相关却又鲜为人知的一个领域。
它既涉及到我们使用的电子设备，又牵扯到我们周围的电磁波。
本文将从基本原理和特性两个方面探讨电磁辐射。
首先，我们来了解一下电磁辐射的基本原理。
电磁辐射是一种以电磁波形式传播的能量。
所谓电磁波，简单地说就是能够在真空中传播的电磁场。
这种电磁场由电场和磁场相互耦合产生，形成了一种交替变化的波动。
电磁辐射的基本特性在于它具有频谱宽度和波长，这两个参数决定了电磁波的性质。
频谱宽度越大，波长就越短，传播的能量就越强。
而波长越长，电磁波的能量就越弱。
常见的电磁波有无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等。
其次，电磁辐射具有多种特性，其中包括传播速度、穿透力和吸收能力等。
电磁波在真空中的传播速度是恒定的，约为30万千米每秒。
这一特性使得电磁辐射能够迅速传递信息，例如电视信号和无线通信。
此外，电磁辐射的穿透力和吸收能力也是其特性之一。
不同频率的电磁波在物质中的穿透能力和吸收能力差异较大。
例如，可见光能够穿过透明的物体，而被不透明的物体吸收。
红外线则具有较强的穿透力，可以透过一些可见光无法通过的物体。
而紫外线、X射线和γ射线等较高频率的电磁波则具有更强的吸收能力，对人体有一定的风险。
电磁辐射的特性还影响到了我们日常使用的电子设备。
各种电子设备都会产生一定的电磁辐射。
例如，手机、电视、电脑等电子产品都会发射出无线电波，这些电磁波可以传输信息，也会对人体产生一定的影响。
长时间大量接触这些电子设备可能对人体健康产生一定的风险。
此外，电磁辐射还与电力线、微波炉等设备的运行相关。
电力线会产生电磁场，而微波炉则会产生微波辐射。
正确使用这些设备，避免长时间暴露在它们的辐射下对我们的健康将起到积极的作用。
总结来说，电磁辐射作为一种能量传播形式，贯穿了我们的日常生活。
它有着复杂的基本原理和多样的特性。
了解这些特性可以帮助我们更好地理解电磁辐射对我们的影响，从而采取相应的防护措施。
电磁辐射特性
电磁辐射特性
电磁辐射特性是电磁波传播过程中的一些基本性质和行为。
主要包括以下几个方面：
1. 频率：电磁辐射的频率是指电磁波单位时间内的周期数或波峰数。
不同频率的电磁波有不同的特性和应用，例如无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等。
2. 波长：电磁波的波长是指电磁波的一个完整波动的长度。
波长和频率之间有一个简单的关系：波长 = 光速 / 频率。
波长决
定了电磁波的能量和穿透力，电磁波的频率越高，波长越短，能量越大，穿透力越强。
3. 速度：电磁波在真空中的传播速度是恒定的，即光速，约为每秒300,000公里。
不同介质对电磁波的传播速度有一定的影响，例如在介质中的传播速度会比空气或真空中的传播速度慢。
4. 强度：电磁辐射的强度是指单位面积上承受的电磁能量。
电磁辐射的强度随着距离的增加而减弱，符合反比关系。
5. 方向性：不同电磁波的辐射性质有所不同，有的电磁波是定向辐射的，例如激光；有的电磁波是非定向辐射的，例如无线电波。
6. 穿透性：不同频率的电磁波能够穿透不同的物质。
例如，无线电波、微波和较低频率的红外线可以穿透许多非金属物质，而紫外线、X射线和γ射线则能够穿透更多物质，具有较强的
穿透能力。
7. 相互作用：电磁辐射能够与物质相互作用，例如被物体吸收、反射、折射、散射等。
这些相互作用会导致能量转换和传递，也是利用电磁辐射进行通信、遥感、成像等应用的基础。
什么是电磁辐射和电磁波
什么是电磁辐射和电磁波？电磁辐射是指电磁波在空间中传播的过程，它是由电磁场的振荡产生的能量传播。
电磁辐射包括了广泛的频率范围，从无线电波到可见光、紫外线、X射线和γ射线等。
下面我将详细介绍电磁辐射和电磁波的概念、特性和应用。
1. 电磁波：电磁波是电磁辐射的一种形式，它是由电场和磁场的振荡相互耦合而形成的波动现象。
电磁波具有特定的频率和波长，可根据频率的不同分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等。
电磁波的频率和波长之间有着确定的关系，即c = λν，其中c是光速，λ是波长，ν是频率。
根据这个关系，电磁波可以在不同介质中传播，其速度取决于介质的折射率。
2. 电磁辐射的特性：电磁辐射具有以下几个重要特性：-电磁波的波长和频率：不同频率的电磁波具有不同的波长，其范围从数十千米的无线电波到皮秒量级的γ射线。
-光谱范围：电磁辐射的频率范围被称为电磁谱。
