物理课程/波的类型/电磁波

电磁波

电磁波是由两个波组成的，一个电波垂直于一个磁波，它们在一个方向上传播。电磁波在以下情况下可以观察到

电磁波通常用以下三种物理特性来描述

电磁辐射在真空中的传播速度等于光速，C ≈ 3 x 10⁸ m/s 。

由于所有电磁辐射都以光速传播，如果已知电磁辐射的频率，则可以计算出波长

\lambda ={\frac {C}{f}}

所有电磁辐射的能量都是量子化的，由普朗克公式计算

E=hf=hnfo={\frac {hC}{\lambda }}

其中

c = 299792458 m/s ，真空中的光速

h = 6.62606896 Js ，普朗克常数

物体的电磁谱是该物体发射或吸收的电磁辐射的特征分布。电磁谱从现代无线电使用的频率以下延伸到短波长端的伽马射线，覆盖从数千公里到原子大小几分之一的波长。长波长极限是宇宙本身的大小，而短波长极限被认为是在普朗克长度附近，尽管原则上光谱是无限的和连续的。

电磁辐射谱的频率范围包括以下频率

电磁辐射以不同的方式与光谱的不同部分的物质相互作用。相互作用的类型可能如此不同，以至于似乎有理由提到不同类型的辐射。同时，存在一个包含所有这些“不同种类”的电磁辐射的连续体。因此我们指的是一个光谱，但根据与物质的不同相互作用将其划分。

光谱区域	与物质的主要相互作用
无线电	物质中电荷载流子的集体振荡（等离子体振荡）。一个例子是天线中电子的振荡。
微波到远红外	等离子体振荡，分子旋转
近红外	分子振动，等离子体振荡（仅在金属中）
可见光	分子电子激发（包括人眼视网膜中发现的色素分子），等离子体振荡（仅在金属中）
紫外线	分子和原子价电子的激发，包括电子的弹出（光电效应）
X射线	原子核电子的激发和弹出，康普顿散射（对于低原子序数）
伽马射线	重元素中原子核电子的高能弹出，康普顿散射（对于所有原子序数），原子核的激发，包括核的解体
高能伽马射线	产生粒子-反粒子对。在非常高的能量下，单个光子可以与物质相互作用产生高能粒子及其反粒子的簇射。