电磁辐射以不同波长和频率的波或粒子传输。这种宽范围的波长被称为电磁频谱(EM频谱)。光谱通常按波长减小、能量和频率增加的顺序分为七个区域。常用的名称有无线电波、微波、红外线(IR)、可见光、紫外线(UV)、X射线和伽马射线。微波属于无线电和红外光之间的电磁频谱范围。
无线电波是电磁频谱中波长最长的一种电磁辐射。它们的频率从300GHz到3kHz,对应的波长从1毫米到100公里。像所有其他电磁波一样,无线电波以光速传播。自然产生的无线电波是由闪电或天文物体产生的。人工生成的无线电波用于固定和移动无线电通信、广播、雷达和其他导航系统、通信卫星、计算机网络和无数其他应用。
不同频率的无线电波在地球大气中具有不同的传播特性。长波可以非常一致地覆盖地球的一部分,短波可以从电离层反射并在世界各地传播,而短得多的波长弯曲或反射很少,并在视线上传播。
微波是一种电磁辐射形式,其波长范围为约1米至1毫米,分别对应于300 MHz和300 GHz之间的频率。“微波”中的前缀“微”并不意味着波长在微米范围内。这表明,与典型无线电广播中使用的波相比,微波“小”,因为它们具有更短的波长。
微波通过视线传播;与低频无线电波不同的是,它们不会在山丘周围绕射,不会像地波一样跟随地球表面,也不会从电离层反射,因此地面微波通信链路受可视视界限制在约40英里(64公里)。在波段的高端,它们被大气中的气体吸收,将实际通信距离限制在一公里左右。
微波源包括人造设备,如电路、发射塔、雷达、微波激射器和微波炉,以及自然源,如太阳和宇宙微波背景。
微波也可以由原子和分子产生。例如,它们是由热搅拌产生的电磁辐射的组成部分。在绝对零度以上的温度下,任何物体中的原子和分子的热运动都会导致它们发射和吸收辐射。
红外线,有时称为红外光,是波长比可见光长的电磁辐射。因此,人眼是看不见的。适度加热的表面发射的大部分辐射是红外线;它形成一个连续的光谱。分子激发也产生丰富的红外辐射,但在离散的谱线或谱带中。
红外范围通常分为三个区域:近红外(最接近可见光谱),波长为0.78至约2.5微米(微米或微米为10-6米);波长为2.5至约50微米的中红外;波长为50至1000微米。当分子改变其旋转振动运动时,红外光被分子发射或吸收。红外辐射用于工业、科学、军事、商业和医疗应用。
比较基础 | 无线电波 | 微波炉 | 红外线的 |
一代 | 当带电粒子在空气中快速加速和减速时,就会产生无线电波。 | 微波在速调管或磁控管的帮助下产生,其中无线电波在磁场中传播以产生微波。 | 红外辐射的主要来源是热或热辐射。任何具有温度的物体都会辐射红外线。 |
自然界 | 微波是一种高频高能波。 | 无线电波是低频低能量波。 | 红外是一种高频低能量波。 |
方向 | 这些都是全方位的。 | 它们本质上是单向的。 | 它们本质上是单向的。 |
低频 | 在低频下,它们可以穿透固体。 | 在频率上,它们可以穿透固体物体和墙壁,而在高频下,它们无法穿透。 | 它们不能穿透任何固体物体和墙壁。 |
侦查 | 无线电波的检测是使用天线进行的。 | 使用点接触二极管检测微波。 | 红外线是用光子探测器探测的 |
频率 | 频率范围从3kHz到1GHz。 | 频率范围从1GHz到300GHz。 | 频率范围从300GHz到400GHz。 |
衰减 | 衰减高。 | 衰减是可变的。 | 衰减低。 |
使用 | 无线电波通常用于AM、FM、蜂窝系统等。 | 微波通常用于雷达系统、飞机导航和微波炉。 | 红外通常用于遥感、遥控器、光纤、安全系统和在黑暗中检测人的热成像摄像机等应用。 |
政府许可证 | 无线电波中的某些频率需要政府许可才能使用。 | 微波中的一些频率需要政府许可证,其他则不需要。 | 红外线频率的使用不需要政府许可。 |
传播 | 无线电波通常以天空模式传播。 | 微波使用视线传播。 | |
成本 | 设置和使用成本高。 | 设置和使用成本高。 | 设置和使用成本低。 |
表达 | 无线电波用于远距离通信。 | 微波用于远距离通信。 | 它们不用于长距离通信。 |
安全 | 它的安全性很差。 | 提供中等安全性。 | 提供高安全性。 |
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