各个波段的电磁波产生原理.doc

电磁波频谱和波段划分
段号
频段名称
频段范围
（含上限，不含下限）
波段名称
波长范围
（含上限，不含下限）
1
极低频(ELF)
3～30赫（Hz）
极长波
100～10兆米
2
超低频(SLF)
30～300赫（Hz）
超长波
10～1兆米
3
特低频(ULF)
300～3000赫（Hz）
特长波
100～10万米
4
甚低频（VLF）
3～30千赫（KHz）
甚长波
10～1万米
5
低频（LF）
30～300千赫（KHz）
长波
10～1千米
6
中频（MF）
300～3000千赫（KHz）
中波
10～1百米
7
高频（HF）
3～30兆赫（MHz）
短波
100～10米
8
甚高频（VHF）
30～300兆赫（MHz）
超短波
10～1米
9
特高频（UHF）
300～3000兆赫（MHz）
分米波
微波
10～1分米
10
超高频（SHF）
3～30吉赫（GHz）
厘米波
10～1厘米
11
极高频（EHF）
30～300吉赫（GHz）
毫米波
10～1毫米
12
至高频
300～3000吉赫（GHz）
丝米波
10～1丝米
无线电波：
当电流流经导体时，导体周围会产生磁场；当导体和磁力线发生相对切割运动时导体内会感生电流。这就是电磁感应。如果流经导体的电流的大小、方向以极快的速度变化，导体周围磁场大小方向也随之变化。变化的磁场在其周围又感生出同样变化着的电场，而这电场又会再一次感生出新的磁场……。这种迅速向四面八方扩散的交替变化着的磁场和电场的总和就是电磁波，其磁场或电场每秒钟内周期变化的次数就是电磁波的频率。频率的基本单位是赫芝（Ｈz）。于是，人们把频率在３０００吉赫（详见本节波段表说明）以下，不通过导线、电缆或人工波导等传输媒介，在空间辐射传播的电磁波定义为无线电波。无线电波和其他电磁波一样，在空间传播的速度是每秒３０万公里。
红外线的划分
根据使用者的要求不同，红外线划分范围很不相同。
把能通过大气的三个波段划分为：
近红外波段 1～3微米
中红外波段 3～5微米
远红外波段 8～14微米
根据红外光谱划分为：
近红外波段 1～3微米
中红外波段 3～40微米
远红外波段 40～1000微米
医学领域中常常如此划分：
近红外区 0.76～3微米
中红外区 3～30微米
远红外区 30～1000微米
医用红外线可分为两类：近红外线与远红外线。近红外线或称短波红外线，波长0.76～1.5微米，穿入人体组织较深,约5～10毫米；远红外线或称长波红外线，波长1.5～400微米，多被表层皮肤吸收，穿透组织深度小于2毫米。（但在实际应用中通常把2.5微波以上的红外线通称为远红外线。）
红外线的产生原理
由炽热物体、气体或其他光源激发分子等微观客体所产生的电磁辐射。主要是由外层电子的跃迁。
红外线的辐射源区分
白炽发光区
　　Actinic range，又称“光化反应区”，由白炽物体产生的射线，自可见光域到红外域。如灯泡（钨丝灯，TUNGSTEN FILAMENT LAMP），太阳。
热体辐射区
　　Hot-object range，由非白炽物体产生的热射线，如电熨斗及其它的电热器等，平均温度约在400℃左右。
发热传导区
　　Calorific range，由滚沸的热水或热蒸汽管产生的热射线。平均温度低于200℃，此区域又称为“非光化反应区”（Non-actinic）。
温体辐射区
　　Warm range，由人体、动物或地热等所产生的热射线，平均温度约为40℃左右。站在照相与摄影技术的观点来看感光特性：光波的能量与感光材料的敏感度是造成感光最主要的因素。波长愈长，能量愈弱，即红外线的能量要比可见光低，比紫外线更低。但是高能量波所必须面对的另一个难题就是：能量愈高穿透力愈强，无法形成反射波使感光材料撷取影像，例如X光，就必须在被照物体的背后取像。因此，摄影术就必须往长波长的方向——“近红外线”部分发展。以造影为目标的近红外线摄影术，随着化学与电子科技的进展，演化出下列三个方向：
　　1.近红外线底片：以波长700nm～900nm的近红外线为主要感应范围，利用加入特殊染料的乳剂产生光化学反应，使此一波域的光变化转为化学变化形成影像。
　　2.近红外线电子感光材料：以波长700nm～2,000nm的近红外线为主要感应范围，它是利用以硅为主的化合物晶体产生光电反应，形成电子影像。
3.中、远红外线热像感应材料：以波长3,000nm～14,000nm的中红外线及远红外线为主要感应范围，利用特殊的感应器及冷却技术，形成电子影像。
可见光的划分
紫光：390-455微米
蓝光：455-920微米
绿光：492-577微米
黄光：577-597微米
橙光：597-622微米
红光：622-760微米
可见光的产生原理
由炽热物体、气体或其他光源激发分子或院子等微观客体所产生的电磁辐射。主要是由外层电子的跃迁。
紫外线辐射
紫外线根据波长分为：
近紫外线（长波紫外线）UVA：波长200－280nm；
远紫外线（中波紫外线）UVB：波长280－320nm；
超短紫外线（短波紫外线）UVC：波长320－400nm；
UVD波段（真空紫外线），波长100～200nm，
可见光的产生原理
由炽热物体、气体或其他光源激发分子或原子等微观客体所产生的电磁辐射。如紫外杀菌灯发出的紫外线就是由灯管内的汞原子被激发产生的。
X射线的分区
超硬X射线：波长小于0.1埃
硬X射线：波长在0.1～1埃范围内
软X射线：波长在1～10埃范围内
X射线产生的原理
X射线光子产生于高能电子加速，产生X射线的最简单方法是用加速后的电子撞击金属靶。撞击过程中，电子突然减速，其损失的动能会以光子形式放出，形成X光光谱的连续部分，称之为制动辐射。通过加大加速电压，电子携带的能量增大，则有可能将金属原子的内层电子撞出。于是内层形成空穴，外层电子跃迁回内层填补空穴，同时放出波长在0.1纳米左右的光子。由于外层电子跃迁放出的能量是量子化的，所以放出的光子的波长也集中在某些部分，形成了X光谱中的特征线，此称为特性辐射
实验室中X射线由X射线管产生，X射线管是具有阴极和阳极的真空管，阴极用钨丝制成，通电后可发射热电子，阳极（就称靶极）用高熔点金属制成（一般用钨，用于晶体结构分析的X射线管还可用铁、铜、镍等材料）。用几万伏至几十万伏的高压加速电子，电子束轰击靶极，X射线从靶极发出。
γ射线
波长短于0.2埃的电磁波。
γ射线的产生
放射性原子衰变或用高能粒子与原子碰撞时所发出的。原子核衰变和核反应均可产生γ射线