
【電】 electromagnetics spectrum
electromagnetism
【醫】 electromagnetism
spectrum
【計】 light spectrum; spectra
【化】 optical spectrum; spectrum
【醫】 spectro-; spectrum
電磁光譜(Electromagnetic Spectrum)指電磁波按波長或頻率連續排列形成的譜系,涵蓋從極短波長的伽馬射線到極長波長的無線電波的全部範圍。其本質是電場與磁場相互激發、在空間中以波的形式傳播的能量形式,無需介質即可在真空中傳播。
波長與頻率關系
電磁波波長($lambda$)與頻率($ u$)滿足公式:
$$ c = lambda u $$
其中 $c$ 為真空光速(約 $3 times 10 , text{m/s}$)。波長越短,頻率越高,能量越大($E = h u$,$h$ 為普朗克常量)。
波段劃分與應用
波段 | 波長範圍 | 典型應用場景 |
---|---|---|
伽馬射線 | < 0.01 nm | 癌症放療、核物理研究 |
X射線 | 0.01 nm – 10 nm | 醫學影像、材料分析 |
紫外線 | 10 nm – 400 nm | 消毒殺菌、熒光效應 |
可見光 | 400 nm – 780 nm | 光學成像、光合作用 |
紅外線 | 780 nm – 1 mm | 熱成像、遙感探測 |
微波 | 1 mm – 1 m | 雷達通信、微波加熱 |
無線電波 | > 1 m | 廣播、衛星通信、天文觀測 |
電磁波由振蕩的電場和磁場垂直交織構成,傳播方向與二者振動方向正交。不同波段需專用探測器:
權威來源:定義參考中國國家标準《GB/T 2900.1-2008 電工術語 基本術語》及美國國家标準與技術研究院(NIST)電磁頻譜指南;應用案例引自NASA電磁光譜科普文檔及《自然》期刊相關研究綜述。
電磁光譜(或電磁波譜)是将電磁波按照波長、頻率或能量順序排列形成的完整序列,涵蓋了從高頻到低頻的所有電磁輻射類型。以下是詳細解釋:
電磁光譜是電磁輻射的連續分布,根據波長或頻率排列,包含從短波長(高能)的γ射線到長波長(低能)的無線電波的所有波段。其中,可見光僅占整個光譜中極小的一部分。
電磁光譜分析技術根據物質狀态變化時釋放的輻射類型可分為:
電磁光譜是研究物質性質的核心工具,廣泛應用于天文學(分析星體成分)、環境監測(污染物檢測)、醫療診斷(X射線成像)等領域。不同波段的電磁波對應不同的物理現象和技術應用,體現了電磁輻射在自然界和技術中的多樣性。
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