电磁波分类

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电磁波的分类最常用且科学的方式就是按照频率(或波长)进行划分,因为频率直接决定了电磁波的物理特性、与物质的相互作用方式以及应用场景。以下是完整的分类框架和详细说明:


一. 电磁波按频率/波长的标准分类

国际电信联盟(ITU)和物理学界将电磁波划分为以下频段(按频率从低到高):

频段名称频率范围波长范围主要特性与应用
极低频(ELF)3–30 Hz10,000–100,000 km穿透海水,用于潜艇通信;自然源(如地球电离层共振)。
超低频(SLF)30–300 Hz1,000–10,000 km地质勘探(探测地下结构)。
特低频(ULF)300–3,000 Hz100–1,000 km地震前兆监测、矿井通信。
甚低频(VLF)3–30 kHz10–100 km长距离导航(如LORAN)、与电离层相互作用。
低频(LF)30–300 kHz1–10 kmAM广播(长波)、航空导航(NDB)。
中频(MF)300 kHz–3 MHz100 m–1 kmAM广播(中波)、海事通信。
高频(HF)3–30 MHz10–100 m短波广播(电离层反射实现全球覆盖)、业余无线电。
甚高频(VHF)30–300 MHz1–10 mFM广播(88–108 MHz)、航空通信、电视信号(早期)。
特高频(UHF)300 MHz–3 GHz10 cm–1 m4G/5G移动通信(700 MHz–3.7 GHz)、Wi-Fi(2.4/5 GHz)、卫星电视。
超高频(SHF)3–30 GHz1–10 cm5G毫米波(24–100 GHz)、雷达(X波段:8–12 GHz)、卫星通信(Ku波段:12–18 GHz)。
极高频(EHF)30–300 GHz1–10 mm太赫兹成像(安检、医学)、6G实验通信。
红外线(IR)300 GHz–430 THz700 nm–1 mm热成像(8–14 μm)、遥控器(940 nm)、光纤通信(1550 nm)。
可见光430–790 THz380–700 nm人眼可见,颜色由频率决定(红:620–750 nm,紫:380–450 nm)。
紫外线(UV)790 THz–30 PHz10–380 nm杀菌(UVC:100–280 nm)、皮肤晒伤(UVB:280–315 nm)。
X射线30 PHz–30 EHz0.01–10 nm医学成像(软X射线:0.1–10 nm)、晶体结构分析(硬X射线:0.01–0.1 nm)。
伽马射线(γ)>30 EHz<0.01 nm核反应辐射(如钴-60衰变)、癌症放疗。

一,无线电波(Radio Waves):严格指 3 Hz (极低)– 300 GHz(极高) 的所有波段(ELF 到 EHF),是电磁波谱的最低频部分。包括长波,中波,短波,微波等。(4G,5G,wifi,蓝牙,卫星通信,雷达等)

二,光学波段:红外线、可见光、紫外线(300 GHz – 30 PHz)。

(1)红外线:热成像,夜视设备

(2)可见光:人眼可见,摄像头CMOS传感器捕捉,颜色由频率决定(红橙黄绿青蓝紫)

  • 摄像头CMOS关键点捕捉可见光波段(430~750 THz)的光子能量,转换为电信号成像。
    • 不直接处理通信数据,仅接收光学信号。
    • 需滤除红外/紫外干扰(除非专用传感器)。

(3)紫外线:消毒

三,电离辐射:X射线和伽马射线(>30 PHz)。

总结:电磁波用来通信,图像和视频的生成(颜色,强度)