在空間傳播著的交變電磁場(chǎng)，即電磁波。它在真空中的傳播速度約為每秒30萬(wàn)公里。電磁波包括的范圍很廣。實(shí)驗(yàn)證明，無(wú)線電、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線都是電磁波。光波的頻率比無(wú)線電波的頻率要高很多，光波的波長(zhǎng)比無(wú)線電波的波長(zhǎng)短很多；而X射線和γ射線的頻率則更高，波長(zhǎng)則更短。為了對(duì)各種電磁波有個(gè)全面的了解，人們將這些電磁波按照它們的波長(zhǎng)或頻率、波數(shù)、能量的大小順序進(jìn)行排列，這就是電磁波譜。
內(nèi)容
電磁波譜包含電磁波所有可能的頻率和波長(zhǎng)的范圍。特定波長(zhǎng)(λ)的電磁波的能量(E)（在真空中）與頻率(ν)和光速(c)有關(guān)。
這些物理量的關(guān)系如下：
(波長(zhǎng)λ)=(c)/(頻率ν) ；[c是光速 (3×108 公尺/秒)]
(能量E)=(h)?(頻率ν) ；[h是普朗克常數(shù)(6.626 × 10?34 焦耳?秒)]
在另一個(gè)單位中h = 4.136 μeV/GHz。可見波長(zhǎng)與頻率成反比，波長(zhǎng)越大，頻率越小；反之，頻率越大，波長(zhǎng)越小，其乘積是一個(gè)常數(shù)即光速c。另外電磁波的能量與頻率成正比，系數(shù)為普朗克常數(shù)h。即頻率越高，波長(zhǎng)越短，能量越大。
排列
電磁波按其波長(zhǎng)排列組成的圖表。按波長(zhǎng)大致可分為：宇宙射線，γ射線，X射線，紫外線，可見光，紅外線（反射紅外，熱紅外，微波），無(wú)線電和長(zhǎng)波電振蕩。其中，最長(zhǎng)的波長(zhǎng)是最短波長(zhǎng)的1022倍以上。各種電磁波的范圍是隔行掃描式銜接起來(lái)的。無(wú)線電波是振蕩電路中自由電子的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的；紅外線、可見光和紫外線是原子的散逸層受到激發(fā)后產(chǎn)生的；X射線是原子內(nèi)層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的；γ射線是原子核受到激發(fā)后產(chǎn)生的。在不同的電磁波段，可以使用不同的波長(zhǎng)單位，如埃( )、納米（nm）、微米（μm）、毫米（mm）、米（m）等。有時(shí)還使用另外兩個(gè)與波長(zhǎng)相關(guān)的計(jì)量單位：波數(shù) (單位為cm-1)和頻率V（單位為赫茲）。
構(gòu)成
在空間傳播著的交變電磁場(chǎng)，（即電磁波）。它在真空中的傳播速度約為每秒30萬(wàn)公里。無(wú)線電、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線都是電磁波，不過(guò)它們的產(chǎn)生方式不盡相同，波長(zhǎng)也不 同，把它們按波長(zhǎng)（或頻率）順序排列就構(gòu)成了電磁波譜。
分類
依照波長(zhǎng)的長(zhǎng)短以及波源的不同，電磁波譜可大致分為：
無(wú)線電波
——波長(zhǎng)從幾千米到0.3米左右，一般的電視和無(wú)線電廣播的波段就是用這種波；
微波
——波長(zhǎng)從0.3米到10-3米，這些波多用在雷達(dá)或其它通訊系統(tǒng)；
紅外線
——波長(zhǎng)從10^-3米到7.8×10^-7米；紅外線的熱效應(yīng)特別顯著。
可見光
——這是人們所能感光的極狹窄的一個(gè)波段。波長(zhǎng)從（78～3.8）×10-6厘米。光是原子或分子內(nèi)的電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變時(shí)所發(fā)出的電磁波。由于它是我們能夠直接感受而察覺的電磁波極少的那一部分；
紫外線
——波長(zhǎng)從3×10-7米到6×10-10米。這些波產(chǎn)生的原因和光波類似，常常在放電時(shí)發(fā)出。由于它的能量和一般化學(xué)反應(yīng)所牽涉的能量大小相當(dāng)，因此紫外光的化學(xué)效應(yīng)最強(qiáng)；
倫琴射線
——這部分電磁波譜，波長(zhǎng)從2×10-9米到6×10-12米。倫琴射線（X射線）是電原子的內(nèi)層電子由一個(gè)能態(tài)跳至另一個(gè)能態(tài)時(shí)或電子在原子核電場(chǎng)內(nèi)減速時(shí)所發(fā)出的；