从低频到高频分别是无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线。
-传播特性：电磁辐射在真空中传播的速度是恒定的，即光速。
在介质中，电磁波的传播速度会受到介质折射率的影响。
-直线传播：电磁辐射以直线传播的方式传播，除非它们遇到障碍物或被物体散射。
-电磁波的干涉和衍射：电磁波在遇到障碍物或通过孔隙时会发生干涉和衍射现象，这些现象是波动性的体现。
3. 应用：电磁辐射和电磁波在许多领域都有广泛的应用，包括通信、医学、能源、遥感、材料科学和天文学等。
-通信：电磁波的可见光部分被用于光纤通信，无线电波用于无线通信和卫星通信。
-医学：电磁波在医学影像学中被广泛应用，如X射线、CT扫描、MRI和放射治疗等。
-能源：太阳能是利用太阳辐射中的可见光能量转化为电能的一种方式。
-遥感：通过接收和分析地球表面反射或辐射的电磁波，可以获取地球表面的信息，如卫星遥感和激光雷达遥感等。
-材料科学：电磁辐射的相互作用可用于表征材料的光学、电学和热学特性，例如透射电子显微镜和红外光谱。
遥感导论 电磁波及电磁辐射特性.
1.电磁波及其特性 2.电磁波谱 3.电磁波的传播特性 4.物质的电磁辐射特性 5.电磁辐射的物理和化学效应 6.电磁辐射度量 7. 光度的基本物理量 8. 辐射交换过程中的物理量 9. 辐射度与光度中的基本定律 10. 基尔霍夫定律的导出 11. 物体的温度
《遥感技术与应用》武汉大学资源与环境学院
实验室条件下的光谱测试分析技术与遥感电磁辐 射探测分析技术的异同： ¾ 基本物理原理相同。
但遥感是远距离探测，而且是对野外实地目标的探测， 因此二者在对目标物光谱探测的精细程度上有很大的 差别。此外，远距离探测还存在尺度效应(探测单元的 尺度不同引起的辐射特性的变化)、大气效应(大气层对 辐射传输的影响)等现象，由此带来电磁辐射的某些物 理规律、定理的适应性的变化，需要研究一些新的理 论和分析方法以适应这种变化。
《遥感技术与应用》武汉大学资源与环境学院
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介质吸收
散射效应 在不均匀介质中(存在微粒质点、分子涨落等)， 电磁波偏离原来传播方向而向各个方向散开的 现象称为散射。
在遥感中电磁辐射要通过厚厚的大气层，产生严重的散 射。因此散射是遥感的一个非常重要的概念。 散射的成因与介质的不均匀性 有关。介质的不均匀性可以是 由胶体(如大气中的气溶胶)、 烟、雾、灰尘等悬浮质点导 致，也可以是由分子热运动造 成的密度局部涨落产生。后者 引起的散射称为分子散射。
《遥感技术与应用》武汉大学资源与环境学院
干涉：两列或两列以上(离散)的波，因波的迭加 而引起传播的交迭区域内振动强度重新分布 (加强或削弱)的现象称为波的干涉。
相干条件：两列波的频率相同、存在相互平行的振动矢 量以及相位差稳定。稳定的相位差这一条只对微观客 体发射的电磁波是必要的。微波遥感中的SAR和InSAR (干涉雷达)都用到干涉。
电磁波光的波动性与电磁辐射
电磁波光的波动性与电磁辐射电磁波是指由电场和磁场相互作用形成的波动现象，具有波动性和电磁辐射特性。
电磁波光不仅在我们生活中无处不在，而且在科学研究和工业生产等领域也起着重要的作用。
本文将详细讨论电磁波光的波动性和电磁辐射，希望能为读者对此有更深入的了解。
一、电磁波光的波动性电磁波光的波动性是指电场和磁场的周期性变化所表现出的波动特性。
根据电磁波的频率和波长不同，可以分为不同的电磁波光，如射频电磁波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等。
其中，可见光是人眼可见的一种电磁波，波长范围约为380纳米至780纳米之间。
电磁波的传播速度是一个常数，也就是光速，它在真空中的数值约为3×10^8米/秒。
根据麦克斯韦方程组理论，电磁波的传播是以垂直于电场和磁场方向的平面波形式进行的，这与光的传播方式相吻合。
电磁波光的波动性具有以下几个特点：1. 波长和频率：不同频率的电磁波有不同的波长。
波长与频率之间存在反比关系，即波长越短，频率越高。
2. 幅度和能量：电磁波的幅度代表了波的振幅大小，而能量与幅度的平方成正比。
3. 反射和折射：电磁波在遇到界面时会发生反射和折射现象。
反射是指电磁波在遇到界面时发生方向改变并返回原来介质中的现象，而折射则是指电磁波从一种介质传播到另一种介质时改变方向的现象。
4. 干涉和衍射：电磁波的波动性还表现为干涉和衍射现象。
干涉是指两束或多束电磁波相遇时发生相互叠加的现象，产生干涉条纹；衍射是指电磁波通过一个孔或者绕过一个障碍物时发生弯曲的现象，使电磁波呈现出特殊的分布形态。
