什么是電磁波

電磁波的英文名稱：Electromagnetic

電磁波的定義

　　從科學的角度來說，電磁波是能量的一種，凡是能夠釋出能量的物體，都會釋出電磁波。 正像人們一直生活在空氣中而眼睛卻看不見空氣一樣，人們也看不見無處不在的電磁波。電磁波就是這樣一位人類素未謀面的“朋友”。

電磁波的產生

　　電磁波是電磁場的一種運動形態。電與磁可說是一體兩面，變動的電會產生磁，變動的磁則會產生電。變化的電場和變化的磁場構成了一個不可分離的統一的場，這就是電磁場，而變化的電磁場在空間的傳播形成了電磁波，電磁的變動就如同微風輕拂水面產生水波一般，因此被稱為電磁波，也常稱為電波。

電磁波的性質

　　電磁波頻率低時，主要借由有形的導電體才能傳遞。原因是在低頻的電振蕩中，磁電之間的相互變化比較緩慢，其能量幾乎全部返回原電路而沒有能量輻射出去；電磁波頻率高時即可以在自由空間內傳遞，也可以束縛在有形的導電體內傳遞。在自由空間內傳遞的原因是在高頻率的電振蕩中，磁電互變甚快，能量不可能全部返回原振蕩電路，于是電能、磁能隨著電場與磁場的周期變化以電磁波的形式向空間傳播出去，不需要介質也能向外傳遞能量，這就是一種輻射。舉例來說，太陽與地球之間的距離非常遙遠，但在戶外時，我們仍然能感受到和煦陽光的光與熱，這就好比是“電磁輻射借由輻射現象傳遞能量”的原理一樣。

　　電磁波為橫波。電磁波的磁場、電場及其行進方向三者互相垂直。振幅沿傳播方向的垂直方向作周期性交變，其強度與距離的平方成反比，波本身帶動能量，任何位置之能量功率與振幅的平方成正比。

　　其速度等于光速c（每秒3×10的8次方米）。在空間傳播的電磁波，距離最近的電場（磁場）強度方向相同，其量值最大兩點之間的距離，就是電磁波的波長λ，電磁每秒鐘變動的次數便是頻率f。三者之間的關系可通過公式c=λf。

　　通過不同介質時，會發生折射、反射、繞射、散射及吸收等等。電磁波的傳播有沿地面傳播的地面波，還有從空中傳播的空中波以及天波。波長越長其衰減也越少，電磁波的波長越長也越容易繞過障礙物繼續傳播。

電磁波的計算
c=λf
　　c：波速(這是一個常量，c約等于3*10^8m/s) 單位：m/s λ：波長 單位：m f：頻率 單位：Hz

電磁波譜

按照波長或頻率的順序把這些電磁波排列起來，就是電磁波譜。如果把每個波段的頻率由低至高依次排列的話，它們是工頻電磁波、無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線及γ射線。以無線電的波長最長，宇宙射線的波長最短。
　　無線電波 3000米～0.3毫米。
　　紅外線 0.3毫米～0.75微米。
　　可見光 0.7微米～0.4微米。
　　紫外線 0.4微米～10毫微米
　　X射線 10毫微米～0.1毫微米
　　γ射線 0.1毫微米～0.001毫微米
　　高能射線 小于0.001毫微米
　　傳真（電視）用的波長是3～6米；雷達用的波長更短，3米到幾毫米。

電磁波的應用

電磁波為橫波，可用于探測、定位、通信等等。
　　電磁波譜是無線電波,微波,紅外線,可見光,紫外線,倫琴射線(X射線),伽瑪射線.
　　應用：
　　◆無線電波用于通信等
　　◆微波用于微波爐
　　◆紅外線用于遙控、熱成像儀、紅外制導導彈等
　　◆可見光是所有生物用來觀察事物的基礎
　　◆紫外線用于醫用消毒,驗證假鈔,測量距離,工程上的探傷等
　　◆X射線用于CT照相
　　◆伽瑪射線用于治療,使原子發生躍遷從而產生新的射線等.
　　◆無線電波。無線電廣播與電視都是利用電磁波來進行的。在無線電廣播中，人們先將聲音信號轉變為電信號，然后將這些信號由高頻振蕩的電磁波帶著向周圍空間傳播。而在另一地點，人們利用接收機接收到這些電磁波后，又將其中的電信號還原成聲音信號，這就是無線廣播的大致過程。而在電視中，除了要像無線廣播中那樣處理聲音信號外，還要將圖像的光信號轉變為電信號，然后也將這兩種信號一起由高頻振蕩的電磁波帶著向周圍空間傳播，而電視接收機接收到這些電磁波后又將其中的電信號還原成聲音信號和光信號，從而顯示出電視的畫面和喇叭里的聲音。
　　電磁波的電場(或磁場)隨時間變化，具有周期性。在一個振蕩周期中傳播的距離叫波長。振蕩周期的倒數，即每秒鐘振動(變化)的次數稱頻率。
　　很顯然，波長與頻率的乘積就是每秒鐘傳播的距離，即波速。令波長為λ，頻率為f，速度為V，得： λ=V/f波長入的單位是米(m)，速度的單位是米/秒(m/sec)，頻率的單位為赫茲(Hertz，Hz)。 整個電磁頻譜，包含從電波到宇宙射線的各種波、光、和射線的集合。不同頻率段落分別命名為無線電波(3KHz—3000GHz)、紅外線、可見光、紫外線、X射線、丫射線和宇宙射線。 在19世紀末，意大利人馬可尼和俄國人波波夫同在1895年進行了無線電通信試驗。在此后的100年間，從3KHz直到3000GHz頻譜被認識、開發和 逐步利用。根據不同的持播特性，不同的使用業務，對整個無線電頻譜進行劃分，共分9段：甚低頻(VLF）、低頻(LF)、中頻(MF)，高頻(HF)、甚 高頻(VHF)\特高頻(uHF)\超高頻(sHF)\極高頻(EHF)和至高頻，對應的波段從甚(超)長波、長波、中波、短波、米波、分米波、厘米波、 毫米波和絲米波(后4種統稱為微波)。見下表。無線電頻譜和波段劃分
　　段號 頻段名稱 頻段范圍（含上限不含下限） 波段名稱 波長范圍（含上限不含下限）
　　1 甚低頻（VLF） 3～30千赫（KHz） 甚長波 100～10km
　　2 低頻（LF） 30～300千赫（KHz） 長波 10～1km
　　3 中頻（MF） 300～3000千赫（KHz） 中波 1000～100m
　　4 高頻（HF） 3～30兆赫（MHz） 短波 100～10m
　　5 甚高頻（VHF） 30～300兆赫（MHz） 米波 10～1m
　　6 特高頻（UHF） 300～3000兆赫（MHz） 分米波 微波 100～10cm
　　7 超高頻（SHF） 3～30吉赫（GHz） 厘米波 10～1cm
　　8 極高頻（EHF） 30～300吉赫（GHz） 毫米波 10～1mm
　　9 至高頻 300～3000吉赫（GHz） 絲米波 1～0.1mm