电磁频谱无线电波

---

引言

电磁频谱包含恒星（如我们的太阳）发射的各种辐射。电磁辐射波在太空中传播。波长的频率解释了它每秒产生的波的数量。波长是以米为单位的波的大小。在频谱的一端，存在波长最长、频率最低的无线电波。一个无线电波可以传播到一个足球场的长度。在所有电磁波中，无线电波具有最大的尺寸和最低的能量，而可见光则以英寸为单位测量。在这篇文章中，我们将学习电磁频谱、无线电波、无线电波的产生、无线电波的特性、无线电波的用途、无线电波的影响以及一些常见问题。

电磁频谱

电磁频谱包含恒星（如我们的太阳）发射的各种辐射。电磁辐射波在太空中传播。波长的频率解释了它每秒产生的波的数量。波长是以米为单位的波的大小。在频谱的一端，存在波长最长、频率最低的无线电波。一个无线电波可以传播到一个足球场的长度。微波的波长比无线电波短，频率比无线电波高，产生的能量更多。微波用于手机、雷达和微波炉。

然后是红外线。红外信号由太阳、火、生物和其他热源产生。可见光位于电磁频谱中红外光和紫外光之间的一个狭窄波段。

可见光中频率最低、波长最长的波段是红色波段。从红光到紫光，波长逐渐变短，频率逐渐增加，可见光频率到紫外光频率也是如此。当暴露在紫外线下时，人的皮肤会产生维生素D。然而，过多的紫外线会引起晒伤。然后是X射线，它可以穿过软组织，但不能穿过骨骼等高密度材料，这使得它对医学检查非常有用。X射线也用于安全目的，例如机场行李检查。伽马射线的波长更短，频率更高，能量水平更高。与足球场大小的无线电波波长相比，伽马射线的波长只有原子核那么大。

无线电波

在所有电磁波中，无线电波的尺寸最大，能量最低，而可见光的尺寸则以英寸为单位测量。无线电波可以短至19厘米（水瓶的长度），也可以长达汽车、船舶、山脉，甚至长达我们的星球本身。1888年，海因里希·赫兹发现了无线电波。一些研究人员需要巨大的天线来探测来自太空的微弱长波长无线电波。

特性

• 这些波是由加速或振荡的电荷产生的。

• 这些波不需要任何物质/介质传播。

• 它在自由空间中以光速传播，即3x10^8 m/s。

• 电场和磁场的振幅通过公式相关联。

• 电场和磁场的叉积告诉我们波的传播方向。

• 磁场和电场的传播方向总是互相垂直的。

• 电磁波在介质中的速度小于在真空中的光速。

无线电波的产生

无线电波是无线电通信的基本组成部分。它们借助发射机产生，接收机用于检测。

当带电粒子加速时，会产生无线电波。大气中存在各种天然的无线电波源，例如闪电和太阳，太空中的无线电波也由自然过程产生。

这可以通过随时间变化的电流来实现。随时间变化的电流由来回移动的电子组成。因此，当这种振荡电流施加到天线上时，能量会以无线电波的形式辐射出去。这些无线电波通过大气层传播，被各种自然或人工反射器反射或散射。

无线电发射机使用这种天线将能量发送到太空，在那里放置一个探测器，该探测器使用连接到其上的另一个天线接收这种能量。这些无线电发射机和接收机通常设计成只能在一个有限的频率范围内工作，该范围可以介于3千赫兹到300千兆赫兹之间。

无线电波的应用

无线电波用于：

• 数据传输和wifi

• 传输声音和电视信号

• 全球卫星通信

• 数字广播无线电

• 雷达导航

无线电波的影响

手机无线电波可能会引发脑肿瘤甚至癌症。暴露于无线电波非官方地与睡眠障碍、头痛和其他神经系统问题有关。

结论

电磁频谱包括恒星（如我们的太阳）发射的各种辐射。电磁辐射波在太空中传播。波长的频率解释了它每秒产生的波的数量。波长是以米为单位的波的大小。在频谱的一端，存在波长最长、频率最低的无线电波。一个无线电波可以传播到一个足球场的长度。在本教程中，我们学习了电磁频谱、无线电波、无线电波的产生、无线电波的特性、无线电波的用途、无线电波的影响以及一些常见问题。

常见问题

Q1. 无线电波起源于哪里？

A1. 当带电粒子加速时，会发射无线电波。除了大气中的自然无线电波源（如闪电和太阳）外，来自天文源的无线电波也是由自然过程产生的。

Q2. 无线电波可以传播多远？

A2. 根据美国宇航局的数据，无线电波在电磁波范围内具有最长的频率，范围从0.04英寸（1毫米）到超过62英里（100公里）。

Q3. 为什么无线电波可以穿透墙壁？

A3. 无线电波的波长比光波（就长度而言）大几倍。无线电波的大尺寸使其能够穿透墙壁，而光波的尺寸较小。

Q4. 镜子会反射无线电波吗？

A4. 光和无线电波都属于电磁波，因此两者遵循相同的规律和原理。从明确的镜子到像玻璃和清洁金属这样的平坦反射表面，很容易看到光反射无处不在。

Q5. 无线电波可以使物体移动吗？

A5. 例如，光可以移动纳米粒子。无线电波将负责进行繁重的工作。

Q6. 无线电波的传播速度比光速快是真的吗？

A6. 不是。电磁辐射必须以光速传播（在真空中）。