电磁波频谱 和 波段划分以及名称由来
电磁波的波段
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电磁波在频率和波长上有着不同的分类，可以分为射线波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线七种波段。
射线波是频率最低、波长最长的电磁波，具有较强的穿透性，用于医学放射诊断和治疗。
微波波段的电磁波频率稍高于射线波，被广泛应用于通信、雷达和微波炉等领域。
认识电磁波谱
认识电磁波谱电磁波按照波长（频率）标度，可以分为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线。
不同波长的电磁波产生的机理不同，具有不同的物理效应，在军事中有着各具特色的应用。
无线电波是由人工控制的振荡偶极子产生的。
由于电磁波的辐射强度随频率的减少而急剧下降，因此波长为几百千米的无线电波没有实际利用的价值，实际用的无线电波的范围是几十千米到0.1毫米。
无线电波波谱一般按波长来划分，习惯上，可以分为极长波、超长波、长波、中波、短波超短波、微波、毫米波和亚毫米波。
被用于海岸电台对潜艇和远洋水面舰艇的通信和导航。
中波和短波主要用于无线电广播和通信，在心理战和远距离通信方面应用比较广泛。
超短波和微波波段是业务种类最多、使用最频繁的波段、对抗最激烈的波段，主要用于军事通信、军用雷达和航空导航。
超短波和微波波段在军事通信方面主要应用有卫星通信、地面微波中继通信、散射通信和电视广播等。
在雷达方面，波长较长的波段探测距离远而测量精度和分辨率较差，适用于远程监视雷达；波长较短的波段测控距离不远而测量精度较高，适用于各种火控雷达；波长折中的波段，性能也是折中的，适用于中程监视雷达和较远的火控雷达。
亚毫米波的技术发展很快，在军事侦查与监视、雷达、军事通信等方面有良好的应用前景，只是技术和器件不是很成熟，还没有得到广泛的应用。
红外线、可见光和紫外线都是由原子或分子振荡激发的。
红外线的波长范围是十分之几毫米到760nm，它的热效应特别显著，并且在室温，物体辐射的电磁波能量集中分布在红外区域。
工作在红外波段的红外热像仪和红外探测仪在导弹预警、夜间侦查、成像、搜索、跟踪、观瞄和制导等诸多方面有着广泛的应用。
它们具有被动方式工作的特点，抗干扰能力强，作用距离远，可在全黑的夜间工作，能透过烟尘、雾、霾发现目标以及识别伪装，因而受到各国军队的高度重视。
可见光的波长范围是400nm到760nm，是人的视觉唯一能够感受的波段。
它主要应用于观察和照相，产品有普通望远镜、星光望远镜和航天（航空）照相机等，其中低地轨道侦查卫星装配的可见光照相机的分辨率已经达到一米以内。
物理学中的电磁波的电磁波谱
物理学中的电磁波的电磁波谱电磁波是物理学中一个重要的概念，它在自然界和科学应用中都起着关键的作用。
本文将深入探讨电磁波的电磁波谱，详细介绍各个波段的特点和应用。
一、电磁波的基本概念和性质电磁波是由电场和磁场相互耦合形成的一种波动现象，它在真空中传播速度为光速。
电磁波的传播遵循麦克斯韦方程组，包括麦克斯韦方程的四个基本方程，即电场和磁场的高斯定律、法拉第电磁感应定律和安培环路定律。
电磁波具有振幅、波长、频率和速度等基本特性。
二、电磁波谱的概念和分类电磁波谱是根据不同波长或频率将电磁波分为不同区域的分类系统，包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等各个波段。
每个波段的电磁波具有不同的特性和应用。
1. 无线电波无线电波是电磁波谱中波长最长、频率最低的波段，波长范围从几千米到几十厘米不等。
无线电波具有穿透能力较强，广泛用于广播、通信、雷达和卫星通信等领域。
2. 微波微波是电磁波谱中波长介于无线电波和红外线之间的波段，波长范围从毫米到米级。
微波具有较高频率和能量，被广泛应用于雷达、无线通信、微波炉和天文观测等领域。
