物理課程/波的型別/電磁波

電磁波

電磁波是由兩個波組成的，一個電波垂直於一個磁波，它們在一個方向上傳播。電磁波在以下情況下可以觀察到

電磁波通常用以下三種物理特性來描述

電磁輻射在真空中的傳播速度等於光速，C ≈ 3 x 10⁸ m/s 。

由於所有電磁輻射都以光速傳播，如果已知電磁輻射的頻率，則可以計算出波長

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

所有電磁輻射的能量都是量子化的，由普朗克公式計算

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

其中

c = 299792458 m/s ，真空中的光速

h = 6.62606896 Js ，普朗克常數

物體的電磁譜是該物體發射或吸收的電磁輻射的特徵分佈。電磁譜從現代無線電使用的頻率以下延伸到短波長端的伽馬射線，覆蓋從數千公里到原子大小几分之一的波長。長波長極限是宇宙本身的大小，而短波長極限被認為是在普朗克長度附近，儘管原則上光譜是無限的和連續的。

電磁輻射譜的頻率範圍包括以下頻率

電磁輻射以不同的方式與光譜的不同部分的物質相互作用。相互作用的型別可能如此不同，以至於似乎有理由提到不同型別的輻射。同時，存在一個包含所有這些“不同種類”的電磁輻射的連續體。因此我們指的是一個光譜，但根據與物質的不同相互作用將其劃分。

光譜區域	與物質的主要相互作用
無線電	物質中電荷載流子的集體振盪（等離子體振盪）。一個例子是天線中電子的振盪。
微波到遠紅外	等離子體振盪，分子旋轉
近紅外	分子振動，等離子體振盪（僅在金屬中）
可見光	分子電子激發（包括人眼視網膜中發現的色素分子），等離子體振盪（僅在金屬中）
紫外線	分子和原子價電子的激發，包括電子的彈出（光電效應）
X射線	原子核電子的激發和彈出，康普頓散射（對於低原子序數）
伽馬射線	重元素中原子核電子的高能彈出，康普頓散射（對於所有原子序數），原子核的激發，包括核的解體
高能伽馬射線	產生粒子-反粒子對。在非常高的能量下，單個光子可以與物質相互作用產生高能粒子及其反粒子的簇射。