二、电磁辐射电磁辐射是指电磁波在空间中传播所产生的辐射现象。
电磁辐射可以分为两种类型：离散辐射和连续辐射。
离散辐射是指电磁波以一定的频率从一点或几个点源中辐射出来，如射频信号的传播就属于这种类型。
离散辐射一般具有较高的功率和较低的频率，适用于远距离通信和广播等应用。
连续辐射是指电磁波以连续频谱的形式从各个空间点辐射出来，如可见光、红外线等。
电磁辐射电磁波的分类和特性
电磁辐射电磁波的分类和特性电磁辐射是指电磁波在空间中传播的过程，它由电磁场的振荡产生。
在自然界和人类活动中，我们常常会接触到各种类型的电磁辐射。
本文将对电磁波的分类和特性进行介绍。
一、电磁波的分类电磁波按频率从低到高可分为以下几类：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线。
1. 无线电波：无线电波是由具有很低频率和很长波长的电磁波组成的。
它们主要用于无线通信、广播和雷达等领域。
2. 微波：微波具有相对较高的频率和波长，它们在频谱上位于无线电波和红外线之间。
微波广泛应用于通信、雷达、医学和食品加热等领域。
3. 红外线：红外线的频率较高，波长较短。
红外线主要用于红外夜视、红外加热、红外通信等方面。
4. 可见光：可见光是人眼可以看到的电磁波，频率和波长介于红外线和紫外线之间。
可见光的颜色由波长决定，包括红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色。
5. 紫外线：紫外线的频率高于可见光，波长短于可见光。
紫外线对生物具有一定的杀菌作用，被广泛应用于消毒和杀菌领域。
6. X射线：X射线具有较高的能量和穿透能力，主要用于医学成像、材料检测和科学研究等领域。
7. γ射线：γ射线是电磁辐射中能量最高的一种，具有很强的穿透能力。
γ射线广泛应用于癌症治疗、材料辐照和核能研究等方面。
二、电磁波的特性电磁波具有许多共同的特性，包括波长、频率、速度、传播特性和与物质的相互作用等。
1. 波长和频率：波长是波的长度，即两个相邻波峰或波谷之间的距离；频率是指单位时间内波的震荡次数。
波长和频率之间的关系由光速为常数决定，即波长乘以频率等于光速。
2. 速度：电磁波在真空中传播的速度为光速，约为30万公里/秒。
不同介质中的电磁波传播速度略有不同。
3. 传播特性：电磁波可以通过空气、水、玻璃等媒介传播，也可以在真空中传播。
不同频率电磁波的传播性质有所不同，例如可见光可以直线传播，而无线电波可以绕射和反射。
4. 与物质的相互作用：不同类型的电磁波与物质的相互作用不同。
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电磁波及其特性 电磁波是在空间交互激化传播的电场和磁场。其 载体是具有波动性和粒子性的电磁场。
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电磁波的传播符合一般波动方程，其解为：
E E0 cos(t k r ) H H 0 cos(t k r )
第二章 电磁辐射及其度量
2.1 电磁波与电磁辐射 2.2 物质的电磁辐射特性 2.3 电磁辐射的传播特性 2.4 电磁辐射的物理和化学效应 2.5 电磁辐射的度量 2.6 遥感有关的辐射基本定律 2.7 物体的温度与热惯量
2.1电磁波与电磁辐射
《 遥 感 原 理 技 术 应 用 》 武 汉 大 学 资 源 与 环 境 学 院
振动与波 波是振动在介质或真空中的传播。振动是质点在 某一中心位置附近的周期性运动。振动和波分 别由振动方程和波动方程描述。 简谐振动的振动方程：
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y A cos (t + )
一维简谐波的运动方程为：
x y A cos (t - ) + V
2.1电磁波与电磁辐射
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电磁辐射波谱的4种表示方法： 频率()：单位Hz，1Hz=1s-1； 波长()：单位见下表； 波数()：单位cm-1； 角频率()：单位rad/s，或s-1； 相互关系： =/2=c/=c 电磁波谱中各波段使用的波长单位：
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用电场E和磁场H描述电磁波是等价的。但电磁 波与物质的相互作用主要是电场起作用，因此 约定俗成地一般都以电场E来描述电磁波。 电磁波具有量子性和波动性，可以用频率、振幅、 方向、偏振状态、相位几个参数来描述。