3. 红外线红外线是电磁波谱中波长介于可见光和微波之间的波段，波长范围从几百纳米到几十微米。
红外线具有热辐射特性，被广泛应用于红外热像仪、遥感、红外线测温和红外线通信等领域。
4. 可见光可见光是电磁波谱中波长范围在400-700纳米之间的波段，包括红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色。
可见光是人类肉眼可见的波段，具有重要的生物和物理效应，广泛应用于照明、成像、激光技术等方面。
5. 紫外线紫外线是电磁波谱中波长介于可见光和X射线之间的波段，波长范围从几百纳米到几十纳米。
紫外线具有较强的杀菌和消毒能力，被广泛应用于紫外线灯、紫外线测量、紫外线成像和医疗治疗等领域。
6. X射线X射线是电磁波谱中波长介于紫外线和γ射线之间的波段，波长范围从几十纳米到几皮米。
X射线具有高能量和强穿透力，被广泛应用于医学影像学、材料检测、岩矿勘探和科学研究等领域。
《电磁波谱》 讲义
《电磁波谱》讲义一、什么是电磁波谱在我们生活的这个世界中，电磁波无处不在。
从我们日常使用的手机、电视，到太阳发出的光，甚至是医院里的 X 光机，都涉及到电磁波。
而电磁波谱，就是对各种不同类型电磁波按照频率或波长的大小进行的排列。
电磁波谱涵盖了从极低频的无线电波，到高频的伽马射线的广泛范围。
不同频段的电磁波具有不同的特性和应用。
二、电磁波谱的分类及特点1、无线电波无线电波是电磁波谱中频率最低、波长最长的部分。
它的频率范围通常从几千赫兹到几百吉赫兹。
无线电波可以绕过障碍物进行传播，这使得它在通信领域得到了广泛应用，比如广播、电视、移动通信等。
2、微波微波的频率比无线电波高一些，波长则相应较短。
它在通信、雷达以及微波炉等设备中发挥着重要作用。
微波炉就是利用微波能使食物中的水分子快速振动，从而产生热量来加热食物。
3、红外线红外线的波长比可见光长，频率比微波低。
我们人体自身也会发射红外线，这就是一些红外热成像设备能够探测到人体的原理。
此外，红外线在遥控器、夜视仪等方面也有应用。
4、可见光可见光就是我们日常能够看到的光，包括红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等颜色。
可见光的波长在几百纳米左右，频率在几百太赫兹。
5、紫外线紫外线的频率比可见光高，波长更短。
适量的紫外线有助于人体合成维生素 D，但过量的紫外线会对皮肤和眼睛造成伤害，比如晒伤和白内障。
紫外线还在杀菌消毒、荧光检测等方面有应用。
6、 X 射线X 射线具有很强的穿透能力，在医学上常用于透视和拍片，帮助医生诊断疾病。
在工业上，也可以用于检测材料内部的缺陷。
7、伽马射线伽马射线是电磁波谱中频率最高、波长最短的部分，具有极高的能量。
它在医疗、工业探伤以及天文学等领域都有重要的应用，但同时对生物体的危害也极大。
三、电磁波的产生不同类型的电磁波产生的方式也各不相同。
无线电波通常由电子在电路中来回振荡产生。
例如，广播电台的发射天线中的电子在高频电流的作用下快速振动，从而向周围空间发射无线电波。
电磁波的频谱各频段的频率分配下面将按波段划分来讨论各
电磁波的频谱（二）——各频段的频率分配下面将按波段划分来讨论各波段的特点及其频率分配。
一、10～200千赫频段该频段属于甚长波和长波的波段，因其传播特性相近，故并在一起讨论。
该波段可以用天波和地波传播，而主要以地波传播方式为主。
因地波传播频率愈高，大地的吸收愈大，故在无线电的早期是向低频率的方向发展。
天波是靠电磁波在地面和电离层之间来回反射而传播的。
该波段的特点是：（1）传播距离长，在海水上应用数千瓦的功率可以实现3000公里的通信。
所以目前还有很多海岸电台使用长波通信（30～200千赫）。
用10～30千赫可以实现特远距离的通信。
（2）电离层扰动的影响小。
长波传播稳定，基本没有衰落现象。
（3）波长愈长，大地或海水的吸收愈小，因此适宜于水下和地下通信。
但是它的缺点也是明显的：（1）容量小。
