电磁辐射是具有电场和磁场分量的自我维持能量。电磁辐射通常被称为“光”、EM、EMR或电磁波。波以光速在真空中传播。电场和磁场分量的振荡相互垂直,并与波的运动方向垂直。可以根据波的波长、频率或能量对波进行表征。
电磁波的包或量子称为光子。光子的静止质量为零,但它们具有动量或相对论质量,所以它们仍然像正常物质一样受到重力的影响。只要带电粒子加速,电磁辐射就会发射出来。
电磁频谱包括所有类型的电磁辐射。从最长波长/最低能量到最短波长/最高能量,光谱顺序为无线电、微波、红外、可见光、紫外线、x射线和伽马射线。记住光谱顺序的一个简单方法是使用记忆法“兔子在非常昂贵的花园里交配”
电磁辐射可分为电离辐射和非电离辐射。电离辐射有足够的能量打破化学键,并给电子足够的能量使其脱离原子,形成离子。非电离辐射可被原子和分子吸收。虽然辐射可能提供启动化学反应和破坏键的活化能,但能量太低,不允许电子逃逸或捕获。比紫外线能量更大的辐射是电离辐射。能量低于紫外线(包括可见光)的辐射是非电离辐射。短波紫外线是电离的。
可见光谱之外的光波长早在19世纪就被发现了。威廉·赫歇尔在1800年描述了红外辐射。约翰·威廉·里特在1801年发现了紫外线辐射。两位科学家都使用棱镜将太阳光分解为其组成波长来探测光。描述电磁场的方程是由詹姆斯·克拉克·麦克斯韦在1862-1964年提出的。在詹姆斯·克拉克·麦克斯韦提出电磁学统一理论之前,科学家们认为电和磁是分离的力。
麦克斯韦方程组描述了四种主要的电磁相互作用:
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微波辐射是一种电磁辐射。微波中的前缀“micro-”并不意味着微波具有微米波长,而是说与传统无线电波相比,微波具有非常小的波长(1毫米到100000公里的波长)。在电磁频谱中,微波介于红外辐射和无线电波之间。 频率 ...