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电磁波的能量 电磁波具有能量，称为辐射能。平面电磁波的能 量密度(单位体积内波的能量)为：
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关于短波红外、中波红外和长波红外 短波红外(SWIR)：以反射为主。1～3m 中波红外(MWIR)：兼有反射和发射。 3～8m 长波红外(LWIR)：以发射为主。8～15m ERDAS文件中的SWIR包括NIR、 SWIR和MWIR
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w
1
E 22 H Nhomakorabea2
单个光子(photon)的能量：
Q h h
c
Q 是每个光子的能量(焦耳) h 是普朗克常数 h= 6.3 10-34 J s 与 Q 成反比关系
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电磁辐射与电磁波谱 由电磁振源产生的电磁波脱离波源而传播，这个 过程或现象称为电磁波的辐射，简称电磁辐射。 射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、 无线电波、低频电波等都是电磁波 电磁辐射的微观机理是一切带电粒子的加速运动。 按照真空中的波长或频率的顺序，把各种电磁波 排列起来，构成了电磁波的谱序列－电磁波谱。 由于各频段电磁波的产生方法和探测手段颇为 不同，特征和应用又有明显差异，故分频段命 名，以示区别。
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各波段 区间的 特征和 应用有 所不同
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2.2物质的电磁辐射特性
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物质与电磁辐射的内在联系是涉及遥感原理的物 理基础问题。物质中的分子、原子、电子处于 不断的运动中，其运动状态和能量状态与其结 构和其他多种因素有关，从而物体的电磁辐射 特性就与物质的性质和其他因素有关。因此， 电磁辐射是传递物质的多种信息的重要载体。 物质的电磁辐射的微观机理和影响因素是十分 复杂的。下面我们就物质结构与物质电磁辐射 的微观机理和影响物质电磁辐射的其他因素做 一简要分析。 辐射的频率与能量变化的关系—波尔频率关系： h E1 E2
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平面电磁波的传播速度 与介质的介电性质和磁导 性质有关。在真空中，电磁波的频率与波长 的乘积恒等于光速c，即 c 在介质中有： v c / n
电磁波在不同介质中的频率不变(非线性晶体可以产生高 次谐波频率)。不同频率的电磁波在同一介质中和相同 频率电磁波在不同介质中的速度和波长是变化的。
对地遥感应用 的主要波段是 紫外线、 可见光、 红外线、 微波。 星际空间遥感 (观测宇宙学)还 用到射线和X射 线等。
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关于电磁波谱各区间的划分规定 没有很严格的统一规定。一般地（真空中） 紫外线：0.1～0.38m(上端变化：0.30～0.40m) 可见光：0.38～0.76m(上端变化：0.7～0.78m) 红外线：0.76～1000m(上端变化：100～1000m) 国际照明协会对红外的划分： 近红外： 0.76～1.4m；中红外：1.4 ～3m；远 红外： 3～1000m. 另一种划分： 近红外： 0.76～3m；中红外：3 ～6m；远红 外： 6～15m；极远红外：15 ～1000m.
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平面电磁波示意图，E,H,k成右手螺旋关系
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r= 1) 波随空间的变化(曲线被“凝固”在给定瞬间t) 2) 波随时间的变化(给定位置r，即凝视某个位置如r=) 3) 时间与位置的关系(给定振幅y，如P点)