长波整个频带宽度只有200千赫，因此容量有限，不能容纳多个电台在同一地区工作。
（2）大气噪声干扰大。
因为频率愈低大气噪声干扰愈大（大气干扰也和地理位置有关，愈近赤道、干扰愈大）。
（3）需要大的天线。
该波段频率的分配情况。
根据国际规定，10～200千赫主要用于无线电导航（航空和航海）、定点通信、海上移动通信和广播。
被指定的导航用频率为10～14千赫以及70～130千赫。
这是作为远距离导航用的，主要是因为长波传播远，且无盲区。
在导航系统中，盲区是不允许的。
在70～130千赫工作的有劳兰—C系统和台卡(Decca)系统。
海上移动通信主要用于岸-船通信。
由于长波的可靠性高，因此，当容量不是主要的，而要求高可靠性的远距离通信时，就要用这个频段，并且特别适宜在极区的岸-船通信。
船- 岸通信通常不用此频段，因船上位置有限，不能得到高的天线效率。
几乎整个波段部分都分配作定点通信用，这在目前是作为短波通信的备份使用的，以便在电离层受到干扰时使用。
目前看来这种需要性已逐渐减小，除了少数地区外，大多数地区已不用，最后这种用途将被放弃。
电磁波的频谱范围如何划分？
电磁波的频谱范围如何划分？电磁波，这个看似神秘却又无处不在的存在，充斥在我们生活的每一个角落。
从日常使用的手机通信，到广播电视信号的传输，再到医疗领域的 X 射线和紫外线治疗，电磁波都发挥着至关重要的作用。
那么，电磁波的频谱范围究竟是如何划分的呢？要理解电磁波频谱范围的划分，首先得明白电磁波是什么。
简单来说，电磁波是由同相且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的振荡粒子波，是以波动的形式传播的电磁场。
电磁波的频率和波长是其两个重要的特性，而频谱范围的划分正是基于这两个特性来进行的。
电磁波的频谱范围极其广泛，通常被划分为多个不同的频段。
从低频到高频，依次包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线。
无线电波是频谱中频率较低的部分，其波长较长，通常用于广播、电视、移动通信和导航等领域。
根据频率的不同，无线电波又可以进一步细分为长波、中波、短波和超短波等。
长波的频率在 300kHz 以下，波长可达数千米，常用于远距离的导航和通信；中波的频率在 300kHz至 3MHz 之间，主要用于广播；短波的频率在 3MHz 至 30MHz 之间，能够实现远距离的国际通信；超短波的频率在 30MHz 至 300MHz 之间，常用于调频广播和移动通信。
微波的频率在 300MHz 至 300GHz 之间，具有较高的定向性和穿透性。
在通信领域，微波常用于卫星通信和雷达系统；在日常生活中，微波炉就是利用微波来加热食物的。
红外线的频率比微波略高，波长在 760nm 至 1mm 之间。
红外线具有热效应，被广泛应用于红外遥感、红外加热和红外夜视等方面。
比如，在一些遥控器中，就是通过发射红外线来控制电器的开关和操作。
可见光则是我们能够用肉眼直接看到的电磁波部分，其波长范围大约在 380nm 至 760nm 之间。
不同波长的可见光呈现出不同的颜色，从波长较长的红色到波长较短的紫色依次排列。
紫外线的波长比可见光短，在 10nm 至 380nm 之间。
3.4电磁波谱(电磁波家族)
一切高温物体发的光中都含有紫外线。A错
紫外线主要应用:①杀菌②促进钙的吸收③ 防伪（例：验钞机）。C正确
无线电波应用于无线电技术，B错。
紫外线有荧光作用，荧光物质受紫外线照 射时能发出可见光。D错。
3. 在电磁波谱中，红外线、可见光和伦琴 射线（射线）三个波段的频率大小关系是
(D )
A.红外线的频率最大，可见光的频率最
难点
电磁波的波长和频率范围
内容讲解
定义：
按波长或频率大小的顺序把电磁波 排列成连续的电磁波谱。
无线电波、红外线、可见光、紫外 线、X射线、γ射线都是电磁波。
从左向右频率逐渐增大，波长逐渐减小
2．电磁波普分析：
无线电波
波长大于1mm 传播过程中波动性明显 无线电技术
