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什么是电磁辐射？

电磁（EM）辐射是一种能量形式，它遍布我们周围，并具有多种形式，例如无线电波，微波，X射线和伽马射线。阳光也是EM能量的一种形式，但是可见光只是EM光谱的一小部分，其中包含很宽的电磁波长范围。  

 

电磁理论  

曾经认为电和磁是分开的力，但是，1873年，苏格兰物理学家詹姆斯·克莱克·麦克斯韦（JamesClerkMaxwell）开发了电磁学的统一理论，电磁学的研究涉及带电粒子如何彼此相互作用以及如何与磁场相互作用。  

 

主要有四种电磁相互作用

电荷之间的吸引或排斥力与电荷之间的距离的平方成反比。  

磁极成对成对，相互吸引和排斥，就像电荷一样。  

电线中的电流会产生磁场，其方向取决于电流的方向。  

移动的电场会产生磁场，反之亦然。  

 

当诸如电子之类的原子粒子被电场加速并移动时，就会产生EM辐射。这种运动会产生振荡的电场和磁场，它们在称为光子的一束光能中彼此成直角传播。光子在谐波中以宇宙中最快的速度传播：在真空中每秒186,282英里（每秒299,792,458米），也称为光速。这些波具有特定的特性，以频率，波长或能量给出。

 

当电场与磁场耦合时会形成电磁波，电磁波的磁场和电场彼此垂直，并且与波的方向垂直。 波长是两个连续波峰之间的距离，该距离以米（m）或其分数为单位，频率是在给定的时间长度内形成的波数。通常以每秒的波周期数或赫兹（Hz）来衡量。威斯康星大学表示，短波长意味着频率会更高，因为一个周期可以在更短的时间内通过。同样，较长的波长具有较低的频率，因为每个周期需要较长的时间才能完成。  

 

电磁光谱  

电磁辐射跨越很大的波长和频率范围，该范围称为电磁频谱。电磁波谱通常分为七个区域，依次是波长减小，能量和频率增加。通用名称是：无线电波，微波，红外线（IR），可见光，紫外线（UV），X射线和伽玛射线。通常，能量较低的辐射（例如无线电波）表示为频率；微波，红外线，可见光和紫外线通常表示为波长；X射线和γ射线等高能辐射用每个光子的能量表示。  

 

电磁频谱通常按波长减小，能量和频率增大的顺序分为七个区域：无线电波，微波，红外线，可见光，紫外线，X射线和伽马射线。

  

无线电波  

无线电波处于EM频谱的最低范围，其频率高达约300亿赫兹或30吉赫兹（GHz），并且波长大于约10毫米（0.4英寸）。无线电主要用于通信，包括语音，数据和娱乐媒体。

  

微波

微波在无线电和红外之间的EM频谱范围内。它们的频率范围从大约3GHz到大约30万亿赫兹或30太赫兹（THz），并且波长大约为10毫米（0.4英寸）到100微米（μm）或0.004英寸。微波用于高带宽通信，雷达以及作为微波炉和工业应用的热源。  

 

红外线  

红外线在微波和可见光之间的EM光谱范围内。IR具有从大约30THz到大约400THz的频率，以及大约100μm（0.004英寸）到740纳米（nm）或0.00003英寸的波长。红外光对于人眼是不可见的，但是如果强度足够的话，我们可以将其视为热量。

 

可见光  

可见光在EM光谱的中间，在IR和UV之间。它的频率约为400THz至800THz，波长约为740nm（0.00003英寸）至380nm（.000015英寸）。更一般地，可见光被定义为大多数人眼可见的波长。  

 

紫外线  

紫外线在可见光和X射线之间的EM光谱范围内。它的频率约为8×1014至3×1016Hz，波长约为380nm（.000015英寸）至约10nm（0.0000004英寸）。紫外线是阳光的组成部分；但是，人眼看不见它。它具有许多医疗和工业应用，但是会损坏活组织。  

 

X光片  

X射线大致分为两种：软X射线和硬X射线。柔和的X射线包括UV射线和γ射线之间的EM光谱范围。软X射线的频率约为3×1016至1018Hz，波长约为10nm（4×10-7英寸）至100皮克（pm）或4×10-8英寸。硬X射线与γ射线占据EM光谱的同一区域。它们之间的唯一区别是它们的来源：X射线是通过加速电子产生的，而γ射线是由原子核产生的。

  

伽马射线  

伽马射线在软X射线之上的光谱范围内。伽马射线的频率大于约1018Hz，波长小于100pm（4×10-9英寸）。伽玛射线会对活体组织造成损害，因此，如果将其小心翼翼地应用于小区域，则可杀死癌细胞。但是，不受控制的暴露对人类极为危险。