电磁波谱

1.波

    振动的传播成为波。电磁振动的传播是电磁波。为直观起见，以最简单的机械波绳子抖动为例，在绳子的一端有一个上下振动的振源，振动沿绳方向传播。从整体看波峰和波谷不断向前运动，而绳子的质点只做上下运动并没有向前运动。波动是各质点在平衡位置振动而能量向前传播的现象。如果质点的振动方向与波的传播方向相同，称纵波，如振动弹簧一端，使振动传向弹簧另一端，若质点振动方向与波的传播方向垂直，称横波，如上述绳子抖动产生的波。电磁波是典型的横波。在横波中，传播方向可以是垂直振动方向的任何方向，且振动方向一般会随时间变化（图2.1）.如果振动方向不随时间变化，则称为偏振的横波，电磁波具有偏振现象。

图2.1电磁波

    两列以上的波在同一空间传播时，空间质点的振动表现为各单列波质点振动的矢量合成，即播的叠加原理。

2.电磁波

    当电磁振荡进入空间，变化的磁场激发了涡旋电场，变化的电场又激发了涡旋磁场，使电磁振荡在空间传播，这就是电磁波。其方向是由电磁振荡向各个不同方向传播的（图2.2）。

图2.2电磁振荡的传播

3.电磁波谱

    1889年赫兹用电磁振荡的方法产生了电磁波。经实验证明，电磁波的性质与光波的性质相同。随着对光本性认识的深化，光波和电磁波被统一起来。此后又发现的更多形式的波也具有电磁波的性质，如1891年发现的X射线，1896年发现的γ射线等。

按电磁波在真空中传播的波长或频率，递增或递减排列，则构成了电磁波谱（图2.3）。该波谱以频率从高到低排列，可以划分为γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波。在真空状态下频率ƒ与波长λ之绩等于光速с。电磁波谱区段的界线是渐变的，一般按产生电磁波的方法或测量电磁波的方法来划分。习惯上电磁波区段的划分如下（表2.1）：

表2.1电磁波谱

①也有人将0.76~15看作近红外光，将15~1000看作远红外。

    遥感中较多地使用可见光、红外和微波波段。可见光波段虽然波谱区间很窄，但对遥感技术而言却非常重要。

4.电磁波性质

    ①是横波；②在真空以光速传播；③满足：

ƒ·λ=с

Ε=h·ƒ

    式中，Ε为能量，单位：J；

    h为普朗克常数，h=6.626×10^-34J/S；

    ƒ为频率；

    λ为波长；

    с为光速，с=3×10⁸m/s。

    ④电磁波具有微粒二象性。

    在近代物理中电磁波也我、称为电磁辐射。电磁波传播到气体、液体、固体介质时，会发生反射、折射、吸收、投射等现象。在辐射传播过程中，若碰到粒子还会发生散射现象，从而引起电磁波的强度、方向等发生变化。这种变化随波长而改变，因此电磁辐射是波长的函数。