电磁波谱

让我们来谈谈电磁波谱，电磁波谱的重要之处在于试图区分电磁波不同波长之间的差异，电磁波的长度可以小到原子核的100倍大到整个太阳系的大小，甚至更大。它们的行为是不一样的，所以这些不同的特征让我们有必要写出这样的谱。波长向右增加频率向左增加。记住，波长乘以频率等于光速，这是一个常数。现在我们要从波在真空中传播的角度来看这是真的，光波也可以穿过玻璃，穿过空气，穿过水，穿过各种各样的东西。当它们这样做时，它们的频率会保持不变，但波长会改变。

尽管我们习惯用波长来表示所以我们今天就用波长来表示但是要记住如果你在水中观察波长是不同的。波长最小的电磁波叫做伽马射线，这些伽马射线是核反应的结果。它们很罕见，但非常非常危险。它们会从比如氢弹爆炸的地方出来会有伽马射线出来你不想站在那里。x射线当然也会从核衰变中产生，但它们没有那么危险。我们当然是用x光来给我们的骨头拍照。它能起作用的原因是x射线能穿透我们的皮肤但是它们会被我们的骨头挡住所以当我们试图暴露某些东西时射线会穿过我们的皮肤而不会穿过骨头所以这就是为什么我们能拍下骨头的照片。好了，然后我们说到紫外线紫外线是导致晒伤的原因，当它来自太阳时，谢天谢地，大部分紫外线被o区阻挡了，这是因为o区O3会吸收这些紫外线，变成更无害的氧气O2。

好的，然后我们进入可见光，可见光当然与许多不同的颜色联系在一起根据定义，整个彩虹的最小频率是紫色和蓝色然后我们继续到最小的波长所以蓝色是最大的频率或蓝色然后我们继续到最大的波长，红色。所以这是可见的，当然我们从太阳得到它，然后我们进入红外线。当你想到温度热辐射时你会想到红外辐射。我们所有的小灯泡和红外线基本上是因为我们有温度。然后我们进入波长更大的微波，然后我们进入无线电波。无线电波是有用的，因为大气不像微波和红外线那样吸收它们。我们可以用无线电波来传输信息，比如无线电信号，好吧，让我们更具体地看看这个。

我把它们都写在这里了所以我们再过一遍，伽马射线是波长最小的，频率最高的基本上非常非常危险如果你有伽马射线进入那里会把电子从你的DNA分子中踢出去把一切都弄乱这就是放射病的部分原因。这就是伽马辐射，波长小于0.1纳米。所以这些波长比原子还小非常非常小的波长，非常非常高的频率。那么x射线呢，x射线也来自辐射，但这些通常是二次辐射，它们不是直接来自原子核。它们的波长大约是一个原子的大小，从0.1纳米到50纳米，它们也很危险，但没有那么危险。这些非常重要，因为它们导致了19世纪90年代原子辐射的发现，同时也导致了许多关于原子的非常非常重要的发现。

然后我们有紫外线辐射，紫外线辐射来自荧光灯，所以我们可以让汞在紫外线下辐射。这也是我们晒伤的原因，这也是这些有趣的小印章，你可以把它们贴在紫外线上，它们可以告诉你，你已经付出了代价。所以这些家伙的波长比可见光短这就是为什么它被称为紫外线因为它的波长比紫光短紫光是最短的可见光。我们有15纳米到400纳米因为那是紫光。好了，接下来我们来看可见光，可见光来自太阳。可见光的有趣之处在于它是一个小窗口，大气不吸收它。所以大气吸收紫外线，吸收红外线，但在中间我们有一个小的不吸收窗口，这就是可见光，这就是为什么生命在这个星球上发展的原因能够看到光在那个小窗口因为它进来了，所以它对我们进化的方式很有用，我们可以看到它。

好的，可见光当然是由ROYGBIV给出的彩虹表示的红色，橙色，黄色，绿色，蓝色，靛蓝，紫色。红光大约是700纳米，紫光大约是400纳米这是在真空中它们在水中有不同的波长但频率是一样的。从400到700纳米，然后是红外线。红外线是一种热辐射基本上任何温度在100开尔文左右到室温左右或者比这高一点的东西都会像红外线中的灯泡一样。这就是红外线护目镜的工作原理。我们可以用热成像来观察事物。所以我们可以看到红外线辐射穿过房子的墙壁我们可以看到任何在里面移动的东西温度在室温左右，我们的体温更高，我们都是红外线中的小闪光灯。这是从700纳米到500微米也就是半毫米。好的，然后我们进入微波炉，微波在化学过程中释放出来，我们也在微波炉中使用它们。我们在微波炉中使用这种波长的辐射是因为它自然地激发水分子四处运动并获得能量。 So they absorb that energy resonantly, so that means that they'll absorb almost all the energy that comes in and we tune it to what water will absorb because essentially anything we're trying to heat up in a microwave oven is mainly water.

好的，这些家伙的波长范围在500微米到50厘米之间，这些过渡区域是严格的，它只是。好的，这些是微波，然后我们有无线电波，这些是波长最长的波。我们主要用这些来传输信息，我们将通过无线电波来实现这是最大的波长，我们将使用大约3米的波长，这些也不会被大气强烈吸收，所以这意味着我们可以发送无线电波，穿过云层，穿过大气层，而不用太担心能量被吸收。这是无线电波，然后是电视电波和手机电波这些电波频率更高，波长更短可能只有50厘米甚至更短。这些家伙实际上是由那些无线电发射塔产生的，它们只是又大又长的金属棒，我们只是让电子像这样来回移动。好的，这些金属棒的物理尺寸与波长是一致的有时是4倍左右，这取决于我们如何产生波。不管怎样，这就是电磁波谱;无线电波会达到地球的大小现在我们无法测量这些波但它们确实存在而且它们是比地球更大的无线电波这就是电磁波谱。