广播、电视、天体物理研究，微波 炉中的微波也是无线电波。
2.频率(波长)不同的电磁波表现出作 用不同．
红外线主要作用是热作用，可以利用 红外线来加热物体和进行红外线遥感；
紫外线主要作用是化学作用，可用 来杀菌和消毒；
伦琴射线有较强的穿透本领，利用其穿 透本领与物质的密度有关，进行对人体的透 视和检查部件的缺陷；
γ射线的穿透本领更大，在工业和医学 等领域有广泛的应用，如探伤，测厚或用γ 刀进行手术．
课后习题答案
1.收音机或电视，烤箱或电炉，日关灯 或验钞机, X透视或CT，放疗设备 2."远红外"烤箱的红外线波长为
14m ~ mm,远表示比普通红外线
更短，频率比普通红外线更低
作业： P73 节后习题 1. 2
从一杯热茶中拿出的一个茶袋。 颜色显示的是温度的变化。
红外线遥感地图
可见光
400nm-700nm 红、橙、黄、绿、蓝、聢、紫
电磁波谱和频率
电磁波谱和频率电磁波谱（Electromagnetic Spectrum）是指电磁波在不同频率范围内的分类和分布情况。
电磁波谱的分布不仅在物理学和电磁学中具有重要的地位，也在日常生活中发挥着关键作用。
本文将介绍电磁波谱的基本概念和频率范围，并探讨其在不同领域中的应用。
一、电磁波谱概述电磁波谱是将电磁波按照频率或波长进行分类和分解的图谱。
根据电磁波的频率从低到高依次排列，主要分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等七个主要分支。
1. 无线电波无线电波是电磁波谱中频率最低、波长最长的部分。
它的应用非常广泛，包括广播、电视、手机通信和雷达等。
无线电波的频率范围通常从数百赫兹到数千兆赫兹。
2. 微波微波的频率范围通常从几千兆赫兹到几十吉赫兹，波长相对较短。
微波的主要应用包括微波炉、无线局域网和雷达系统等。
3. 红外线红外线的频率范围通常从几十吉赫兹到几千兆赫兹。
红外线的特性使其在红外摄像、遥控设备和红外加热等方面具有重要应用。
4. 可见光可见光是人眼可以看到的电磁波，其频率范围从几百兆赫兹到数百千兆赫兹。
可见光在照明、光纤通信和成像技术等方面发挥着重要作用。
5. 紫外线紫外线的频率范围从数百千兆赫兹到数百兆赫兹，波长相对较短。
紫外线在杀菌消毒、紫外线治疗和材料表面处理等方面具有广泛应用。
6. X射线X射线的频率范围从数百兆赫兹到数百兆赫兹。
X射线在医学成像、材料检测和科学研究等领域具有重要意义。
7. γ射线γ射线是电磁波谱中频率最高、能量最强的一部分，其波长非常短。
γ射线在放射治疗、核工业和宇宙射线研究等方面起着关键作用。
二、电磁波频率的应用不同频率的电磁波在不同领域中具有各自的应用价值。
1. 通信应用无线电波和微波在通信领域起着举足轻重的作用。
从广播电台到卫星通信，无线电波和微波提供了可靠的传输媒介。
而可见光波段的光纤通信则实现了快速的信息传输，广泛应用于互联网、电话和电视等领域。
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电磁波频谱和波段划分以及名称由来
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常见电磁波波长
无线电波0.1mm~100Km (3kHz~3000GHz)
频段名称
段号（含上限不含下限）频段范围波段名称波长范围（含上限不含下限）
1 甚低频（VLF）3～30千赫（KHz）甚长波100～10km
2 低频（LF）30～300千赫（KHz）长波10～1km
3 中频（MF）300～3000千赫（KHz）中波1000～100m
4 高频（HF）3～30兆赫（MHz）短波100～10m
5 甚高频（VHF）30～300兆赫（MHz）米波10～1m
6 特高频（UHF）300～3000兆赫（MHz）分米波微波100～10cm
7 超高频（SHF）3～30吉赫（GHz）厘米波微波10～1cm
8 极高频（EHF）30～300吉赫（GHz）毫米波微波10～1mm