γ射線
——是波長(zhǎng)從10-10～10-14米的電磁波。這種不可見的電磁波是從原子核內(nèi)發(fā)出來(lái)的，放射性物質(zhì)或原子核反應(yīng)中常有這種輻射伴隨著發(fā)出。γ射線的穿透力很強(qiáng)，對(duì)生物的破壞力很大。
劃分方式
按照各種電磁波產(chǎn)生的方式，可將其劃分成三個(gè)組成部分：
高頻區(qū)
其中包括x射線，γ射線（伽馬射線）和宇宙射線。他們是利用帶電粒子轟擊某些物質(zhì)而產(chǎn)生的。這些輻射的特點(diǎn)是他們的量子能量高，當(dāng)他們與物質(zhì)相互作用中，波動(dòng)性弱而粒子性強(qiáng)。
長(zhǎng)波區(qū)（低能輻射區(qū)）
其中包括長(zhǎng)波、無(wú)線電和微波等最低頻率的輻射。它們由電子束管?配合電容、電感的共振結(jié)構(gòu)來(lái)產(chǎn)生和接收的，也就是能量在電容和電感之間振蕩而形成。它們與物質(zhì)間的相互作用更多地表現(xiàn)為波動(dòng)性。
中間區(qū)
其中包括紅外輻射、可見光和紫外輻射。這部分輻射產(chǎn)生于原子和分子的運(yùn)動(dòng)，在紅外區(qū)輻射主要產(chǎn)生于分子的轉(zhuǎn)動(dòng)和振動(dòng)；而在可見與紫外區(qū)輻射主要產(chǎn)生于電子在原子場(chǎng)中的躍遷。這部分輻射統(tǒng)稱為光輻射，這些輻射在與物質(zhì)的相互作用中，顯示出波動(dòng)和粒子雙重性。
產(chǎn)生機(jī)理
不同的電磁波產(chǎn)生的機(jī)理和產(chǎn)生方式不同。無(wú)線電是可以人工制造的，是振
蕩電路中自由電子的周期性的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。紅外線、可見光、紫外線；X射線；γ射線分別是原子的散逸層電子、內(nèi)層電子和原子核受激發(fā)后產(chǎn)生的。
在電磁波譜中各種電磁波由于頻率或波長(zhǎng)不同而表現(xiàn)出不同的特性，如波長(zhǎng)較長(zhǎng)的無(wú)線電波很容易表現(xiàn)出干涉、衍射等現(xiàn)象，但對(duì)波長(zhǎng)越來(lái)越短的可見光、紫外線、威廉·倫琴射線、γ射線要觀察到它們的干涉衍射現(xiàn)象就越來(lái)越困難。但是從電磁波譜中看到各種電磁波的范圍已經(jīng)銜接起來(lái)，并且發(fā)生了隔行掃描，因此它們本質(zhì)上相同，服從共同的規(guī)律。
電磁波的能量
電磁波是由光子組成的，宇宙深處的星體發(fā)射的電磁波含有大量光子，光子在傳遞過(guò)程中由于分散，距離星體越遠(yuǎn)，單位時(shí)間內(nèi)單位面積上獲得的光子數(shù)越少，表現(xiàn)為電磁波的能量的衰減。而電磁波頻率的改變量很小。
自然界中各類輻射源的電磁波譜是相當(dāng)豐富、相當(dāng)寬闊的，與光電子成像技術(shù)直接有關(guān)的是其中的X線，紫外線，可見光線，紅外線和微波等電磁波譜，它們的特征參量是波長(zhǎng)λ、頻率f和光子能量E。三者的關(guān)系是f=c/λ，E=hf=hc/λ和E=1.24/λ，式中，E和λ的單位分別是eV（電子伏）和μm，h為普朗克常數(shù)（6.626×10^-34 J·s）；c為光速，其真空中的近似值等于3×10^8 m/s。在工程實(shí)踐中，根據(jù)不同的需要和習(xí)慣，采用不同的頻譜參量計(jì)量單位。
對(duì)x線，紫外線，可見光和紅外線，常用μm、nm表示波長(zhǎng)；對(duì)無(wú)線電頻譜，用Hz或m來(lái)分別表示其頻率和波長(zhǎng)；對(duì)高能粒子輻射，常用eV表示能量。
由物理學(xué)可知，“輻射”的本質(zhì)是原子中電子的能級(jí)躍遷并交換能量的結(jié)果，低能級(jí)電子受到某種外界能量激發(fā)，可躍遷至高能級(jí)，當(dāng)這些處于不穩(wěn)定狀態(tài)的受激電子落入較低能級(jí)時(shí)，就會(huì)以輻射的形式，向外傳播能量。上述E=1.24/λ，正好將輻射的波長(zhǎng)λ與其能量E聯(lián)系起來(lái)。例如，E高-E低=1.24eV時(shí)，輻射的波長(zhǎng)λ=1μm。
參考資料 >