光特性差異的一個(gè)例子是,當(dāng)光穿過(guò)棱鏡時(shí),它被分成七種彩虹顏色,如圖所示。
這是由于光的特性發(fā)生了變化,即“波長(zhǎng)越短,折射率越高”。
光的波長(zhǎng)
?波長(zhǎng)是“峰之間的距離”或“谷之間的距離”,這會(huì)改變光的顏色等屬性。
在上圖中,頂部的波浪波峰較寬,底部的波浪較窄。
我們區(qū)分上波具有“較長(zhǎng)波長(zhǎng)”,下波具有“較短波長(zhǎng)”。
光的頻率
波有一個(gè)與波長(zhǎng)相關(guān)的概念,稱為頻率。該值表示一秒內(nèi)出現(xiàn)了多少個(gè)波峰和波谷,或者換句話說(shuō),一秒內(nèi)出現(xiàn)了多少個(gè)波。
波在一秒內(nèi)傳播的距離大約為每秒 300,000 公里,因此?我們可以看到“波長(zhǎng)”和“頻率”之間是倒數(shù)關(guān)系,因?yàn)?/font>
波速 = 波長(zhǎng) x 頻率。?換句話說(shuō),如果知道頻率,就可以求出波長(zhǎng),如果知道波長(zhǎng),就可以求出頻率。
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光按波長(zhǎng)分類
現(xiàn)在,讓我們看看如何根據(jù)光的波長(zhǎng)和特性對(duì)光進(jìn)行分類。
顏色是我們每天所經(jīng)歷的光特性的差異,具體取決于其波長(zhǎng)。
人類能看到的波長(zhǎng)范圍約為380納米至780納米,這個(gè)范圍稱為“可見光”。
我們知道,波長(zhǎng)短的光呈現(xiàn)紫色,相反,波長(zhǎng)長(zhǎng)的光呈現(xiàn)紅色。
那么,這個(gè)范圍之外的不可見光具有什么樣的性質(zhì)呢?
19世紀(jì)的電磁學(xué)研究表明,人眼可見的光(可見光)是一種波長(zhǎng)非常有限的波,稱為“電磁波”。即使在我們看不見的波長(zhǎng)范圍內(nèi),也存在具有各種特性的光。
波長(zhǎng)比可見光短的光
當(dāng)我們從可見光轉(zhuǎn)向較短波長(zhǎng)時(shí),首先出現(xiàn)的光稱為“紫外線”,意思是“外部紫羅蘭色”。
此外,還有波長(zhǎng)更短的“X射線”和“γ射線”。
每個(gè)邊界確定如下。
?紫外線與X射線的界限:10nm(10-8m)
?X射線與γ射線的界限:1pm(10-12m)
“X射線”這個(gè)名字來(lái)源于數(shù)學(xué)中的“X”,它代表“未知”,因?yàn)樗诒话l(fā)現(xiàn)時(shí)被認(rèn)為是“未知的輻射”。
“伽馬射線”一詞源于這樣一個(gè)事實(shí):原子分裂時(shí)發(fā)出的輻射按照被發(fā)現(xiàn)的順序被命名為“α射線”、“β射線”和“伽馬射線”。
波長(zhǎng)比可見光更長(zhǎng)的光
相反,我們還將研究波長(zhǎng)比紅色更長(zhǎng)的電磁波。
第一個(gè)是“紅外線”,意思是“紅色之外”。它指的是從780nm到1mm(10-3m)。
所有波長(zhǎng)長(zhǎng)于紅外輻射的電磁波都稱為“無(wú)線電波”。
無(wú)線電波是經(jīng)常用于通信的波長(zhǎng)帶。電視、廣播和移動(dòng)電話通信都是使用無(wú)線電波進(jìn)行的。
?手機(jī)頻段與波長(zhǎng)的關(guān)系
您可能見過(guò)手機(jī)通信頻段的“700MHz頻段”或“2GHz頻段”等指示。
該“700MHz”的頻率(振動(dòng)頻率)的波長(zhǎng)約為43cm。
計(jì)算公式
波速 = 波長(zhǎng) x 頻率
3 x 108m/s = 波長(zhǎng) x (700 x 106) Hz
波長(zhǎng) = 3 x 108 ÷ (700 x 106) = 3/7 ? 0.43m