9 至高频300～3000吉赫（GHz）丝米波1～0.1mm
红外线770纳米~14微米
可见光400纳米~700纳米
紫外线200纳米~400纳米
X射线（伦琴射线）波长0.1纳米~10纳米频率：30pHz~3eHz
γ射线（伽马射线）小于0.1埃米（核弹最大的破坏性来自于该射线）
波长和频率换算关系：
令波长为λ，频率为f，速度为V，得：λ=V/f
波长的单位是米(m)，速度的单位是米/秒(m/sec)，频率的单位为赫兹(Hertz，Hz)。
光速= 299 792 458 m / s
长度单位
10埃米（埃格斯特朗)=1纳米原子的平均直徑（由經驗上的半徑計算得）在0.5埃（氫）和3.8埃（鈾，最重的天然元素）之間。
1000纳米=1微米
1000微米=1毫米
1000毫米=1米
频率单位
1 千赫kHz 10^3 Hz 1 000 Hz
1 兆赫MHz 10^6 Hz 1 000 000 Hz
1 秭赫GHz 10^9 Hz 1 000 000 000 Hz
1 澗赫THz 10^1
2 Hz 1 000 000 000 000 Hz
1 拍赫PHz 10^15 Hz 1 000 000 000 000 000 Hz
1 艾赫EHz 10^18 Hz 1 000 000 000 000 000 000 Hz
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雷达波段的由来
皇家海军威尔士亲王号战列舰，其上雷达布置清晰可见迄今为止对雷达波段的定义有两种截然不同的方式。
较老的一种源于二战期间，它基于波长对雷达波段进行划分。
它的定义规则如下：
最早用于搜索雷达的电磁波波长为23cm，这一波段被定义为L波段（英语Long的字头），后来这一波段的中心波长变为22cm。
当波长为10cm的电磁波被使用后，其波段被定义为S波段(英语Short的字头，意为比原有波长短的电磁波）。
在主要使用3cm电磁波的火控雷达出现后，3cm波长的电磁波被称为X波段，因为X代表座标上的某点。
为了结合X波段和S波段的优点，逐渐出现了使用中心波长为5cm的雷达，该波段被称为C波段（C即Compromise，英语“结合”一词的字头）。
在英国人之后，德国人也开始独立开发自己的雷达，他们选择1.5cm作为自己雷达的中心波长。
这一波长的电磁波就被称为K波段（K = Kurtz，德语中“短”的字头）。
“不幸”的是，德国人以其日尔曼民族特有的“精确性”选择的波长可以被水蒸气强烈吸收。
结果这一波段的雷达不能在雨中和有雾的天气使用。
战后设计的雷达为了避免这一吸收峰，通常使用比K波段波长略长（Ka，即英语K－above的缩写，意为在K波段之上）和略短（Ku，即英语K－under的缩写，意为在K波段之下）的波段。
最后，由于最早的雷达使用的是米波，这一波段被称为P波段（P为Previous的缩写，即英语“以往”的字头）。
该系统十分繁琐、而且使用不便。
终于被一个以实际波长划分的波分波段系统取代，这两个系统的换算如下。
原P波段= 现A/B 波段
原L波段= 现C/D 波段
原S波段= 现E/F 波段
原C波段= 现G/H 波段
原X波段= 现I/J 波段
原K波段= 现K 波段
我国现用微波分波段代号*
我国的频率划分方法：
.
名称来源频率范围
HF High Frequency，高频3MHz-30MHz
VHF Very High Frequency，甚高频30MHz-300MHz
UHF Ultra High Frequency，超高频300MHz-1GHz
P Previous 230M-1GHz
L Long 1GHz-2GHz
S Short 2GHz-4GHz
C Compromise（折衷，介于S和X之间）4GHz-8GHz
X 交叉线，表示准星8GHz-12GHz
Ku under K 12GHz-18GHz
K Kurz（德语，意思为短小）18GHz-27GHz
Ka above K 27GHz-40GHz。